專利名稱：有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統及方法
技術領域：
本發明涉及城市有機廢棄物處理領域，尤其是涉及一種對城市污水處理廠脫水污泥、生活垃圾、餐廚垃圾等城市有機廢棄物進行處理的有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統及方法。
背景技術：
隨著我國經濟和城市化進程的加快，城市產生了大量的城市有機廢棄物，如城市污水處理廠脫水污泥、生活垃圾、餐廚垃圾、園林垃圾等，已經造成了 “垃圾圍城”、“污泥亂倒”等現象。據不完全統計，僅2010年就產生了 10000萬噸生活垃圾(其中6000萬噸餐廚垃圾)、3000萬噸脫水污泥。這些污染物中有機物含量高，含有寄生蟲卵、病原微生物、重金屬等，如得不到妥善處理會造成嚴重的環境污染及公共衛生事故等。而另一方面，由于這些城市污染物中含有大量的有機物、營養元素，如不善加利用會破壞地球物質循環系統，又造成資源浪費等。目前，我國常用的城市有機廢棄物處理處置技術有填埋、好氧發酵、厭氧消化、焚燒等。其中，好氧發酵技術可以充分利用有機廢棄物中有機物成分含量高并且含有大量N、P等營養元素和部分植·物生長所必需的微量元素，在無害化、減量化、穩定化前提下，突出資源化特點，而且具有技術門檻和經濟門檻較低、適用范圍廣闊等特點，越來越受到人們的關注，尤其是在經濟發達國家得到了廣泛的應用。有機廢棄物如生活垃圾、餐廚垃圾及污泥的好氧發酵處理一般工藝流程如下所示I)預處理主要調整水分、營養比、破碎、分選、篩分等；2)主發酵又稱一次發酵，是通過翻堆或強制通風向堆積層或發酵裝置內堆肥物料供給氧氣。物料內的有機物中大部分在此階段內被降解，發酵期約15 20d;3)后發酵又稱二次發酵，主要對主發酵時尚未分解的易分解和較難分解的有機物進一步分解，使之變成腐殖酸、氨基酸等比較穩定的有機物，得到完全成熟的堆肥制品。二次發酵時間通常在2(T30d，其長短根據堆肥的使用4)后處理主要篩分去除堆肥中的雜質和未完全分解堆肥塊5)脫臭堆肥過程中會產生臭氣，需要對這些臭氣進行處理6)貯存或利用干燥透氣環境儲存或生產有機肥等情況。傳統好氧發酵處理系統以發酵槽為主要發酵場所，大部分處理過程通過人工操作來完成，或通過自控程序實現局部連續處理，這樣的發酵系統存在著發酵周期長、過程控制較難、系統控制內部脫節、反饋信息滯后、設備反應能力不足等問題，最終造成系統連續性較差，動態處理能力不足，處理效果受操作連貫性的影響較大，最終影響發酵產品質量。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統及方法，能使對有機廢棄物的整個動態好氧發酵處理過程連續進行，從而解決目前的處理系統不能實現整個處理過程的連續進行，存在發酵周期長、不易控制，動態處理能力不足等問題。解決本發明技術問題的技術方案如下本發明實施方式提供一種有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統，包括輸送機、預處理子系統、好氧發酵滾筒、第一風機、第二風機、廢氣處理塔、在線檢測儀和控制子系統；其中，所述輸送機依次與所述預處理子系統和好氧發酵滾筒連接；所述第一風機通過管道與所述好氧發酵滾筒后端空氣接口連接，所述第二風機通過管道依次與所述廢氣處理塔和所述好氧發酵滾筒前端接口連接；所述在線檢測儀設置在所述好氧發酵滾筒的筒壁上，能獲取反映所述好氧發酵滾筒內物料發酵狀態的數據，所述在線檢測儀的數據輸出端與所述控制子系統連接；所述控制子系統，其控制端分別與所述輸送機、預處理子系統、好氧發酵滾筒、第一風機、第二風機、廢氣處理塔通信連接，其數據接收端與所述在線檢測儀的數據輸出端通信連接，用于根據所述在線檢測儀傳送的反映所述好氧發酵滾筒內的物料發酵狀態的數據，控制各設備運行狀態完成對有機廢棄物進行連續動態好氧發酵處理。本發明實施方式還提供一種有機廢棄物連續動態好氧發酵處理方法，包括采用本發明給 出的有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統；在所述處理系統的控制子系統控制下，所述處理系統的輸送機將有機廢棄物經所述處理系統的預處理子系統預處理；預處理后的有機廢棄物經所述輸送機輸送至所述好氧發酵滾筒內進行發酵處理，發酵處理后的物料輸出；所述處理系統的控制子系統根據所述在線檢測儀傳送的反映所述好氧發酵滾筒內物料發酵狀態的數據，控制各設備運行狀態完成對有機廢棄物進行連續動態好氧發酵處理。本發明提供的有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統，通過控制子系統監測好氧發酵滾筒上在線檢測儀反饋的參數，及時調整好氧發酵滾筒及其配套設備以及預處理子系統的運行狀態，從而實現進料、發酵能有機配合，實現整個系統連續、動態運行，大大提高了對有機廢棄物系統的好氧發酵處理的效率，并且可改善處理效果，實現對污泥、垃圾、餐廚等有機廢棄物的無害化及資源化處理。