CN214361048U - 一种堆肥反应及后处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种堆肥反应及后处理系统，包括发酵罐体和吸附罐体，其中：发酵罐体内部形成发酵空间，发酵罐体的上部设置有与发酵空间相连通的进料口、淋洗剂进口，发酵罐体的下部设置有与发酵空间相连通的出料口、出液口，与出液口相连通的出液通道上设置过滤件；发酵罐体上还设置搅拌机构和对发酵空间内的内容物进行加热的加热机构，搅拌机构包括至少部分位于发酵空间内的搅拌桨和驱动搅拌桨转动的驱动装置，加热机构为设置于发酵罐体上且与发酵空间相连通的蒸汽进口；发酵罐体的出液口通过连接管与吸附罐体的进液口相连通，吸附罐体内填充有填料，吸附罐体上设置有排液口。本实用新型可提高有机肥的质量和生产效率、绿色环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物发酵技术领域，特别是涉及一种堆肥反应及后处理系统。
背景技术
堆肥反应器相比较于室外堆肥而言可有效提高堆肥的效率，利用堆肥反应器来生产有机肥是一种高效的生产方法，现有的堆肥反应器是将牲畜粪便和菌液置于反应器内在加热环境下发酵，反应器内设置搅拌装置，以快速均匀的完成发酵，这种生产方式虽然提高了发酵效率，但还存在一定的弊端，比如：
(1)牲畜粪便中会存在一定的重金属，在发酵完成后，这部分重金属会残留在有机肥中，若直接将这种有机肥应用到实际生产中，一来会造成环境的污染，二来重金属会进入生物链，危害人类的健康。
(2)现有的堆肥反应及后处理系统利用伴热套加热，不但加热速度慢、而且发酵罐体中温度分布不均匀，牲畜粪便发酵程度有所差异。
除此之外，堆肥反应产生的液体内具有一定的污染性物质，缺少后处理设备对该部分液体进行处理，排放过程中存在环境污染的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的堆肥反应及后处理系统存在的问题，而提供一种可去除重金属且加热快速均匀的堆肥反应及后处理系统。
为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：
一种堆肥反应及后处理系统，包括发酵罐体和吸附罐体，其中：
所述发酵罐体内部形成发酵空间，所述发酵罐体的上部设置有与所述发酵空间相连通的进料口、淋洗剂进口，所述发酵罐体的下部设置有与所述发酵空间相连通的出料口、出液口，与所述出液口相连通的出液通道上设置过滤件；
所述发酵罐体上还设置搅拌机构和对所述发酵空间内的内容物进行加热的加热机构，所述搅拌机构包括至少部分位于所述发酵空间内的搅拌桨和驱动所述搅拌桨转动的驱动装置，所述加热机构为设置于所述发酵罐体上且与所述发酵空间相连通的蒸汽进口；
所述发酵罐体的出液口通过连接管与所述吸附罐体的进液口相连通，所述吸附罐体内填充有填料，所述吸附罐体上设置有排液口。
在上述技术方案中，所述连接管具有向上弯曲的弯曲部，优选的，所述连接管靠近所述进液口的一端设置有输送泵。
在上述技术方案中，所述堆肥反应及后处理系统还包括粪便干湿分离装置和淋洗剂配置槽，所述淋洗剂配置槽通过管路与所述淋洗剂进口相连通，所述粪便干湿分离装置通过管路与所述进料口相连通。
在上述技术方案中，所述发酵罐体的侧壁上设有与所述发酵空间相连通的传感器口。
在上述技术方案中，所述发酵罐体上对称设置支撑腿。
在上述技术方案中，所述发酵罐体的底部为漏斗状结构，所述出料口形成在所述漏斗状结构的侧壁上，所述出液口形成在所述漏斗状结构的最底部，所述过滤件固定在所述漏斗状结构的中部。
在上述技术方案中，所述漏斗状结构包括通过可拆卸连接的上半部结构和下半部结构，所述出料口形成在所述上半部结构的侧壁上，所述过滤件固定在所述下半部结构内，当所述加热机构为设置于所述发酵罐体上且与所述发酵空间相连通的蒸汽进口时，所述蒸汽进口设置在所述上半部结构上，以对发酵罐体内的物料充分加热。
在上述技术方案中，所述搅拌桨为螺旋搅拌桨，所述驱动装置包括电机及减速机。
在上述技术方案中，所述螺旋搅拌桨的叶片的螺距为由发酵罐体的顶部到发酵罐体的底部逐渐减小。
在上述技术方案中，所述搅拌桨的叶片的边缘位置设置锯齿。
