完全混合發酵式處理廚衛有機垃圾的設備和方法

專利名稱：完全混合發酵式處理廚衛有機垃圾的設備和方法
技術領域：
本發明屬有機廢棄物處理技術領域，具體涉及一種完全混合發酵方法處理廚衛 有機垃圾的設備和方法。
背景技術：
人們在城鎮生活中產生的廚衛垃圾中包括果皮蔬菜、爛魚爛蝦、殘羹剩飯等，還有 各種水處理設施產生的污泥，以及我國華東地區的一些河流上快速增長的、對水域環境有 很大影響的水葫蘆等飄浮植物等，對于這些有機廢棄物目前世界各國已有的處理方法基本 是填埋、焚化、堆肥等。這類垃圾的填埋、堆肥處理，需要大面積的堆放場地，如果焚燒處理 還要消耗燃料。目前，經濟的發展和城市化進程所產生的大量垃圾已經制約了城市的可持 續發展和環境安全。目前城鎮有機廢棄物垃圾的處理方法可分為 1.填埋處理。由于垃圾填埋方法簡單、省投資，所以各國廣泛沿用這一方法。但是，填埋場占地 面積大，垃圾滲出液會污染地下水及土壤，而且滲濾水的處理是廢水處理中比較困難的，處 理單價也很高；另外，填埋場產生的臭氣嚴重影響周邊的空氣質量，垃圾發酵產生的甲烷氣 體可能導致火災和發生爆炸，存在安全隱患，還會產生溫室效應。因此在一些國家和地區， 時有住民為了制止填埋場的建設而發生抗議爭執。而且填埋場處理能力一般只有十數年， 期滿后仍需建設新的填埋場。由于存在這些弊端，因此各國的垃圾填埋場有逐漸減少的趨 勢。2.焚燒處理。垃圾焚燒處理同時要考慮回收熱能、凈化煙氣和處理殘渣，這些都是必不可少的 工藝過程。焚燒可以處理大量垃圾、減容性好、無害化徹底，焚燒過程產生的熱量可以用來 發電，因此很多國家都采用垃圾焚燒處理技術。但是，焚燒設備一次性投資大，運行成本高， 焚燒處理僅適用于處理那些有價物少，可燃物較多的垃圾。近年來科學水平的提高使得人們更加深刻的認識到，垃圾焚燒時產生有害氣體， 焚燒處理是從一種污染轉化為另一種更為嚴重、更為廣泛的污染的過程，對人類危害更大。 很多國家已經在花大力氣進行垃圾分類，逐步縮小焚燒處理規模、停止焚燒設施的運行。3.發酵處理。
垃圾發酵處理也就是堆肥，這是我國處理垃圾、糞便、制取農肥的古有方法，目前，日 本、德國等一些環保先進國家非常重視這種方法并且加以發展，進行垃圾分類，把石塊、金 屬、玻璃、塑料等不能發酵處理的有機物和無機物分撿出來另行處理，將分類后有機質含量 高的垃圾發酵處理。處理相同質量的垃圾，與單純的焚燒法相比，堆肥法的設備投資要低很 多。但目前的有機垃圾發酵處理工藝設備較復雜，操作、保養條件，以及管理水平相對要求 較高，用電量較大。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種設備簡單、方便管理、高效的完全混合發酵 式處理廚衛有機垃圾的設備和方法，提高有機垃圾發酵處理時的環境效益和經濟效益。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是完全混合發酵式處理廚衛有機 垃圾的設備，包括廠房和設置在所述廠房內的發酵槽，其特征在于發酵槽分為進料堆槽、 混合槽、一次發酵槽、二次發酵槽、腐熟槽和成品槽；所述廠房頂部置有瓦楞狀遮擋板；所 述各槽壁與廠房周邊墻壁之間置有間隔，所述間隔所在的地面置有集水地溝(穿墻溝)；所 述廠房內，置有與空氣壓縮機連接的充氣供氧管，所述充氣供氧管與置于各槽的多孔不銹 鋼管管路相通。所述充氣供氧管通過可伸縮軟管和調節閥門與多孔不銹鋼管連接管路相通，充氣 供氧量根據堆料的溫度和含水量由調節閥門控制。所述進料堆槽、混合槽和一次發酵槽的槽壁與廠房房頂密合相接，并置有強制排 風口，二次發酵槽、腐熟槽和成品槽上方置有自然通風口。使用所述處理設備進行完全混合發酵式處理廚衛有機垃圾的方法，包括如下步 驟
