CN216129515U - 一种智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，包括隧道，隧道的前侧开设隧道门，隧道的两侧设置边墙，两侧边墙之间设有拱形框架；拱形框架上交替覆有第一透光材料和防水透气微孔膜，两侧边墙的外侧上部覆有第二透光材料；两侧边墙外侧底部分别设有鼓风机和进气管道，进气管道与隧道内的多个布气管道相连通，每个布气管道通过一个风量调节阀控制风量，隧道的后侧上部设有连通其内外的排风管道；隧道内部上方由前至后分布有渗滤液喷淋管道，隧道内底部由前至后分布有渗滤液回收管道，堆肥过程产生的渗滤液通过渗滤液回收管道汇集到渗滤液暂存池中，并通过水泵由渗滤液喷淋管道喷洒到堆体中。

Description

一种智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置

技术领域

本实用新型涉及有机废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置。

背景技术

目前，堆肥是应用最为广泛、经济性最好的有机废弃物综合利用方法。有机废弃物堆肥是在好氧条件下，利用有机废弃物为主要原料，通过好氧生物作用，将废弃物中有机物分解转化成有机质，并杀灭病原菌、寄生虫卵，提高肥分，产生的肥料可以用于农业和园艺目的，是一种无害化、减量化、稳定化的综合处理技术。

目前常用的条垛堆肥发酵周期长，需要专人管理，受气候影响大冬季常无法运行，占地面积大。由于堆肥产品中含有大量的草籽，且需要定期翻堆通氧。在露天环境里，发酵和翻动过程中会产生大量臭气、粉尘、滋生大量苍蝇以及有害的生物气溶胶，对从业人员和周边居民造成一定的影响，有很多处理企业因此受到投诉或因排放不达标而关停，严重影响着废弃物堆肥行业的健康发展。

有机类垃圾直接填埋后一直处于厌氧条件，易产生大量的甲烷，甲烷的温室气体效应是二氧化碳的23倍之多。目前，垃圾填埋场已成为发达国家第一大温室气体源头。因此，国外普遍在有机类垃圾填埋前进行生物稳定处理，即通过堆肥工艺将大部分有机类垃圾中有机物利用微生物分解转化成二氧化碳，并通过微生物代谢产热使垃圾中水分得以挥发，减少了渗滤液，实现了垃圾稳定化、无害化和减量化。

另外，很多城市采用焚烧发电的方式对垃圾进行处理，但垃圾中含有很高的水分，常导致燃烧不充分。发达国家垃圾焚烧发电厂通常在焚烧前对垃圾进行干化处理，其中最为经济实用的就是生物干化处理，也是利用堆肥工艺将这些垃圾中有机物进行分解，通过代谢产热使垃圾中水分得以挥发。但该过程容易产生有害的生物气溶胶和难闻的臭味。

畜禽粪便、污泥等有机废弃物比重大且粘稠，堆放后堆体瘫软，无法堆高，单位面积处理量较低，常规堆肥技术很难处理大量的垃圾，批处理量小。

目前，大多数隧道堆肥装备或槽式堆肥装备都是针对短时间一次性进料设计的，适合废弃物产生量或处理量较大的区域或企业，而污水处理厂、城市/ 村镇的废弃物集中处理点、畜禽养殖企业等每天都需要对收集的废弃物或产生的畜禽粪污进行处理，而这些废弃物量通常不足以堆满隧道或堆肥槽，经常需要以天为单位的间歇性(分批次)进料。但现有隧道堆肥装备或槽式堆肥装备在处理不同批次物料无法做到均匀发酵，不适合间歇进料堆肥处理。主要是因为先进料的堆体微生物分解代谢快产生热量，堆体内温度较后进料的高，物料中水分更易受热蒸发，孔隙度更大。强制通风时，空气在先进料的堆体内受到的阻力更小，造成了先进料堆体和后进料堆体通风量不一致，在随后发酵的过程中又逐渐加大了两者获得的风量之间的差异。后进料堆体获得的风量越来越少，随着堆体内氧气浓度不断降低堆体进一步压实，无法进行充分的好氧发酵，堆肥效果差且易产生臭气。这也导致这些集中处理点或相关企业难以利用现有隧道堆肥装备或槽式堆肥装备对有机废弃物进行处理。

