CN108147858A - 一种阶段鼓风堆肥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于堆肥装置技术领域，具体涉及一种阶段鼓风堆肥装置。为了解决采用现有堆肥装置对有机固体废物进行好氧堆肥处理时，存在堆肥周期长、能耗高的问题，本发明提出了一种阶段鼓风堆肥装置。该装置包括反应罐、鼓风单元和搅拌单元；反应罐内设有四个隔板，将反应罐的内部分割为五个区域，每个隔板上设有卸料孔；鼓风单元设有主管、多个支管和多个布气管，多个布气管分别设置在罐体内不同区域内并且通过独立的支管与主管连通；搅拌单元包括连接在转轴上的桨叶，并且在隔板上方至少设有一组桨叶。本发明的阶段鼓风堆肥装置，可以根据好氧堆肥发酵不同阶段对氧气的需求量进行准确供氧，提高氧气利用率，缩短堆肥周期、降低能耗。
Description
技术领域
本发明属于堆肥装置技术领域，具体涉及一种阶段鼓风堆肥装置。
背景技术
随着我国城市人口的不断增加、经济的快速发展、城市化进程的加快，有越来越多的固体废弃物需要进行及时有效的处理，其中好氧堆肥技术是应用最广的有机固体废物生物处理技术。好氧堆肥是在有氧条件下，好氧菌对废物进行吸收、氧化、分解，微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，从而产生出更多的生物体。
目前，市场上已有一些利用好氧堆肥技术进行废物处理的装置，然而在现有的装置中一部分是直接在反应罐的底部铺设管路进行氧气的供应，这样无法保证氧气在罐内的均匀分布，容易出现局部缺氧现象产生厌氧发酵，对发酵效果产生影响；另外一部分则是将搅拌叶轮设计为中空结构进行搅拌供氧，这样虽然可以改善氧气在罐内的分布情况，但是无法根据发酵阶段的不同进行差异化供氧，造成氧气利用率下降，将罐内好氧堆肥反应难以维持最佳状态，从而引起堆肥周期长和能耗高的问题。
发明内容
为了解决采用现有堆肥装置对有机固体废物进行好氧堆肥处理时，存在堆肥周期长、能耗高的问题，本发明提出了一种阶段鼓风堆肥装置。该装置包括反应罐、鼓风单元和搅拌单元；其中，所述反应罐的顶部设有进料口，底部设有出料口；所述反应罐的内部沿高度方向设有四个隔板，将所述反应罐的内部分割为五个区域，由上向下依次为堆肥物料菌液混合区、一次发酵反应区Ⅰ、一次发酵反应区Ⅱ、二次发酵反应区和腐熟储存区；所述隔板上设有卸料孔，并且相邻隔板上的卸料孔成错位布置；
所述鼓风单元包括主管、多个支管和多个布气管；所述主管与气源连接；每一个所述布气管上设有多个出气孔，并且多个所述布气管分布在所述反应罐的内部，分别向所述反应罐内的五个区域进行供氧；所述支管上设有阀门，并且每一个所述布气管通过独立的一个所述支管与所述主管连通；
所述搅拌单元包括电机、转轴和桨叶；所述电机位于所述反应罐的顶部，所述转轴的一端与所述电机连接，另一端伸入所述反应罐的内部并且依次贯穿所述隔板，所述桨叶与所述转轴连接，并且所述隔板上方至少设有一组桨叶。
优选的，所述反应罐内部的堆肥物料菌液混合区、一次发酵反应区Ⅰ、一次发酵反应区Ⅱ、二次发酵反应区和腐熟储存区的空间比例为1:1:1:2:1。
优选的，所述鼓风单元设有四个布气管，并且分别位于四个所述隔板的下方位置。
优选的，相邻隔板上的卸料孔成180°交错布置。
优选的，所述出料口设有螺旋输送机。
优选的，所述反应罐的顶部设有臭气收集口。
优选的，该阶段鼓风堆肥装置还包括喷洒单元；所述喷洒单元包括收集管，所述收集管的入口端与所述反应罐的底部连通，所述收集管的出口端位于所述反应罐的堆肥物料菌液混合区。
进一步优选的，所述喷洒单元还包括污水泵，所述污水泵位于所述收集管中靠近入口端的位置。
进一步优选的，所述喷洒单元还包括管道混合器，所述管道混合器位于所述污水泵与所述收集管的出口端之间。
进一步优选的，所述喷洒单元还包括喷头，所述喷头位于所述收集管的出口端。
本发明的阶段鼓风堆肥装置与现有的堆肥反应器相比较，具有以下有益效果：
第一，在本发明的阶段鼓风堆肥装置中，通过在反应罐内设置四个隔板，将反应罐内部分割为五个区域分布对应好氧堆肥发酵的不同发酵反应过程，同时在每一个区域中分别单独引入布气管进行氧气的独立供应。这样实现了对反应罐内不同区域的独立供氧，即实现了对好氧堆肥发酵不同阶段的差异化供氧，保证了氧气在不同发酵阶段的合理分配，从而提高对氧气的利用率以及堆肥发酵的质量和效率，缩短堆肥周期、降低能耗。