⑴混合攪拌運來的有機垃圾堆放在進料堆槽，從成品槽運來堆肥成品與待處理的有 機垃圾在混合槽充分混合，使得混合后的混合物含水量在55%左右，然后翻堆至一次發酵 槽發酵；
后續運來的有機垃圾，采用同樣方法在混合槽與來自成品槽的成品堆肥充分混合后翻 堆進下一序號的一次發酵槽發酵；
⑵一次發酵將多孔不銹鋼管插入一次發酵槽堆料中充氣供氧，每天翻堆一次，物料在 嗜溫微生物作用下發熱，堆料溫度逐漸上升，同時有大量水分蒸發；直至8天后堆料溫度上 升到50°C左右翻堆進二次發酵槽繼續發酵；
⑶二次發酵每個二次發酵槽要容納2個一次發酵槽運來的堆料，將多孔不銹鋼管插 入二次發酵槽堆料中充氣供氧繼續發酵，每天翻堆一次，經過7、8天二次發酵后，水分進一 步蒸發，容量也減少很多，同時堆料的肥效和腐殖質大量增加，翻堆進入腐熟槽腐熟穩定；
⑷腐熟穩定在腐熟階段堆料由高溫區逐漸降溫，微生物的活性逐漸下降，對氧氣的要 求也迅速下降，可以停止供氧；同時，含水率下降到35%前后，溫度進一步下降，堆料性質也 趨于穩定，經過7、8天腐熟，逐漸變成堆肥，翻堆至成品槽；
(5)成品過程翻堆至成品槽的堆料含水率進一步下降到33%左右，溫度接近環境溫度， 此時堆料已經成為堆肥可作為成品堆肥外運，也可以用來和新運進的有機垃圾混合進入新 一輪發酵循環。本發明的積極效果在于本發明簡化了有機垃圾發酵處理設備，把活動的多孔不 銹鋼管直接插入的堆料底部即可，不需預埋充氣供氧管，保持地面平整，人工或車輛翻堆操 作方便；鼓氣充氧方式供氧，而且在廠房屋頂設擋板，收集整個發酵處理過程產生的大量水 蒸汽的冷凝水，不讓水滴回流到堆肥中，使整個發酵處理過程時間縮短，提高發酵效率。可 以在相對短的25 26天的時間里，對有機垃圾和各種污泥進行高效、無二次污染地完成城 鎮廚衛有機垃圾處理，同時產生的堆肥還可以用作肥料和土壤改良材料，實現了有機垃圾 發酵處理的公益環保和經濟效益的雙贏。
以下結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。


圖1 本發明堆槽平面結構示意圖； 圖2:
圖1的A向結構示意圖3 本發明充氣供氧系統結構示意圖。圖中，1 一進料堆槽；2—混合槽；3—一次發酵槽(3. 1 3. 8) ；4—二次發酵槽 (4. 1 4. 4);5—腐熟槽(5. 1 5. 4);6—成品槽(6. 1 6. 2);7—充氣供氧管；8—遮擋板； 9一自然通風口 ； 10—強制排風口 ； 11 一間隔；12—集水地溝；13—軟管；14一閥門；15— 多孔不銹鋼管。
具體實施例方式如
