RU2818053C1 - Устройство для компостирования органических отходов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области переработки отходов. Предложено устройство для компостирования органических отходов, содержащее корпус с аэрационным полем и содержащим лоток с отверстиями для подачи воздуха и сбора фильтрата, электрическое оборудование, содержащее вентилятор, а также средства сбора воздуха, выполненные с возможностью сбора отработанного воздуха, нагретого органическими отходами, находящимися в активной фазе компостирования. Средства сбора воздуха выполнены с возможностью сбора нагретого отработанного воздуха из корпуса с использованием вытяжной трубы и/или лотка для подачи собранного нагретого отработанного воздуха в органические отходы, находящиеся в начальной фазе компостирования, для их разогрева. Также устройство содержит микропроцессорное оборудование, содержащее датчик давления, беспроводной термодатчик, программируемый логический контроллер и средства коммуникации. Электрическое оборудование соединено с микропроцессорным оборудованием для распределения его работы по времени для снижения пиковой мощности. Изобретение обеспечивает максимальное использование тепловой энергии, сокращение энергопотребления, с одновременным обеспечением высокого качества очищения отработанного воздуха. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройству для компостирования органических отходов, в частности к устройству с закрытой системой компостирования органических отходов, отсеянных после сортировки твердых коммунальных отходов (ТКО), а также иных видов органических отходов или отходов с содержанием органической фракции.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Комплексы для компостирования не только сокращают объем захоронения отходов и углеродный след от размещения отходов, но одновременно позволяют отобрать максимальное количество полезных фракций для вторичного использования. В частности, органические отходы, при должном подходе, могут перерабатываться в экологически чистое и очень полезное удобрение для всех типов грунтов или в безопасный технический грунт для строительных и дорожных работ, а также использоваться в планировке и выравнивании территории, рекультивации.

Из уровня техники известны следующие устройства компостирования.

Известен патентный документ RU2766603 «Устройство для закрытого туннельного компостирования органических отходов». Известное устройство содержит туннель, аэрационный пол с уклоном, трубы с форсунками, установленные в аэрационном полу и выполненные с возможностью пропускания воздуха и сбора фильтрата из органических отходов. Кроме того, известное устройство содержит систему рециркуляции, выполненную с возможностью регулирования расхода (смешивания) вытяжного выходящего воздуха и чистого воздуха, рекуператоры для нагрева, и биофильтр для очистки выходящего воздуха.

Недостатком известного устройства является то, что выходящий воздух используется минимальным образом, поскольку только небольшая его часть уходит на смешивание с приточным воздухом. Также, использование рекуператоров позволяет передать часть тепла выходящего воздуха к приточному воздуху, однако большая часть тепла теряется при передаче. В результате переработки отходов образуется большой объем выходящего неэффективно использованного воздуха. Кроме того, использование рекуператоров увеличивает габариты вентиляционной установки, также они требуют регулярного технического обслуживания. Кроме того, поскольку выходящий воздух никак не обрабатывается перед подачей в биофильтр, колонии бактерий, заселенных в биофильтр, при высоких температурах гибнут, т.е. материал биофильтра подвержен повреждению, что требует полива в ручном режиме материала биофильтра с добавлением новых порций бактерий, т.е. частого его обслуживания или замены. Отсутствие обработки выходящего воздуха перед подачей в биофильтр и подверженность повреждению материала биофильтра также негативно влияет на качество очищения воздуха.

Ввиду имеющихся недостатков в переработке органических отходов путем компостирования, имеется необходимость решения технической задачи, состоящей в создании устройства для компостирования органических отходов, которые бы учитывали потенциальную способность отработанного сырья к совершению работы, а именно которые бы учитывали возможность использования энергии отработанного сырья с максимально возможной эффективностью. Дополнительно, имеется необходимость решения технической задачи, состоящей в создании устройства для компостирования органических отходов с улучшенным качеством очищения отработанного сырья.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для решения указанных выше технических задач предложено устройство для компостирования органических отходов, содержащее по меньшей мере один корпус, ограничивающий закрытое пространство, аэрационный пол, расположенный в указанном корпусе и содержащий по меньшей мере один лоток с отверстиями для подачи воздуха и сбора фильтрата, электрическое оборудование, содержащее по меньшей мере один вентилятор для нагнетания и откачивания воздуха. Устройство также содержит средства сбора воздуха, выполненные с возможностью сбора отработанного воздуха, нагретого органическими отходами, находящимися в активной фазе компостирования, причем средства сбора воздуха выполнены с возможностью сбора нагретого отработанного воздуха из указанного по меньшей мере одного корпуса с использованием по меньшей мере одной вытяжной трубы и/или указанного по меньшей мере одного лотка для подачи собранного нагретого отработанного воздуха в органические отходы, находящиеся в начальной фазе компостирования, для их разогрева. Кроме того, устройство содержит микропроцессорное оборудование, содержащее по меньшей мере один датчик давления, беспроводной термодатчик, программируемый логический контроллер и средства коммуникации, причем электрическое оборудование соединено с микропроцессорным оборудованием для распределения его работы по времени для снижения пиковой мощности.