在上述技术方案中，所述淋洗剂进口为设置在所述发酵罐体上与所述发酵空间相连通的进液管；或者所述淋洗剂进口为设置在所述发酵罐体内的布液结构，所述布液结构的底部设有呈矩阵分布的布液口，所述布液结构与密封穿过所述发酵罐体的供液管道相连通。
在上述技术方案中，所述蒸汽进口为密封穿过所述发酵罐体的蒸汽进入管；或者所述蒸汽进口为蒸汽均布管，蒸汽均布管为固定在所述发酵罐体的底部内壁上的蒸汽环管，所述蒸汽环管上均匀分布有多个蒸汽分布口，所述蒸汽环管与密封穿过所述发酵罐体的蒸汽供给管道相连通。
在上述技术方案中，所述吸附罐体内设置有隔板，所述隔板上设置有出液孔，所述隔板的上部设置有填料。
在上述技术方案中，所述填料为石灰与生物炭的混合物，所述填料的粒径为16～20目。
在上述技术方案中，所述出液孔均匀设置在所述隔板上，所述出液孔上方设置有布液器。
在上述技术方案中，所述布液器为筒状，所述布液器的直径大于所述出液孔的孔径。
在上述技术方案中，所述布液器顶部为钢板，所述布液器的筒体上出水间隙小于所述填料的粒径。
在上述技术方案中，所述布液器的钢板的边缘通过均布的钢筋支撑固定在所述隔板上，所述钢板和所述出液孔相对设置，所述钢筋支撑之间的间隙相等，所述钢筋支撑上沿所述布液器筒体周长方向固定连接有不锈钢方条，所述相邻不锈钢方条之间的间隙形成所述出水间隙。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型的发酵罐体上设置淋洗剂进口，通过淋洗剂进口向发酵罐体的发酵空间内通入淋洗液，对发酵空间的内容物进行淋洗，可去除内容物内残留的重金属，发酵完成后，得到重金属残显著减少的有机肥，绿色环保。
2.通过蒸汽加热的方式，可快速升高发酵空间内的温度，提高发酵效率，另外可使得发酵空间内温度分布更加均匀，使得内部的微生物发酵在同一时间内处于相同的发酵阶段，优化发酵效果。
3.通过在搅拌桨上设置锯齿结构，可在搅拌过程中打碎牲畜粪便中的长纤维，更一步提高发酵速率。
4.吸附罐体可对淋洗液中的重金属或其他有害物质进行吸附，便于进行后续处理，防止重金属等排入环境造成环境污染。
5.吸附罐体中隔板上出液孔以及布液器的设置，可使得填料与淋洗液进行充分接触，进一步提高吸附效率，最大程度吸附洗涤液中的污染性物质。
6.本实用新型的堆肥反应及后处理系统结构简单、成本低、便于推广应用，另外有效解决了有机肥料中重金属残留的问题，并对洗涤液中的重金属等污染性物质进行吸附再处理，迎合市场需求，绿色环保。
附图说明
图1所示为本实用新型的堆肥反应及后处理系统的结构示意图，其中淋洗剂进口采用实施例3.1的进液管，蒸汽进口采用实施例4.1的蒸汽加热方式。
图2所示为发酵罐体的结构示意图，其中淋洗剂进口采用实施例3.1的进液管，蒸汽进口采用实施例4.1的蒸汽加热方式。
图3所示为发酵罐体的结构示意图，其中淋洗剂进口采用实施例3.2的进液管，蒸汽进口采用实施例4.2的蒸汽加热方式。
图4所示为图3中A-A剖视图。
图5所示为布液器与隔板的连接结构示意图。
图中：1-发酵罐体，2-进料口，3-布液结构，4-出料口，5-出液口，6-过滤件，7-搅拌桨，8-驱动装置，9-布液口，10-供液管道，11-进液管，12-锯齿，13-蒸汽进入管，14-传感器口，15-支撑腿，16-上半部结构，17-下半部结构，18-蒸汽环管，19-蒸汽分布口，20-蒸汽供给管道，21-排液口，22-连接管，23-输送泵，24-隔板，25-布液器，26-吸附罐体，27-进液口，28-粪便干湿分离装置，29-淋洗剂配置槽。
24-1-出液孔，25-1-钢板，25-2-钢筋支撑，25-3-不锈钢方条。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
一种堆肥反应及后处理系统，包括发酵罐体1和吸附罐体26，其中：
所述发酵罐体1内部形成发酵空间，所述发酵罐体1的上部设置有与所述发酵空间相连通的进料口2、淋洗剂进口，所述发酵罐体1的下部设置有与所述发酵空间相连通的出料口4、出液口5，与所述出液口5相连通的出液通道上设置过滤件6；