因此，当前亟待开发一种适合臭气排放少对居民影响小、不受气候影响、占地小、批处理量大、运行成本低、周期短、适合有机废弃物集中处理点、有机废弃物生物干化、有机废弃物生物稳定、适合不同进料方式的堆肥处理装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，包括隧道，所述隧道的前侧开设隧道门，隧道的两侧设置边墙，两侧边墙之间设有拱形框架；所述拱形框架上交替覆有第一透光材料和防水透气微孔膜，两侧边墙的外侧上部覆有第二透光材料；所述两侧边墙外侧底部分别设有鼓风机和进气管道，所述进气管道与隧道内的多个布气管道相连通，每个布气管道通过一个风量调节阀控制风量，所述隧道的后侧上部设有连通其内外的排风管道；所述隧道内部上方由前至后分布有渗滤液喷淋管道，隧道内底部由前至后分布有渗滤液回收管道，堆肥过程产生的渗滤液通过渗滤液回收管道汇集到渗滤液暂存池中，并通过水泵由渗滤液喷淋管道喷洒到堆体中。

进一步地，所述的防水透气微孔膜具有良好的防水透气功能，材质可以为单层或多层复合材料，防水透气微孔膜主要功能材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚酯类、含氟聚烯烃或其他聚烯烃，微孔膜孔径：0.1μm～0.3μm。因其固有疏水性、优良加工特性、耐温性、化学惰性、抗微生物侵袭性、抗紫外线老化性等优选为含氟聚合物，如聚氟乙烯 PVF、聚偏二氟乙烯PVDF、聚四氟乙烯PTFE等。

进一步地，所述隧道的外部安装有控制柜，控制柜中安装隧道总电源开关、鼓风机智能控制器、风量调节阀控制器、隧道门远程开闭控制器及除臭装置远程开闭控制器，并与隧道内堆体多点温度传感器、堆体氧气浓度传感器、超声波传感器和压力传感器连接。

进一步地，所述隧道内靠近隧道门处的地面最高并逐渐向渗滤液暂存池倾斜，靠近边墙两侧地面高于渗滤液回收管道。渗滤液回收管道设置在隧道内地面的中央，堆肥过程产生的渗滤液通过渗滤液回收管道汇集到渗滤液暂存池中。

进一步地，所述防水透气微孔膜棚内侧沿拱形截面设置多个滴水条。

进一步地，所述排风管道的一端连接隧道内部，另一端与隧道外部的除臭装置连接。

进一步地，多个布气管道相互平行设置，并由独立的风量调节阀控制。

进一步地，所述渗滤液回收管道设置在隧道内地面的中央，堆肥过程产生的渗滤液通过渗滤液回收管道汇集到渗滤液暂存池中。

进一步地，所述滤液喷淋管道的一端连通于渗滤液暂存池中并与水泵相连，水泵带有浮球液位开关控制器,渗滤液喷淋管道另一端延伸至隧道的顶部并带有若干喷淋口。

进一步地，所述边墙均进行了抗渗或防水处理；所述的框架均进行了防腐处理。

进一步地，所述隧道门由手动或电机或液压驱动机构驱动，所述隧道门为卷帘门、液压门、平移门、对开门或推拉门。

进一步地，所述所述拱形框架上交替覆有第一透光材料以及两侧边墙(3) 的外侧上部覆有第二透光材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

极大地降低堆肥过程臭气排放。隧道顶部覆盖的防水透气微孔膜具有防水透气的功能，既保障空气和堆肥产生的水蒸气和CO₂在隧道内外自由进出，更将堆肥产生的臭气如NH₃、H₂S和甲硫醇等挥发性有机物及有害的生物气溶胶截留在膜内。

与其它堆肥工艺相比，温室气体减排效果明显。本发明属于强制通风堆肥发酵工艺，通过向堆体插入氧气浓度传感器，实时监测堆体内氧气浓度，智能控制通风，使堆体内氧气浓度一直大于5％，处于相对较高水平。堆体一直处于好氧发酵状态，减少了因厌氧发酵产生的甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O) 等温室气体排放，有助于温室气体减排。