Одним из технических результатов настоящего изобретения является максимальное использование тепловой энергии, производимой компостируемым органическим материалом, и передаваемой отработанным воздухом и, соответственно, сокращение энергопотребления, с одновременным обеспечением высокого качества очищения отработанного воздуха.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что заявленное устройство для компостирования органических отходов содержит средства сбора воздуха, выполненные с возможностью сбора нагретого отработанного воздуха из указанного по меньшей мере одного корпуса с использованием по меньшей мере одной вытяжной трубы, в случае применения в корпусе позитивной аэрации, и указанного по меньшей мере одного лотка, в случае применения в корпусе негативной аэрации, причем сбор отработанного нагретого воздуха выполняют из корпуса с органическими отходами, находящимися в активной фазе компостирования. В частности, с помощью средств сбора воздуха большая часть отработанного воздуха может быть возвращена в процесс компостирования для обдува органических отходов, находящихся в начальной фазе компостирования (свежих органических отходов), с целью их разогрева. При этом, обеспечение прямого прохождения нагретого отработанного воздуха к свежим органическим отходам снижает потери его тепловой энергии к минимуму.

Повышение температуры свежих органических отходов создает благоприятные условия для развития термофильных микроорганизмов, в результате жизнедеятельности которых также увеличивается выделение тепловой энергии. Таким образом, разогрев свежих органических отходов нагретым отработанным воздухом ускоряет процесс начала их разложения, а поддержание температуры может выполняться, например, подачей кислорода.

Прямое прохождение нагретого отработанного воздуха к свежим органическим отходам также позволяет не использовать дополнительное оборудование, например нагревательные кабели или рекуператоры, что уменьшает число элементов устройства, для которых необходимо проводить техническое обслуживание. Вместе с этим, минимальные потери тепловой энергии нагретого отработанного воздуха способствует снижению энергопотребления устройством для компостирования органических отходов.

Также, благодаря тому, что устройство для компостирования содержит микропроцессорное оборудование, содержащее по меньшей мере один датчик давления, беспроводной термодатчик, программируемый логический контроллер и средства коммуникации, обеспечивается возможность распределения работы электрического оборудования по времени для снижения пиковой мощности.

Таким образом, снижение электропотребления устройства для компостирования органических отходов и распределение работы его электрического оборудования по времени обеспечивает снижение нагрузки на электрическую сеть.

Согласно одному из вариантов реализации устройство для компостирования органических отходов может содержать отделенную секцию, расположенную в верхней части указанного по меньшей мере одного корпуса, а средства сбора воздуха могут быть дополнительно выполнены с возможностью сбора нагретого чистого воздуха из указанной отделенной секции для подачи нагретого чистого воздуха в органические отходы, находящиеся в начальной фазе компостирования, для их разогрева.

Согласно одному из вариантов реализации устройство для компостирования органических отходов может содержать электрокалорифер для разогрева органических отходов.

Согласно одному из вариантов реализации указанный по меньшей мере один лоток с отверстиями может быть выполнен из бетона, а шаг между отверстиями, выполненными в указанном по меньшей мере одном лотке, составляет меньше 200 мм. Лотки, выполненные из бетона, долговечны в использовании и требуют минимальных усилий в обслуживании. Выполнение отверстий с шагом меньше 200 мм позволяет, в случае закупоривания некоторых из отверстий, снизить вероятность образования анаэробных зон или ухудшения сбора фильтрата, в частности за счет того, что предлагаемый шаг отверстий является достаточно частым. Таким образом, предлагаемая конструкция лотков позволяет снизить частоту технического обслуживания.