所述发酵罐体1上还设置搅拌机构和对所述发酵空间内的内容物进行加热的加热机构，所述搅拌机构包括至少部分位于所述发酵空间内的搅拌桨7和驱动所述搅拌桨7转动的驱动装置8，所述加热机构为设置于所述发酵罐体1上且与所述发酵空间相连通的蒸汽进口；
所述发酵罐体1的出液口5通过连接管22与所述吸附罐体26的进液口27相连通，所述吸附罐体26内填充有填料，所述吸附罐体26上设置有排液口21。
通过进料口2将牲畜粪便(或者混合有发酵菌剂的牲畜粪便)加入到发酵罐体1的发酵空间内，淋洗剂(或内含发酵用菌剂)通过淋洗剂进口加入到发酵罐体1的发酵空间内，通过蒸汽进口通入加热蒸汽，一方面，可使得发酵罐体1内容物迅速达到所需温度，另一方面，热源直接通入发酵罐体1的发酵空间内，直接对内容物进行加热，使得发酵罐体1内的温度分布更加均匀。启动搅拌机构对物料进行搅拌发酵，发酵过程中淋洗液进入发酵罐体1对内容物进行淋洗以浸出重金属，洗涤产生的淋洗液通过出液口5排出，发酵完成后的有机肥从出料口4取出。
淋洗液通过连接管22内进入到吸附罐体26内，吸附罐体26内的填料吸附淋洗液中的重金属和其他有害物质，经过吸附后的淋洗液从排液口21排出吸附罐体26，以进行下一步处理。
作为优选的，所述连接管22具有向上弯曲的弯曲部。所述连接管22靠近所述进液口27的一端设置有输送泵23。所述连接管22为
形，能够使淋洗液中的固体颗粒进一步沉降，使进入吸附罐体26内的淋洗液更加澄清，在输送泵7的作用下由吸附罐体26底部的进液口27进入吸附罐体26。若为实验室中应用本装置，输送泵7可选用体积较小、稳定性好、精度高的蠕动泵；若为实际生产中应用本装置，输送泵7可选用矿浆泵。
作为优选的，所述堆肥反应及后处理系统还包括粪便干湿分离装置28和淋洗剂配置槽29，所述淋洗剂配置槽29通过管路与所述淋洗剂进口相连通，所述粪便干湿分离装置28通过管路与所述进料口2相连通。淋洗剂配置槽29用于配置淋洗剂，内部可设置搅拌机构，配置好的淋洗剂通过管路输送至淋洗剂进口，粪便干湿分离装置28用于对牲畜粪便进行干湿分离，得到初步干燥的牲畜粪便通过进料口2加入至发酵罐体1内。
更为优选的，所述排液口21通过循环管路连接至所述淋洗剂配置槽29。经过填料吸附后得到的澄清液可以返回淋洗剂配制工序，重复利用，提高原料利用率，降低生产成本。
实施例2
在实施例1的基础上，进一步优化发酵罐体1的结构。
为了实时监测发酵罐体1内部内容物的温度等，所述发酵罐体1的侧壁上设有与所述发酵空间相连通的传感器口14，所述传感器口14可设置有一个，也可设置多个以配合多个传感器使用，形成多个监测点，监测更加精准。
为了使得出料口4和出液口5与地面或操作面之间形成操作空间，所述发酵罐体1上对称设置支撑腿15。
为了顺畅的排出淋洗产生的液体和最终形成有机肥料，所述发酵罐体1的底部为漏斗状结构，所述出料口4形成在所述漏斗状结构的侧壁上，所述出液口5形成在所述漏斗状结构的最底部，所述过滤件6固定在所述漏斗状结构的中部。
为了便于清理过滤器，所述漏斗状结构包括通过可拆卸连接的上半部结构16和下半部结构17，所述出料口4形成在所述上半部结构16的侧壁上，所述过滤件固定在所述下半部结构17内，当所述加热机构为设置于所述发酵罐体1上且与所述发酵空间相连通的蒸汽进口时，所述蒸汽进口设置在所述上半部结构16上，以对发酵罐体1内的物料充分加热。更为优选的，所述上半部结构16和下半部结构17通过法兰固定连接。所述过滤件为过滤网或过滤器。
为了使得内容物在搅拌过程中翻动以减小传质及传热在轴向上的梯度，所述搅拌桨7为螺旋搅拌桨，所述驱动装置8包括电机及减速机，更为优选的，所述螺旋搅拌桨的叶片的螺距为由发酵罐体1的顶部到发酵罐体1的底部逐渐减小，由此在发酵罐体1的底部提供更大的推力，促进物料上翻。
为了在搅拌过程中破碎内容物，所述搅拌桨7的叶片的边缘位置设置锯齿12，可对牛羊粪便中的长纤维进行破碎，提高发酵效率。
实施例3
本实施例是实施例2中淋洗剂进口的不同设置方式。
3.1
所述淋洗剂进口为设置在所述发酵罐体1上与所述发酵空间相连通的进液管11，所述进液管11可以设置于所述发酵罐体1的顶部，也可以设置在所述发酵罐体1侧壁的上部。
3.2