堆肥过程无渗滤液产生，不产生二次污染。堆肥过程产生的渗滤液通过倾斜地面，流淌进渗滤液回收管道，并最终汇集在渗滤液暂存池中。在堆体处于≥50℃高温发酵阶段，当渗滤液暂存池中渗滤液达到一定高度时，浮球液位开关控制器开启水泵工作，通过渗滤液喷淋管道将渗滤液回喷到堆体上。利用堆体热量将渗滤液全部转变成为水蒸气，渗滤液中养分留存在发酵堆体中。

底部通风管道可分段控制，堆体发酵更为均匀，兼容不同进料方式，适用性广。隧道两侧安装鼓风机，分别控制一侧通风。风量调节阀可按照程序设定分别开启，间歇进料阶段根据物料位置打开相应的风量调节阀，为每批次物料都提供均一的通风条件。待最后一批物料装满并通风一段时间，开启全部风量调节阀，为堆体进行强制通风。本发明的堆肥系统既适合广大污水处理厂、城市/村镇的废弃物集中处理点、畜禽养殖企业经常性间歇进料堆肥处理，也适合大型有机废弃物处理中心及大型有机肥生产企业进行大批量堆肥发酵处理。

隧道顶部间隔布置的透光材料便于汇聚太阳光为隧道增温，缩短了堆肥时间，寒冷季节效果更加明显。

隧道顶部及隧道侧面透光材料还增强隧道内亮度，便于人员进行物料的进出操作。

进出料过程中对运行人员和周边居民的无影响。在进出料过程中远程开启开启排风及外接除臭装置对隧道进行非接触除臭及消除生物气溶胶作业，使隧道内形成负压并将隧道内气体运送到外部除臭装置，极大地降低了进出料过程中隧道内臭气和气溶胶浓度，减少对运行人员和周边居民的影响。

滴水条可有效减轻隧道防水透气半透膜覆盖冷凝水对装备和堆体发酵的不利影响。堆肥过程中微生物分解代谢有机物产生热量将堆体内水分蒸发，产生大量水蒸气，由于隧道外温度低于隧道内，这些水蒸气凝结在隧道防水透气半透膜棚覆盖内侧上，在防水透气半透膜材料内侧形成水膜并沿着防水透气半透膜覆盖材料走向集中滴落在边墙附近，导致边墙周边大量积水，侵蚀承重结构，影响边墙防水效果，还导致该处堆体水分含量大，发酵效果差。防水透气半透膜棚内侧沿拱形截面设置若干条平行的滴水条可将水透气半透膜覆盖材料内侧水膜分段截留，并滴落回堆体不同位置，杜绝了堆肥产生的冷凝水对边墙附近承重结构、墙体结构和堆体发酵不利影响。

高度智能化运行，可实时监测记录隧道运行状态并进行智能调节。在隧道内设置多点温度传感器和氧气浓度传感器便于监测和追溯堆体内发酵程度和堆体物料的无害化程度，数据上传到鼓风机智能控制器，通过内嵌智能算法控制鼓风机开启与关闭；风量调节阀控制器便于运行人员对不同位置风量调节阀进行控制；超声波传感器用于监测隧道内堆体填充水平；压力传感器用于实时监测强制通风后隧道内压力变化、覆盖材料是否破损以及鼓风机是否发生故障。

本实用新型提供的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，可用于畜禽粪污、食用菌栽培废料、农作物秸秆、尾菜、果蔬秸秆、厨余垃圾、病死畜禽、食品加工废弃物、园林垃圾、污泥等有机废弃物的堆肥处理，还可以用于垃圾填埋前生物稳定处理以减少甲烷的产生，也可以将垃圾制备垃圾衍生燃料 (RDF)前降低垃圾中水分的生物干化处理，实用性好，适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置的主视图；

图2是本实用新型实施例提供的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置的剖视图；

图3是本实用新型实施例提供的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置的外侧视图；

图4是本实用新型实施例提供的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置的内侧视图；

图5是本实用新型实施例提供的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置的内部俯视图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如附图1所示的一种智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，包括隧道1，所述隧道1的前侧开设隧道门7，具体地，所述隧道门7由手动或电机或液压驱动机构驱动，所述隧道门7为卷帘门、液压门、平移门、对开门或推拉门。