Согласно одному из вариантов реализации, аэрационный пол может содержать множество лотков с отверстиями, причем каждый корпус содержит индивидуальный вентилятор для нагнетания и откачивания воздуха через трубы/воздуховоды в соответствующий лоток с отверстиями, представляющий собой линию аэрации. Это обеспечивает равномерное распределение воздуха для аэрации органических отходов.

Согласно одному из вариантов реализации, аэрационный пол может быть выполнен с уклоном от 0,5% до 2% от загрузочного проема в сторону задней стенки указанного корпуса, что способствует стеканию фильтрата в лотках по направлению к приёмнику собираемого фильтрата. Уменьшение процента уклона позволит снизить капитальные затраты на строительство

Согласно одному из вариантов реализации, над указанным по меньшей мере одним лотком с отверстиями может быть выполнен желоб, заполненный щебнем, что позволяет исключить засорение отверстий лотка и, тем самым, обеспечить равномерное распределение воздуха при аэрации органических отходов.

Согласно одному из вариантов реализации, указанный по меньшей мере один лоток с отверстиями может быть связан с сифонной емкостью сбора фильтрата через барокамеру, что позволяет предотвратить выход воздуха наружу устройства.

Согласно одному из вариантов реализации, сбор стоков с лотков может осуществляться по совмещенному трубопроводу с подачи аэрационного воздуха. Для предотвращения утечек воздуха на конце трубопроводов размещается гидрозатвор. Такое решение позволяет исключить дополнительное оборудование, направленное на проталкивание фильтрата в направлении приемника собираемого фильтрата.

Согласно одному из вариантов реализации, предлагаемое устройство содержит средства очистки собранного фильтрата для повторного использования его в устройстве, что сокращает расход чистой воды. Средства очистки собранного фильтрата могут представлять собой очистные сооружения и/или специальные фильтры. Таким образом, заявленное устройство для компостирования органических отходов обеспечивает энергосбережение за счет возможности использования тепловой энергии собранного отработанного воздуха для разогрева свежих органических отходов, а двухэтапное очищение отработанного воздуха позволяет выполнить его высококачественную очистку, что снижает выбросы вредных веществ в атмосферу.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сущность изобретения более подробно поясняется на неограничительный пример его осуществления со ссылкой на прилагаемый чертеж:

Фиг. 1 - Блок-схема устройства для компостирования органических отходов.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое устройство для компостирования органических отходов, показанное на фиг. 1, предназначено для контролируемого и оптимизированного процесса биохимического разложения органической фракции твердых коммунальных отходов (ТКО) с минимальным энергопотреблением и минимальным воздействием на окружающую среду.

В настоящей заявке под органическими отходами понимаются, например, но не в качестве ограничения, растительные отходы; пищевые отходы; навозные отходы; отходы, содержащие целлюлозу; продукты животного происхождения, включая туши умерших животных, в том числе туши птицы и скота; осадочные отходы, полученные путем очистки сточных и канализационных каналов.

В одном из предпочтительных вариантов реализации, предлагаемое устройство относится к туннельному компостированию, представляющему собой герметичную закрытую систему компостирования органических отходов, отсеянных после сортировки ТКО. При отсеивании ТКО может быть применен зонт вытяжки над зоной грохочения. Также, может быть осуществлена выборка дополнительных вторичных материальных ресурсов (ВМР), например, отбор стекла (оптическими сепараторами), лёгкой фракции для топлива, полученного из отходов (RDF-топлива) (воздушными сепараторами), алюминиевые баночки и упаковки (вихретоковыми сепараторами).

Устройство может содержать как один, так и несколько корпусов 1 в виде туннелей, выполненных в виде закрытых железобетонных конструкций, определяющих закрытое пространство. Под закрытым пространством понимается пространство, в котором возможно протекание необходимых физико-химических процессов по существу без влияния или без учета влияния на них окружающей среды вне этого пространства, причем возможна некоторая степень допущения влияния окружающей среды, насколько это возможно при заданных задачах при использовании такого закрытого пространства.