第二，在本发明的阶段鼓风堆肥装置中，通过设置喷洒单元对发酵过程产生并位于反应罐底部的渗滤液重新进行收集引流至反应罐的上层与新鲜物料进行混合。这样，不仅可以对渗滤液进行二次回收利用，降低对渗滤液直接排放造成的环境污染，而且可以利用渗滤液增加堆肥物料湿度以及进行发酵的微生物量。
第三，通过在喷洒单元中设置管道混合器，借助管道混合器进行微生物菌的添加，大大减少对反应罐内部进行微生物菌投加系统的额外建设投资，从而降低整个设备成本，同时也简化了对微生物菌进行投加的操作。
附图说明
图1为本发明阶段鼓风堆肥装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详细介绍。
结合图1所示，本发明的阶段鼓风堆肥装置，包括反应罐1、鼓风单元2和搅拌单元3。
反应罐1的顶部设有进料口11，底部设有出料口12，并且在反应罐1的内部沿高度方向设有四个隔板13，从而将反应罐1的内部分割为五个区域，由上向下依次为堆肥物料菌液混合区、一次发酵反应区Ⅰ、一次发酵反应区Ⅱ、二次发酵反应区和腐熟储存区。与此同时，在每一个隔板13上均设有一个卸料孔，用于物料通过隔板13进入下一相邻的区域，并且位于相邻隔板13上的卸料孔成错位布置，从而避免物料一次性贯穿所有隔板13，保证物料逐层进入不同区域，从而充分完成各区域中的发酵过程。
鼓风单元2包括主管21、多个支管22和多个布气管23。其中，主管21位于反应罐1的外部与气源连接。布气管23上设有多个出气孔231，并且多个布气管23分布在反应罐1的内部，分别向反应罐1内部的五个区域进行供氧。支管22上设有阀门221，用于控制通过该支管22的气流量。每一个布气管23通过独立的一个支管22与主管21连通，从而实现每一个布气管23的独立输送氧气。
在本实施例中，鼓风单元2中设置了四个支管22和四个布气管23，并且四个布气管23分别固定在四个隔板13的下方位置。这样，借助隔板13的保护，可以防止物料掉落时对布气管23上的出气孔231造成堵塞，保证布气管23可以稳定的输出气体。同样，在其他实施例中，也可以根据各个区域的空间大小，调整相应区域中布气管23的数量，从而保证氧气的供应量，而且布气管23的形状既可以采用由多个环形管组成的同心圆结构，也可以采用由多个直管组成的枝杈结构。此外，在隔板13上还设有多个通气孔，用于不同区域间空气的流通，提高整个反应罐1内部的气体流通性。
搅拌单元3包括电机31、转轴32和桨叶33。其中，电机31固定安装在反应罐1的顶部。转轴32位于反应罐1的内部，并且一端与电机31连接，另一端依次贯穿隔板13延伸至反应罐1的底部区域。桨叶33与转轴32固定连接，并且在每一个隔板13上方至少设有一组桨叶33。此时，在电机31的驱动作用下，通过转轴32带动桨叶33在水平面内进行圆周方向的往复转动，从而对位于每一个隔板13上方的物料进行搅拌翻转。
在本实施例中，在每一个隔板13的上方设置了一组桨叶33。其中，每个桨叶33的长度为对应安装位置处罐体内半径尺寸的1/2～2/3，从而保证桨叶33对该位置处物料的有效搅拌，并且每个桨叶33与相邻隔板13之间的间隙在3cm左右，这样可以避免在桨叶33与隔板13之间发生卡死现象，保证桨叶33可以平稳的往复转动。同样，在其他实施例中，根据相邻隔板13之间距离的大小，可以在相邻隔板13之间沿高度方向设置多组桨叶33，从而保证对物料的有效搅拌。此外，在物料通过隔板13落入下层区域的过程中，借助桨叶22对物料的搅拌，可以进一步提高对物料的混合搅拌。
此时，采用本发明的阶段鼓风堆肥装置对有机固体废物进行好氧堆肥发酵时，通过多个支管22、多个布气管23以及支管22上的阀门221可以根据反应罐1内不同区域对氧气需求的不同进行针对性的差异化供氧，从而提高氧气的利用率，使整个发酵中各个阶段达到最佳的发酵效果，进而缩短整个堆肥周期、降低能耗，提高堆肥发酵处理效率。
优选的，在本实施例中，根据整个堆肥发酵过程中各个发酵阶段的时间不同，将反应罐1中堆肥物料菌液混合区、一次发酵反应区Ⅰ、一次发酵反应区Ⅱ、二次发酵反应区和腐熟储存区的空间比例设定为1:1:1:2:1，从而保证整个发酵过程中各个阶段的同步进行，即保证各个区域中已完成对应发酵阶段的物料可以同步进入相邻下层区域进行下一阶段的发酵或储存，从而实现整个发酵过程的有效循环进行，保证堆肥发酵效果。
优选的，在本实施例中，将相邻隔板13上的卸料孔进行180°交错布置。这样，在桨叶33的往复转动搅拌中，可以使相邻隔板13中卸料孔之间的距离达到最大，从而使物料可以在对应隔板13上停留足够时间，保证物料在该区域的充分发酵。