圖1、2所示，完全混合發酵式處理廚衛有機垃圾的設備，包括廠房和設置在所 述廠房內的發酵槽，其特征在于發酵槽分為進料堆槽1、混合槽2、一次發酵槽3、二次發酵 槽4、腐熟槽5和成品槽6 ；所述廠房頂部置有瓦楞狀遮擋板8 ；所述各槽壁與廠房周邊墻壁 之間置有間隔11，所述間隔11所在的地面置有集水地溝12 ；所述廠房內置有與空氣壓縮機 連接的充氣供氧管7，所述充氣供氧管7與置于各槽的多孔不銹鋼管15管路相通。所述進料堆槽1、混合槽2和一次發酵槽3的槽壁與廠房房頂密合相接，并置有強 制排風口 10，二次發酵槽4、腐熟槽5和成品槽6上方置有自然通風口 9 (圖2)。有機垃圾發酵過程中需要給堆料提供適量的氧，才能使整個發酵處理過程時間縮 短，效率提高。本發明充氣供氧管7與空氣壓縮機相接，并與置于各堆槽底部的多孔不銹鋼 管15連接管路相通。圖3為本發明實施例之一，通過上鋪設管道7連接到各堆槽，然后可 通過一根(或多根)可伸縮的軟管13同一根(或多根)多孔不銹鋼管15連接，移動多孔不銹 鋼管15，并直接插入堆料底部即可為料堆供氧。供氧量根據堆料的溫度和含水量可以通過 置于軟管上后調節閥門14調節。一次發酵，一般需要7 8天，采用8個一次發酵槽3設計。由于發酵過程中水分 蒸發等原因，堆料體積會縮減，因此二次發酵槽4、腐熟槽5可采用4個槽的設計，成品槽6 可設置為2個，以便滿足循環使用。由于有機垃圾中約占總重量6成左右是水，所以整個發酵處理過程產生大量水汽 上升，接觸到房頂時會凝聚成水滴，房頂下面裝設瓦楞狀曲折形的遮擋板8，掉下的水滴被 遮擋板8遮擋后，就不會再滴到料堆上而是流到四周的集水地溝12，以縮短堆肥的發酵天 數。集水地溝12中冷凝水再經引出收集另行處理。操作過程中，進料堆槽1、混合槽2和一次發酵槽3會有異臭產生，因此建筑上槽壁 要與房頂密合連接并置有強制排風口 10采用強制抽吸排風方式排風，避免異臭擴散到其 它空間。二次發酵槽4、腐熟槽5、成品槽6的上方設置自然通風口 9采取自然通風，二次發 酵槽4、腐熟槽5、成品槽6的槽壁高度可以按容積量需要調整。使用所述處理設備，進行完全混合發酵式處理廚衛有機垃圾的方法，包括如下步 驟
⑴混合攪拌運來的有機垃圾堆放在進料堆槽，從成品槽運來堆肥成品與待處理的有機垃圾在混合槽充分混合，使得混合后的混合物含水量在55%左右，然后翻堆至一次發酵 槽發酵；
后續運來的有機垃圾，采用同樣方法在混合槽與來自成品槽的成品堆肥充分混合后翻 堆進下一序號的一次發酵槽發酵；
⑵一次發酵將多孔不銹鋼管插入一次發酵槽堆料中充氣供氧，每天翻堆一次，物料在 嗜溫微生物作用下發熱，堆料溫度逐漸上升，同時有大量水分蒸發；直至8天后堆料溫度上 升到50°C左右翻堆進二次發酵槽繼續發酵；
⑶二次發酵每個二次發酵槽要容納2個一次發酵槽運來的堆料，將多孔不銹鋼管插 入二次發酵槽堆料中充氣供氧繼續發酵，每天翻堆一次，二次發酵階段嗜熱菌作用活躍， 堆肥繼續升溫，半纖維素、纖維素、蛋白質等復雜有機物也開始強烈分解，一時溫度可超過 80°C時，絕大部分的寄生蟲和有害細菌都會被高溫殺死，嗜熱菌自身也失去了活性，堆肥溫 度下降，隨著溫度下降嗜熱菌又恢復活性堆溫繼續上升。堆料的溫度在高溫區反復升降數 次，微生物的分解作用也時弱時強，這樣維持數天后堆料中的有機物也漸漸分解充分，經過 7、8天二次發酵后，堆料水分進一步蒸發，容量也相應減少，同時堆料的肥效和腐殖質大量 增加，翻堆進入腐熟槽腐熟穩定；
⑷腐熟穩定在腐熟階段堆料由高溫區逐漸降溫，微生物的活性逐漸下降，對氧氣的要 求也迅速下降，可以停止供氧；同時，含水率下降到35%前后，溫度進一步下降，堆料性質也 趨于穩定，經過7、8天腐熟，逐漸變成堆肥，翻堆至成品槽；
(5)成品過程翻堆至成品槽的堆料含水率進一步下降到33%左右，溫度接近環境溫度， 此時堆料已經成為堆肥，可作為成品堆肥外運，也可以用來和新運進的有機垃圾混合進入 新一輪發酵循環。