Каждый туннель компостирования состоит из железобетонной камеры. В другом варианте реализации туннель может иметь мягкую крышу, герметично прикрепленную к боковым стенам из железобетонной конструкции. В передней части туннель закрыт воротами из металлического каркаса с мембраной из ПВХ и с вентиляционными клапанами. Для загрузки и выгрузки компоста ворота поднимаются (поворачиваются в горизонтальное положение) гидравлическим приводом.

Длина туннеля может быть до 55 м, а ширина до 8 м, в предпочтительном варианте реализации размер туннеля может быть равен 33х7х5 м. Туннель также содержит аэрационный пол 2, имеющий один или более лотков. Каждый лоток установлен в продольном направлении относительно железобетонной камеры и параллелен друг другу. В поперечном сечении лотки могут быть выполнены разной формы, например, круглой, овальной или яйцевидной. Материал лотков представляет собой бетон, выбор которого обусловлен тем, что он наименее повреждаем при нагревании аэрационного пола (при «хождении» нагретого бетонного пола) и повышенной влажности и, таким образом, долговечен в использовании и требует минимальных усилий в обслуживании. В верхней части лотки оснащены отверстиями, в которых установлены вентиляционные сопла. Сопла имеют коническую форму, чтобы предотвратить их загрязнение и засорение, а также обеспечить равномерную вентиляцию компостируемых органических отходов 3 и сбор жидкости (фильтрата) 4, отводимой из компостируемых органических отходов. Предпочтительным шагом отверстий под сопла является менее 200 мм, что снижает вероятность их засорения, выхода из строя системы сбора фильтрата и появления анаэробных зон и, таким образом, снижает частоту технического обслуживания. На ширину лотков выполнены желоба, которые заполняются щебнем для дополнительной защиты от засорения сопел и, тем самым, обеспечивая равномерное распределение воздуха при аэрации органических отходов. Аэрационный пол выполнен с уклоном до 0,5% до 2% от загрузочного проема в сторону задней стенки указанного корпуса, что способствует сбору фильтрата 4 посредством лотков и позволяет исключить лишнее насосное оборудование. Кроме того, аэрационный пол может состоять как из одной линии лотков, так и из нескольких (например, 4 линии).

Лотки присоединены к дренажной трубе. В случае наличия нескольких туннелей, дренажные трубы присоединены к каждому из туннелей и отводятся в совмещенный трубопровод (общую трубу) 5 в задней части туннелей. Сбор фильтрата 4 с лотков и подача аэрационного воздуха 6 осуществляется через общую трубу 5. Такое решение позволяет исключить дополнительное оборудование, направленное на проталкивание фильтрата 4 в направлении приемника собираемого фильтрата. Для предотвращения утечек воздуха на конце труб размещается емкость с гидрозатвором (пластиковые емкости), представляющую собой емкость, отличную от сифонной емкости и расположенную перед ней в технологическом процессе, а также обеспечивающую общую надежность системы компостирования. Емкости соединены по трое, и из центральной емкости фильтрат отводится посредством самовсасывающего насоса. Общий фильтрат собирается в железобетонной емкости, например объемом V=50 м³, после чего может быть направлен на очистку. Для аварийных случаев емкость может быть оснащена сигнализацией, имеющей уровень 95% (датчик переполнения). Стоит отметить, что фильтрат также может быть собран от биофильтра и направлен в указанные выше емкости для дальнейшей его очистки.

Средства очистки собранного фильтрата для его повторного использования в устройстве (в частности, для увлажнения органических отходов 3) могут содержать, например, емкости сбора и отстаивания фильтрата (сифонные емкости) 7, далее механические фильтры 8, собранные в каскад, для очистки от примесей и предотвращения забивки форсунок.

Бурты за время нахождения в туннеле компостирования подсыхают и требуют орошения. Орошение выполняют в зависимости от температуры и влажности окружающей среды. Система 9 орошения рассчитана на периодический полив водой из емкости очищенного фильтрата, но если вода в емкости очищенного фильтрата отсутствует, то допускается орошать туннели технической водой.

Неотъемлемой частью вентиляции и кондиционирования воздуха в туннеле является процесс, который всегда снабжает компостируемый материал воздухом. Каждый туннель оборудован собственной системой вентиляции и может эксплуатироваться и контролироваться независимо от других туннелей. Каждый туннель содержит по меньшей мере один вентилятор 10 для нагнетания и откачивания воздуха, подающий воздух к лоткам аэрации, представляющим собой линии аэрации. Также, в одном из вариантов реализации каждый из лотков может содержать индивидуальный вентилятор для нагнетания и откачивания воздуха. Для одновременной аэрации и сбора фильтрата через лотки применяются сифонные емкости, в которых используется гидрозатвор.