此外，在反应罐1的顶部设有臭气收集口14。臭气收集口14与臭气收集处理设备连接，从而可以对反应罐1内产生的臭气进行统一收集处理，避免直接对臭气进行排放产生的环境污染，提高对环境的保护。
另外，在本实施例的出料口12位置设有一个螺旋输送机，用于自动排放完成发酵处理的物料。其中，螺旋输送机的安装角度和长度可以根据实际现场情况进行适当调整。借助螺旋输送机进行物料排放，不仅可以提高自动化程度，提高操作效率，而且可以避免在物料排放过程中臭气的逸出，保护周围作业环境。与此同时，将反应罐1的底部设计为锥形结构，以便于对最终的发酵产物进行收集，提高螺旋输送机对物料的排放效率。
结合图1所示，本发明的阶段鼓风堆肥装置还包括喷洒单元4。喷洒单元4包括收集管41，其中收集管41的入口端与反应罐1的底部连通，收集管41的出口端位于反应罐1的堆肥物料菌液混合区。这样，通过收集管41可以将位于腐熟储存区中已有的渗滤液重新收集引流至堆肥物料菌液混合区中，与新填入反应罐1中的新鲜物料进行混合，从而利用渗滤液中存在的微生物菌对液新鲜物料进行堆肥发酵处理，实现对渗滤液的回收再利用，同时提高堆肥处理的效率。
其中，在喷洒单元4中还设有一个污水泵42。其中，污水泵42安装在收集管41中靠近入口端的位置，用于提高收集管41对渗滤液的输送能力，保证对渗滤液的及时有效输送。
进一步的，在污水泵42和收集管41的出口端之间设有一个管道混合器43，用于向收集管41中添加新微生物菌液。此时，渗滤液经污水泵42加压后，快速通过管道混合器43并且在管道混合器43处产生负压，将新微生物菌液吸入收集管41中，使渗滤液与新微生物菌液在收集管41中充分混合。这样，通过管道混合器43可以实现对新微生物菌液的自动添加，从而保证对新鲜物料喷洒的效果。
此外，在收集管41的出口端还设有多个喷头44，用于提高对渗滤液喷洒的均匀度，提高渗滤液的利用效率。
Claims (10)
1.一种阶段鼓风堆肥装置，其特征在于，包括反应罐、鼓风单元和搅拌单元；其中，
所述反应罐的顶部设有进料口，底部设有出料口；所述反应罐的内部沿高度方向设有四个隔板，将所述反应罐的内部分割为五个区域，由上向下依次为堆肥物料菌液混合区、一次发酵反应区Ⅰ、一次发酵反应区Ⅱ、二次发酵反应区和腐熟储存区；所述隔板上设有卸料孔，并且相邻隔板上的卸料孔成错位布置；
所述鼓风单元包括主管、多个支管和多个布气管；所述主管与气源连接；每一个所述布气管上设有多个出气孔，并且多个所述布气管分布在所述反应罐的内部，分别向所述反应罐内的五个区域进行供氧；所述支管上设有阀门，并且每一个所述布气管通过独立的一个所述支管与所述主管连通；
所述搅拌单元包括电机、转轴和桨叶；所述电机位于所述反应罐的顶部，所述转轴的一端与所述电机连接，另一端伸入所述反应罐的内部并且依次贯穿所述隔板，所述桨叶与所述转轴连接，并且所述隔板上方至少设有一组桨叶。
2.根据权利要求1所述的阶段鼓风堆肥装置，其特征在于，所述反应罐内部的堆肥物料菌液混合区、一次发酵反应区Ⅰ、一次发酵反应区Ⅱ、二次发酵反应区和腐熟储存区的空间比例为1:1:1:2:1。
3.根据权利要求1所述的阶段鼓风堆肥装置，其特征在于，所述鼓风单元设有四个布气管，并且分别位于四个所述隔板的下方位置。
4.根据权利要求1所述的阶段鼓风堆肥装置，其特征在于，相邻隔板上的卸料孔成180°交错布置。
5.根据权利要求1所述的阶段鼓风堆肥装置，其特征在于，所述出料口设有螺旋输送机。
6.根据权利要求1所述的阶段鼓风堆肥装置，其特征在于，所述反应罐的顶部设有臭气收集口。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的阶段鼓风堆肥装置，其特征在于，还包括喷洒单元；所述喷洒单元包括收集管，所述收集管的入口端与所述反应罐的底部连通，所述收集管的出口端位于所述反应罐的堆肥物料菌液混合区。
8.根据权利要求7所述的阶段鼓风堆肥装置，其特征在于，所述喷洒单元还包括污水泵，所述污水泵位于所述收集管中靠近入口端的位置。
9.根据权利要求8所述的阶段鼓风堆肥装置，其特征在于，所述喷洒单元还包括管道混合器，所述管道混合器位于所述污水泵与所述收集管的出口端之间。
10.根据权利要求7所述的阶段鼓风堆肥装置，其特征在于，所述喷洒单元还包括喷头，所述喷头位于所述收集管的出口端。
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