所述淋洗剂进口为设置在所述发酵罐体1内的布液结构3，所述布液结构3的底部设有呈矩阵分布的布液口9，所述布液结构3与密封穿过所述发酵罐体1的供液管道10相连通。
所述布液结构3可选用布液管或布液盘，所述布液管可为环形、螺旋形等，环形、螺旋形的布液管中心形成供搅拌桨7的搅拌轴穿过的空间，防止干涉搅拌桨7的正常转动，所述布液管与供液管道10相连通，所述供液管道10密封穿过所述发酵罐体1后连接至布液管上，所述布液管通过固定件固定于所述发酵罐体1的罐壁上。所述布液盘可为方形、圆形或不规则形状的布液盘，所述布液盘的底部形成呈矩阵分布的布液口9，所述布液盘的顶部形成容纳淋洗液的空间，所述布液盘与供液管道10相连通，所述供液管道10密封穿过所述发酵罐体1后连接至布液管上。
实施例4
本实施例是实施例2中蒸汽进口的不同设置方式。
4.1
所述蒸汽进口为密封穿过所述发酵罐体1的蒸汽进入管13。蒸汽进入管13的外端与蒸汽供给管道相连接，内端延伸至发酵空间内，通过一根蒸汽进入管13将蒸汽输送至发酵空间内。
4.2
为了使得加热用蒸汽均匀的通入到发酵罐体1内，所述蒸汽进口为蒸汽均布管18，蒸汽均布管18为固定在所述发酵罐体1的底部内壁上的蒸汽环管，所述蒸汽环管上均匀分布有多个蒸汽分布口19，所述蒸汽环管18与密封穿过所述发酵罐体1的蒸汽供给管道20相连通，蒸汽通过蒸汽供给管道20通入到蒸汽环管18内，蒸汽通过蒸汽分布口19均匀的进入到发酵罐体1的发酵空间内，更进一步的提高热量在发酵空间内分布的均一性。
实施例5
在实施例1的基础上，进一步优化吸附罐体26的结构。
作为优选方式，所述吸附罐体26内设置有隔板24，所述隔板24上设置有出液孔24-1，所述隔板的上部设置有填料。隔板24设置在吸附罐体26内流通通道的截面方面上，填料堆放在所述隔板上。
作为优选方式，所述填料为石灰与生物炭的混合物，所述填料的粒径为16～20目。生物炭设置在隔板上部，石灰设置在生物炭上部，也可以在石灰上部设置一层棉絮，防止石灰被淋洗剂中的水分冲散，或将石灰与棉絮混合放置在生物炭的上部，也可达到同样的目的。经过生物炭和石灰吸附的淋洗液，污染物(尤其是重金属)和固体颗粒被生物炭和石灰吸附。
作为优选方式，所述出液孔24-1上方设置有布液器25，所述布液器为筒状，所述布液器的直径大于所述出液孔24-1的孔径，所述布液器顶部为钢板25-1，所述布液器的筒体上出水间隙小于所述填料的粒径。
作为优选方式，所述出液孔24-1均匀设置在所述隔板24上，以使土壤与淋洗剂的混合液能够均匀分散上升。
作为优选方式，所述布液器的钢板25-1的边缘通过均布的钢筋支撑25-2固定在所述隔板上，所述钢板25-1和所述出液孔24-1相对设置，所述钢筋支撑25-2之间的间隙相等，所述钢筋支撑上沿所述布液器筒体周长方向固定连接有不锈钢方条25-3，所述相邻不锈钢方条25-3之间的间隙形成所述出水间隙，所述出水间隙为22～26目。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (17)
1.一种堆肥反应及后处理系统，其特征在于，包括发酵罐体和吸附罐体，其中：
所述发酵罐体内部形成发酵空间，所述发酵罐体的上部设置有与所述发酵空间相连通的进料口、淋洗剂进口，所述发酵罐体的下部设置有与所述发酵空间相连通的出料口、出液口，与所述出液口相连通的出液通道上设置过滤件；
所述发酵罐体上还设置搅拌机构和对所述发酵空间内的内容物进行加热的加热机构，所述搅拌机构包括至少部分位于所述发酵空间内的搅拌桨和驱动所述搅拌桨转动的驱动装置，所述加热机构为设置于所述发酵罐体上且与所述发酵空间相连通的蒸汽进口；
所述发酵罐体的出液口通过连接管与所述吸附罐体的进液口相连通，所述吸附罐体内填充有填料，所述吸附罐体上设置有排液口。
2.如权利要求1所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述连接管具有向上弯曲的弯曲部。
3.如权利要求1所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述堆肥反应及后处理系统还包括粪便干湿分离装置和淋洗剂配置槽，所述淋洗剂配置槽通过管路与所述淋洗剂进口相连通，所述粪便干湿分离装置通过管路与所述进料口相连通。