При этом из каждой системы вентиляции для стабильной ее работы и снижения коррозии может быть обеспечен отвод конденсата. Для отведения конденсата могут быть установлены конденсатоотводчики в виде штуцеров с трубками, которые перенаправляют его в сифонные емкости. Для уменьшения конденсата также может быть применена дополнительная гидроизоляция.

Общими для всех туннелей являются система общеобменной вентиляции и система очистки воздуха, управляемые системой автоматизированного управления. Система общеобменной вентиляции обеспечивает необходимую приточно-вытяжную вентиляцию и может поддерживать температуру не ниже +5 С° в технических помещениях. В частности, система автоматизированного управления, регулирующая работу вентиляторов для нагнетания и откачивания воздуха, позволяет контролировать количество отводимого воздуха 11, например работа вентиляторов в полную мощность обеспечивает нейтрализацию залповых выбросов от органических отходов в период их ворошения или выгрузки. В штатном режиме в зависимости от условий работа вентиляторов 10 для нагнетания и откачивания воздуха может осуществляться в диапазоне 40-70%. Данное решение обеспечивает удаление необходимого количества отработанного воздуха (загрязняющих веществ) на очистку, при этом позволяет минимизировать энергопотребление, что способствует распределению работы электрического оборудования по времени и снижению его пиковой мощности.

Система очистки воздуха содержит средства сбора воздуха, которые собирают отработанный воздух 11 из туннелей и направляют его на очистку. Очистка отработанного воздуха осуществляется в моющем боксе 12 и биофильтре 13. Моющий бокс 12 представляет собой помещение, орошаемое водой, со специальным наполнителем. Он необходим для первичной очистки, увлажнения и охлаждения воздуха. Биофильтр 13 представляет собой открытую ёмкость со специальным щелевым полом, на который укладывается древесная щепа. Биофильтр 13 выполняет второй этап очистки отработанного воздуха. Благодаря тому, что в биофильтр 13 попадает уже увлажненный и охлажденный отработанный воздух, наполнитель биофильтра эксплуатируется в благоприятных для него условиях. В частности, увлажненный и охлажденный отработанный воздух, попадая в биофильтр 13, не убивает колонии бактерий, заселенные в него, т.е. наполнитель биофильтра не подвергается повреждению. Таким образом, предлагаемое решение обеспечивает эффективное очищение отработанного воздуха с сохранением работоспособности биофильтра 13.

Необходимо отметить, что температура воздуха перед подачей в биофильтр 13 охлаждается и поддерживается посредством того, что он смешивается с воздухом из зоны грохочения 14. В частности, отработанный воздух 11 смешивается с воздухом из зоны грохочения 14 в моющем боксе 12, в который может заходить два воздуховода (две трубы), один из туннелей, а второй из зоны грохочения 14, при этом на каждом воздуховоде может стоять вентилятор, мощность которого будет регулироваться в зависимости от температуры воздуха в моющем боксе 12.

Стоит отметить, что воздух для охлаждения берется из зоны грохочения, расположенной до или после устройства для компостирования, делается это, помимо охлаждения горячего отработанного воздуха, для очистки воздуха из самой указанной зоны грохочения, поскольку в ней также присутствует большая концентрация пахучих веществ. Для этих целей в зоне грохочения установлены вентиляторы и воздуховоды для сбора воздуха. Таким образом, при превышении температуры смеси отработанного воздуха 11 и воздуха из зоны грохочения может быть отрегулировано число работающих вентиляторов для нагнетания и откачивания воздуха и вентиляторов, расположенных в зоне грохочения. Плюсом может быть также то, что указанные воздуховоды, направляющиеся в моющий бокс, могут проходить через коридор, изолированный от остального объема здания и который естественным образом имеет низкую температуру, что дополнительно будет способствовать охлаждению воздуха в моющем боксе 12.