權利要求
完全混合發酵式處理廚衛有機垃圾的設備，包括廠房和設置在所述廠房內的發酵槽，其特征在于發酵槽分為進料堆槽、混合槽、一次發酵槽、二次發酵槽、腐熟槽和成品槽；所述廠房頂部置有瓦楞狀遮擋板；所述各槽壁與廠房周邊墻壁之間置有間隔，所述間隔所在的地面置有集水地溝；所述廠房內，置有與空氣壓縮機連接的充氣供氧管，所述充氣供氧管與置于各槽的多孔不銹鋼管管路相通。
2.如權利要求1所述完全混合發酵式處理廚衛有機垃圾的設備，其特征在于所述充 氣供氧管通過可伸縮軟管和調節閥門與多孔不銹鋼管連接管路相通，充氣供氧量根據堆料 的溫度和含水量由調節閥門控制。
3.如權利要求1所述完全混合發酵式處理廚衛有機垃圾的設備，其特征在于所述進 料堆槽、混合槽和一次發酵槽的槽壁與廠房房頂密合相接，并置有強制排風口 ；二次發酵 槽、腐熟槽和成品槽上方置有自然通風口。
4.權利要求1所述處理設備，進行完全混合發酵式處理廚衛有機垃圾的方法，其特征 在于包括如下步驟⑴混合攪拌運來的有機垃圾堆放在進料堆槽，從成品槽運來堆肥成品與待處理的有 機垃圾在混合槽充分混合，使得混合后的混合物含水量在55%左右，然后翻堆至一次發酵 槽發酵；后續運來的有機垃圾，采用同樣方法在混合槽與來自成品槽的成品堆肥充分混合后翻 堆進下一序號的一次發酵槽發酵；⑵一次發酵將多孔不銹鋼管插入一次發酵槽堆料中充氣供氧，每天翻堆一次，物料在 嗜溫微生物作用下發熱，堆料溫度逐漸上升，同時有大量水分蒸發；直至8天后堆料溫度上 升到50°C左右翻堆進二次發酵槽繼續發酵；⑶二次發酵每個二次發酵槽要容納2個一次發酵槽運來的堆料，將多孔不銹鋼管插 入二次發酵槽堆料中繼續充氣供氧發酵，每天翻堆一次，經過7、8天二次發酵后，水分進一 步蒸發，容量也減少很多，同時堆料的肥效和腐殖質大量增加，翻堆進入腐熟槽腐熟穩定；⑷腐熟穩定在腐熟階段堆料由高溫區逐漸降溫，微生物的活性逐漸下降，對氧氣的要 求也迅速下降，可以停止供氧；同時，含水率下降到35%前后，溫度進一步下降，堆料性質也 趨于穩定，經過7、8天腐熟，逐漸變成堆肥，翻堆至成品槽；(5)成品過程翻堆至成品槽的堆料含水率進一步下降到33%左右，溫度接近環境溫度， 此時堆料已經成為堆肥可作為成品堆肥外運，也可以用來和新運進的有機垃圾混合進入新 一輪發酵循環。
全文摘要
本發明屬有機廢棄物處理技術領域，涉及完全混合發酵處理廚衛有機垃圾的設備和方法，其特征在于發酵槽分為進料堆槽、混合槽、一次發酵槽、二次發酵槽、腐熟槽和成品槽；廠房頂部置有瓦楞狀遮擋板；各周邊置有間隔和集水地溝；廠房內充氣供氧管與置于各槽的多孔不銹鋼管管路相通。混合發酵處理包括如下步驟混合攪拌；充氣供氧，每天翻堆條件下一次發酵槽、二次發酵槽發酵；進入腐熟槽腐熟穩定；翻堆進成品槽。本發明的積極效果在于不需預埋充氣供氧管，保持地面平整，人工或車輛翻堆操作方便；鼓氣充氧方式供氧，屋頂設遮擋板不讓水滴回流到堆肥中，使整個發酵過程縮短，效率提高。實現了有機垃圾發酵處理的公益環保和經濟效益的雙贏。
文檔編號C05F9/04GK101948336SQ20101027210
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月6日 優先權日2010年9月6日
發明者井上言人, 居素偉, 陳宇偉 申請人:上海京瓷電子有限公司