隧道的两侧设置边墙3，两侧边墙3之间设有拱形框架15。所述拱形框架 15上覆有覆盖材料5，覆盖材料5由第一透光材料5-2和防水透气微孔膜5-1 交替固定连接，两侧边墙3的外侧上部覆有第二透光材料4。

具体地，所述的透光材料4材质选自以下成分的其中一种或其中若干种：聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酯或含氟聚烯烃材料，具有很好的透光性。隧道四周安装的透光材料便于汇聚太阳光为隧道增温，缩短了堆肥时间，寒冷季节增温效果更加明显；增强隧道内亮度，便于人员进行物料的进出操作。

所述的覆盖材料5是由具有防水透气功能的防水透气微孔膜5-1和透光材料5-2组成，所述的防水透气微孔膜5-1具有良好的防水透气功能，材质可以为单层或多层复合材料，防水透气微孔膜主要功能材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚酯类、含氟聚烯烃或其他聚烯烃，微孔膜孔径：0.1μm～0.3μm。因其固有疏水性、优良加工特性、耐温性、化学惰性、抗微生物侵袭性、抗紫外线老化性等优选为含氟聚合物，如聚氟乙烯PVF、聚偏二氟乙烯PVDF、聚四氟乙烯PTFE等。所述的透光材料5-2材质与透光材料4相同。

所述两侧边墙3外侧底部分别设有鼓风机2和进气管道9，所述进气管道 9与隧道内的多个布气管道11相连通，每个布气管道11通过一个风量调节阀 19控制风量，所述隧道1的后侧上部设有连通其内外有排风管道10。

具体地，多个布气管道11相互平行设置。底部通风管道可分段控制，适用于不同进料方式，使堆体发酵更为均匀。隧道两侧安装鼓风机，分别控制一侧通风。风量调节阀可按照程序设定分别开启，间歇进料阶段根据物料位置打开相应的风量调节阀，为每批次物料都提供均一的通风条件。待最后一批物料装满并通风一段时间，开启全部风量调节阀，为堆体进行强制通风。

关于排风管道10的具体连方式为，所述排风管道10的一端连接隧道1内部，另一端与隧道1外部的生物过滤除臭装置连接。

所述隧道1内部上方由前至后分布有渗滤液喷淋管道14，隧道1内底部由前至后分布有渗滤液回收管道12，堆肥过程产生的渗滤液收集到渗滤液回收管道12中，并通过水泵18由渗滤液喷淋管道14喷洒到堆体中，渗滤液回收管道12和渗滤液喷淋管道14之间连通有渗滤液暂存池17。

优选地，所述隧道1内靠近隧道门7处的地面13最高并逐渐向渗滤液暂存池17倾斜，靠近边墙3两侧地面13高于渗滤液回收管道12，便于将渗滤液汇集到渗滤液暂存池17中。

具体地，所述渗滤液回收管道12设置在隧道1内地面13的中央，将堆肥过程产生的渗滤液汇集到渗滤液暂存池17中。

进一步地，所述滤液喷淋管道14的一端连通于渗滤液暂存池17中并与水泵18相连，水泵18带有浮球液位开关控制器,渗滤液喷淋管道14另一端延伸至隧道1的顶部并带有若干喷淋口，便于喷洒均匀。

进一步地，所述边墙3均进行了抗渗或防水处理；所述的框架15均进行了防腐处理。降低对周边污染的可能，延长系统使用寿命。

此外，为了起到挡雨的作用，所述隧道门7的上方设有雨搭6。

优选的实施方式中，所述防水透气微孔膜(5-1)棚内侧沿拱形截面设置多个滴水条(16)。避免隧道内冷凝水集中滴落不利影响。

此外，隧道1外侧安装有控制柜8，控制柜8中安装隧道1总电源开关、鼓风机2智能控制器、风量调节阀19控制器、隧道门7远程开闭控制器及除臭装置远程开闭控制器，并与隧道内堆体多点温度传感器、堆体氧气浓度传感器、超声波传感器和压力传感器等连接，大门开启时鼓风机停止运行。