Внутри туннелей регулируются технологические параметры кислорода, влаги и температуры для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов, обитающих в компостируемых органических отходах и способствующих их разложению. На увеличение или уменьшение доли свежего воздуха (кислорода) в технологическом приточном воздухе могут влиять температура компостируемых органических отходов 3, содержание кислорода в них и расход воды через параметры объема и температуры воздуха. В качестве чистого (свежего) воздуха для процесса компостирования может быть использован вытяжной воздух из технологического теплого помещения, например из отделенной секции, расположенной в верхней части туннелей или над туннелями.

Отделенная секция также может служить для нагрева чистого воздуха, где он разогревается за счет нагрева туннелей, например в результате активной фазы компостирования органических отходов. Эффективному разогреву воздуха в отделенной секции над туннелем способствует то, что в верхней части туннеля скапливается нагретый отработанный воздух, а также то, что отделенная секция может иметь обширную площадь соприкосновения с вытянутым туннелем. Таким образом, собранный нагретый чистый воздух из отделенных секций над туннелями может использоваться для обдува и разогрева органических отходов (свежих органических отходов).

В предпочтительном варианте реализации, для обдува буртов органических отходов для поддержания их температуры и исключения необходимости подогрева воздуха оборудованием для нагрева, например, электрокалориферами, часть отработанного воздуха 11 из туннелей возвращают в процесс компостирования с помощью средств 15 сбора воздуха (системы вентиляции). Более того, нагретый отработанный воздух 11 может быть использован для разогрева свежих органических отходов. В этом случае, нагретый отработанный воздух, собранный из одного туннеля, в котором органические отходы находятся в активной фазе компостирования, с помощью системы вентиляции передается для разогрева свежих органических отходов, находящихся в другом туннеле. Для исключения выхода загрязненного воздуха из туннелей вытяжная система поддерживает в них отрицательное избыточное давление воздуха. После повторного использования отработанного воздуха средства сбора воздуха направляют его на очистку. При позитивной аэрации, например когда осуществляется обдув буртов органических отходов 3, сбор отработанного воздуха 11 осуществляется через воздуховоды, и далее отработанный воздух 11 через лотки, трубы и/или воздуховоды поступает в моющий бокс 12 или уходит на повторное использование.

Средства 15 сбора воздуха также могут содержать клапан 16 подмешивания чистого воздуха. Регулирование количества подаваемого воздуха выполняется за счет контроля измеренных значений температуры органических отходов по всей его толщине. Измерение выполняется беспроводными трехзональными термодатчиками 17, которые устанавливают в массу отходов и отслеживают активность выделяющих тепло микроорганизмов в процессе компостирования. Указанные датчики 17 также могут быть установлены в любую точку туннеля для отслеживания и корректного регулирования процесса компостирования.

Контроль и регулирование осуществляет микропроцессорная система (микропроцессорное оборудование) 18 автоматизированного управления с использованием средств коммуникации 19. В частности, микропроцессорное оборудование в непрерывном режиме контролирует все параметры и автоматически поддерживает оптимальные условия процесса компостирования органических отходов, оказывая управляющие воздействия на технологические вентиляторы, заслонки, клапана орошения, и откачивающие насосы, например, в зависимости от температуры компостируемого материала, измеряемой термодатчиками. Кроме того, микропроцессорное оборудование содержит программируемый логический контроллер, активируя алгоритмы которого выполняет распределение работы электрического оборудования по времени для снижения пиковой мощности. В дополнение, в зависимости от показателей работы вентиляторов, целостности воздуховода и плотности материала в бурте, получаемые с помощью датчиков 20 давления, технолог может скорректировать работу электрического оборудования.

Способ компостирования органических отходов согласно настоящему изобретению может быть выполнен следующим образом. Вначале загружают свежие органические отходы в один или более туннелей, после чего формируют по меньшей мере один бурт из свежих органических отходов над лотком аэрационного пола. Далее разогревают бурт из свежих органических отходов горячим отработанным воздухом, собранным из органических отходов, находящихся в активной фазе компостирования. Далее отслеживают показатели кислорода, влажности и температуры в буртах, и собирают фильтрат и отработанный воздух с использованием электрического оборудования, содержащего по меньшей мере один насос для откачки фильтрата и по меньшей мере один вентилятор для нагнетания и откачивания воздуха, при этом выполняют распределение работы электрического оборудования по времени для снижения пиковой мощности. В зависимости от показателей компостирования бурт увлажняют отчищенным фильтратом и продувают его приточным воздухом (свежим воздухом или отработанным воздухом). Собранный отработанный воздух, в том числе воздух, использованный повторно для разогрева органических отходов, очищают, увлажняют и охлаждают в моющем боксе и затем очищают отработанный воздух в биофильтре, при этом выполняется автоматическое поддержание температуры воздуха, подаваемого в биофильтр.