4.如权利要求1所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述发酵罐体的侧壁上设有与所述发酵空间相连通的传感器口。
5.如权利要求1所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述发酵罐体的底部为漏斗状结构，所述出料口形成在所述漏斗状结构的侧壁上，所述出液口形成在所述漏斗状结构的最底部，所述过滤件固定在所述漏斗状结构的中部。
6.如权利要求5所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述漏斗状结构包括通过可拆卸连接的上半部结构和下半部结构，所述出料口形成在所述上半部结构的侧壁上，所述过滤件固定在所述下半部结构内。
7.如权利要求1所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述搅拌桨为螺旋搅拌桨，所述驱动装置包括电机及减速机。
8.如权利要求1所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述淋洗剂进口为设置在所述发酵罐体上与所述发酵空间相连通的进液管；或者所述淋洗剂进口为设置在所述发酵罐体内的布液结构，所述布液结构的底部设有呈矩阵分布的布液口，所述布液结构与密封穿过所述发酵罐体的供液管道相连通。
9.如权利要求1所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述吸附罐体内设置有隔板，所述隔板上设置有出液孔，所述隔板的上部设置有填料。
10.如权利要求9所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述出液孔上方设置有布液器，所述布液器为筒状，所述布液器的直径大于所述出液孔的孔径。
11.如权利要求6所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述加热机构为设置于所述发酵罐体上且与所述发酵空间相连通的蒸汽进口，所述蒸汽进口设置在所述上半部结构上，以对发酵罐体内的物料充分加热。
12.如权利要求2所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述连接管靠近所述进液口的一端设置有输送泵。
13.如权利要求4所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述发酵罐体上对称设置支撑腿。
14.如权利要求7所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述螺旋搅拌桨的叶片的螺距为由发酵罐体的顶部到发酵罐体的底部逐渐减小，所述搅拌桨的叶片的边缘位置设置锯齿。
15.如权利要求7所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述蒸汽进口为密封穿过所述发酵罐体的蒸汽进入管；或者所述蒸汽进口为蒸汽均布管，蒸汽均布管为固定在所述发酵罐体的底部内壁上的蒸汽环管，所述蒸汽环管上均匀分布有多个蒸汽分布口，所述蒸汽环管与密封穿过所述发酵罐体的蒸汽供给管道相连通。
16.如权利要求9所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述填料的粒径为16～20目；所述出液孔均匀设置在所述隔板上，所述出液孔上方设置有布液器。
17.如权利要求10所述的堆肥反应及后处理系统，其特征在于，所述布液器顶部为钢板，所述布液器的筒体上出水间隙小于所述填料的粒径；所述布液器的钢板的边缘通过均布的钢筋支撑固定在所述隔板上，所述钢板和所述出液孔相对设置，所述钢筋支撑之间的间隙相等，所述钢筋支撑上沿所述布液器筒体周长方向固定连接有不锈钢方条，相邻所述不锈钢方条之间的间隙形成所述出水间隙。
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