本发明通过防水透气微孔膜内层水膜吸附臭气并回流到堆体以及对堆肥及进出料过程中产生的臭气的净化处理，可使发酵产生的臭气的污染性得到有效控制。采用透光材料对隧道四周进行包裹及透光材料对棚顶进行覆盖为隧道构建了充足的集热空间和明亮的运行环境，促进了堆体增温，缩短了堆肥时间，寒冷季节效果更加明显；底部通风管道可分段控制，使堆体发酵更为均匀，适用于不同进料方式，适用性广；堆体产生的渗滤液通过隧道内回收管道及管路回喷到堆体中，利用堆体热量将渗滤液水分蒸发释放，渗滤液中养分留存在堆体内，无渗滤液排放；滴水条可有效避免隧道内冷凝水集中滴落不利影响；高度智能化运行，可实时监测记录隧道运行状态并进行智能调节。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，其特征在于，包括隧道(1)，所述隧道(1)的前侧开设隧道门(7)，隧道的两侧设置边墙(3)，两侧边墙(3)之间设有拱形框架(15)；所述拱形框架(15)上交替覆有第一透光材料(5-2)和防水透气微孔膜(5-1)，两侧边墙(3)的外侧上部覆有第二透光材料(4)；所述两侧边墙(3)外侧底部分别设有鼓风机(2)和进气管道(9)，所述进气管道(9)与隧道内的多个布气管道(11)相连通，每个布气管道(11)通过一个风量调节阀(19)控制风量，所述隧道(1)的后侧上部设有连通其内外的排风管道(10)；所述隧道(1)内部上方由前至后分布有渗滤液喷淋管道(14)，隧道(1)内底部由前至后分布有渗滤液回收管道(12)，堆肥过程产生的渗滤液通过渗滤液回收管道(12)汇集到渗滤液暂存池(17)中，并通过水泵(18)由渗滤液喷淋管道(14)喷洒到堆体中。

2.根据权利要求1所述的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，其特征在于，所述的防水透气微孔膜，材质为单层或多层复合材料，防水透气微孔膜的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚偏二氯乙烯、聚酯类、含氟聚烯烃或聚烯烃，微孔膜孔径：0.1μm～0.3μm。

3.根据权利要求1所述的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，其特征在于，所述隧道(1)的外部安装有控制柜(8)，控制柜(8)中安装隧道(1)总电源开关、鼓风机(2)智能控制器、风量调节阀(19)控制器、隧道门(7)远程开闭控制器及除臭装置远程开闭控制器，并与隧道内堆体多点温度传感器、堆体氧气浓度传感器、超声波传感器和压力传感器连接。

4.根据权利要求1所述的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，其特征在于，所述隧道(1)内靠近隧道门(7)处的地面(13)最高并逐渐向渗滤液暂存池(17)倾斜，靠近边墙(3)两侧地面(13)高于渗滤液回收管道(12)；渗滤液回收管道(12)设置在隧道(1)内地面(13)的中央，堆肥过程产生的渗滤液通过渗滤液回收管道(12)汇集到渗滤液暂存池(17)中。

5.根据权利要求1所述的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，其特征在于，所述防水透气微孔膜(5-1)棚内侧沿拱形截面设置多个滴水条(16)。

6.根据权利要求1所述的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，其特征在于，所述排风管道(10)的一端连接隧道(1)内部，另一端与隧道(1)外部的除臭装置连接。

7.根据权利要求1所述的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，其特征在于，多个布气管道(11)相互平行设置，每一个布气管道都由一个风量调节阀(19)控制。

8.根据权利要求1所述的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，其特征在于，所述滤液喷淋管道(14)的一端连通于渗滤液暂存池(17)中并与水泵(18)相连，水泵(18)带有浮球液位开关控制器，渗滤液喷淋管道(14)另一端延伸至隧道(1)的顶部并带有若干喷淋口。

9.根据权利要求1所述的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，其特征在于，所述边墙(3)均进行了抗渗或防水处理；所述的框架(15)均进行了防腐处理。

10.根据权利要求1所述的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，其特征在于，所述隧道门(7)由手动或电机或液压驱动机构驱动，所述隧道门(7)为卷帘门、液压门、平移门、对开门或推拉门。

11.根据权利要求1所述的智能防水透气微孔膜棚顶隧道堆肥装置，其特征在于，所述拱形框架(15)上交替覆有第一透光材料以及两侧边墙(3)的外侧上部覆有第二透光材料(4)。

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