Производство технического грунта из органических отходов в каждом туннеле идентично. Цикл термофильной стадии производства технического грунта определяется эксплуатацией (например, 16 дней). Готовность определяется завершением термофильной стадии.

Через 24 часа после укладки массы органических отходов в его поверхностных слоях (30-50 см) температура достигает 40-45°С, через 48 ч - 50-55°С, через 72 ч - 60-65°С. Это обеспечивается продуванием бурта из органических отходов снизу системой вентиляции. Средняя температура всей массы бурта через третьи сутки выравнивается и составляет 55°С, далее доходит до 60°С, что соответствует температуре пастеризации и достаточной для обеззараживания органических отходов.

В другом предпочтительном варианте реализации устройство может относится к ангарному компостированию органических отходов, представляющих собой закрытую систему компостирования органических отходов, отсеянных после сортировки ТКО. Основные конструктивные элементы устройства при ангарном компостировании совпадают с конструктивными элементами, раскрытыми ранее для туннельного компостирования.

Отличием ангарного компостирования от туннельного является то, что устройство может быть выполнено в виде ангара (31,2х138,0 м), имеющего металлический каркас и то, что во время компостирования выполняют периодическое ворошение органических отходов, сложенных в бурты. При этом, для исключения выхода загрязненного воздуха из ангара вытяжная система поддерживает в них отрицательное избыточное давление воздуха. Стоит отметить, что в ангарном компостировании при негативной аэрации отработанный воздух может быть собран через лотки. В частности, при негативной аэрации воздух вытягивается из лотка (в этом случае избыточное давление в лотке отрицательно), то есть отработанный воздух проходит по бурту сверху вниз. В ангарном компостировании также применяется позитивная аэрация, при которой воздух нагнетается в лоток и дует на бурт снизу вверх. При позитивной аэрации, сбор отработанного воздуха осуществляется через вытяжную трубу (воздуховод).

В предпочтительном варианте реализации органические отходы выкладывают с перекрытием шесть-семь буртов так, чтобы в поперечном разрезе каждый бурт представлял собой усеченную пирамиду с шириной основания 4,5 м. На одном погонном метре располагают до 7,14 м³ органических отходов. Длина бурта может составлять до 120 м. Под каждым буртом расположен по меньшей мере один лоток для подачи аэрационного воздуха, увлажнения и сбора фильтрата.

На следующий день после выгрузки бурт №1 ворошителем перемещают на место бурта №2. Используют принцип ворошения, в котором перемешивание массы компостируемых органических отходов выполняют барабаном с лопатками (ротором). Таким образом, осуществляют перекидывание компостируемых органических отходов в сторону (с одной площадки на другую) с автоматическим формированием бурта. При ворошении происходит измельчение массы компостируемых органических отходов, перемешивание нижележащих слоев с верхними и насыщение кислородом, что активирует процесс ферментации.

Затем происходит загрузка новых буртов на место первого. В частности, на третий день бурт №2 перемещают на место буртов под №3, бурт №1 перемещают на место бурта №2, на место бурта №1 кладут бурты свежих органических отходов. На последней стадии бурт перекладывают на транспортерную ленту выгрузного конвейера, что сокращает количество операций тягача-мультилифта. Предлагаемое ангарное компостирование исключает слеживание компостируемых органических отходов и способствует насыщению буртов кислородом, ферментации и измельчению при их ворошении, что обеспечивает высокое качество получаемого технического грунта.

Предлагаемое устройство может быть реализовано непосредственно на объектах образования ТКО или отходов, содержащих преимущественно органическую фракцию (более 60%), или на предприятиях, специализирующихся на приеме и переработке таких отходов. Также, предлагаемое устройство может быть применено для компостирования навоза и отходов сельхоз продукции.

Предлагаемое устройство для компостирования органических отходов имеет такие преимущества, как вариативность конструктивного исполнения исходя из потребности, за счет чего обеспечивается снижение расходов на строительство и обслуживание и, кроме того, снижение простоя оборудования.

В дополнение, предлагаемое устройство для компостирования органических отходов обеспечивают снижение нагрузки на электрическую сеть и снижение мощности подключаемых источников электроэнергии за счет распределения по времени работы электрического оборудования, минимизации исполнительных элементов, потребляющих электроэнергию.

Вместе с этим, предлагаемое устройство для компостирования органических отходов способствует уменьшению объема захоронений отходов на полигоне, уменьшению выброса вредных веществ в атмосферу и устранению на прилегающей территории запахов и загрязняющих веществ при реализации технологии за счет биоразложения органических отходов и качественной очистки отработанного воздуха и фильтрата.

Хотя в настоящей заявке описаны и проиллюстрированы несколько вариантов реализации изобретения, специалисты в данной области могут без труда представить себе целый ряд других средств и/или конструкций для выполнения функции и/или достижения результатов и/или одного или более преимуществ, описанных в настоящей заявке, подразумевается, что каждое из таких изменений/или модификаций находится в пределах объема вариантов реализации изобретения, описанных в настоящем документе. В частности, специалистам в данной области понятно, что все параметры, размеры, материалы и конфигурации, описанные в настоящей заявке, предназначены в качестве примера, и что фактические параметры, размеры, материалы и/или конфигурации будут зависеть от определенной области или областей применения, в которых используют идеи настоящего изобретения.

Claims (17)

1. Устройство для компостирования органических отходов, содержащее

по меньшей мере один корпус, ограничивающий закрытое пространство,

аэрационный пол, расположенный в указанном корпусе и содержащий по меньшей мере один лоток с отверстиями для подачи воздуха и сбора фильтрата,

электрическое оборудование, содержащее по меньшей мере один вентилятор для нагнетания и откачивания воздуха,

отличающееся тем, что оно также содержит

средства сбора воздуха, выполненные с возможностью сбора отработанного воздуха, нагретого органическими отходами, находящимися в активной фазе компостирования,

причем средства сбора воздуха выполнены с возможностью сбора нагретого отработанного воздуха из указанного по меньшей мере одного корпуса с использованием по меньшей мере одной вытяжной трубы и/или указанного по меньшей мере одного лотка для подачи собранного нагретого отработанного воздуха в органические отходы, находящиеся в начальной фазе компостирования, для их разогрева, и

микропроцессорное оборудование, содержащее по меньшей мере один датчик давления, беспроводной термодатчик, программируемый логический контроллер и средства коммуникации, причем электрическое оборудование соединено с микропроцессорным оборудованием для распределения его работы по времени для снижения пиковой мощности.

2. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит отделенную секцию, расположенную в верхней части указанного по меньшей мере одного корпуса, причем средства сбора воздуха дополнительно выполнены с возможностью сбора нагретого чистого воздуха из указанной отделенной секции для подачи нагретого чистого воздуха в органические отходы, находящиеся в начальной фазе компостирования, для их разогрева.

3. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит электрокалорифер для разогрева органических отходов.

4. Устройство по п. 1, в котором указанный по меньшей мере один лоток с отверстиями выполнен из бетона, а шаг между отверстиями, выполненными в указанном по меньшей мере одном лотке с отверстиями, составляет меньше 200 мм.

5. Устройство по п. 1, в котором аэрационный пол содержит множество лотков с отверстиями, причем каждый корпус содержит индивидуальный вентилятор для нагнетания и откачивания воздуха в соответствующий лоток с отверстиями.

6. Устройство по п. 1, в котором аэрационный пол выполнен с уклоном от 0,5% до 2% от загрузочного проема в сторону задней стенки указанного корпуса.

7. Устройство по п. 1, в котором над указанным по меньшей мере одним лотком с отверстиями выполнен желоб, заполненный щебнем.

8. Устройство по п. 1, в котором указанный по меньшей мере один лоток с отверстиями связан с сифонной емкостью сбора фильтрата через барокамеру.

9. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит совмещенный трубопровод для подачи воздуха и сбора стоков с указанного по меньшей мере одного лотка с отверстиями, причем на конце совмещенного трубопровода размещен гидрозатвор.

10. Устройство по п. 1, которое содержит средства очистки собранного фильтрата для его повторного использования в устройстве.