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發明實施例提供的有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統的構成示意圖；圖2為本發明實施例提供的處理系統中的控制子系統的構成示意圖；圖3為本發明實施例提供的有機廢棄物連續動態好氧發酵處理方法的流程圖1中各標號對應的部件名稱為1-輔助料倉；2-有機廢棄物倉；3-輸送機；4-混料機；5_混料倉；6_好氧發酵滾筒；7_第一風機；8_廢氣處理塔；9_篩分機；10_在線檢測儀；11_控制子系統；12_第二風機。
具體實施例方式下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
下面對本發明實施例作進一步地詳細描述。本發明實施例提供一種有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統，如圖1所示，該系統包括輸送機3、預處理子系統、好氧發酵滾筒6、第一風機7、第二風機12、廢氣處理塔8、在線檢測儀10和控制子系統11 ；其中，輸送機3依次與預處理子系統和好氧發酵滾筒6連接；能將物料輸入至預處理子系統和好氧發酵滾筒6 ；第一風機7通過管道與好氧發酵滾筒6后端空氣接口連接，第二風機12通過管道依次與廢氣處理塔8和好氧發酵滾筒6前端接口連接；能與好氧發酵滾筒6配合，使其內物料進行好氧發酵處理；在線檢測儀10設置在好氧發酵滾筒6的筒壁上，能獲取反映好氧發酵滾筒6內物料發酵狀態的數據，在線檢測儀的數據輸出端與控制子系統11連接；控制子系統11，其控制端分別與所述輸送機3、預處理子系統、好氧發酵滾筒6、第一風機7、第二風機7、廢氣處理塔8通信連接，其數據接收端與所述在線檢測儀10的數據輸出端通信連接，用于根據所述在線檢測儀10傳送的反映所述好氧發酵滾筒6內的物料發酵狀態的數據，控制各設備 運行狀態完成對有機廢棄物進行連續動態好氧發酵處理。上述處理系統中的預處理子系統如圖1中所示，包括輔助料倉1、有機廢棄物倉2、混料機4和混料倉5 ;其中，輔助料倉I和有機廢棄物倉2分設，分別經輸送機3與混料倉5連接；混料機4設置在混料倉5內，經混料倉5經輸送機3與好氧發酵滾筒6連接。這樣可將輔助料和有機廢棄物分別輸送至混料倉混合后，再送入好氧發酵滾筒6進行好氧發酵處理。上述預處理子系統中的混料機4可采用雙螺旋式混料機、槳葉式混料機或立式混料機等，其混合均勻度大于75%。上述預處理子系統中的輔助料倉I與有機廢棄物倉2內均設有破碎裝置，便于對大塊物料進行破碎。上述處理系統還可以包括篩分機6，經輸送機10與好氧發酵滾筒6的出料端連接。篩分機6能對好氧發酵滾筒6輸出的好氧發酵后的物料進行篩分處理，篩分得到發酵產品。進一步的，篩分機6可采用滾筒式篩分機或振動式篩分機等。上述處理系統中，好氧發酵滾筒6可采用全封閉外旋轉式發酵滾筒。設置在好氧發酵滾筒6上的在線檢測儀10能檢測好氧發酵滾筒6內溫度、氧濃度、硫化氫和氨氣，在線檢測儀10可將監測到的數據傳送至控制子系統11，如可以4 20mA或I 5V. DC信號方式傳輸至控制子系統11。
如圖2所示，上述處理系統中的控制子系統包括數據接收裝置、主控裝置和控制信號輸出裝置；其中，數據接收裝置，用于接收在線檢測儀傳送的反映所述好氧發酵滾筒6內的物料發酵狀態的數據；主控裝置，與數據接收裝置連接，用于根據數據接收裝置接收的數據，生成控制調整各設備運行狀態的指令；主控裝置可采用計算機、單片機等具有數據處理能力的裝置；控制信號輸出裝置，與主控裝置連接，用于輸出主控裝置生成的指令，以實時控制調整各設備的運行狀態。下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。實施例一本實施例提供的有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統，可對城市生活垃圾進行處理，如對污水處理廠產生的脫水污泥進行處理，使處理后的污泥滿足穩定化要求。如圖1所示，該系統包括輔助料倉1、有機廢棄物倉2、輸送機3、混料機4、混料倉5、好氧發酵滾筒6、第一風機7、第二風機12、廢氣處理塔8、篩分機9、在線檢測儀10和控制子系統11 ；其中，輸送機3分別與輔助料倉I和有機廢棄物倉2連接，輔助料倉I和有機廢棄物倉2的出料經輸送機依次與 混料倉5、好氧發酵滾筒6和篩分機9連接；好氧發酵滾筒6是全封閉外旋轉式發酵滾筒，通過滾筒的緩慢轉動，將物料慢慢移向后端，并在此過程中發生物料的混合和充氧，為微生物提供較優越的生長環境，快速發生好氧發酵反應并實現物料升溫及促進有機物降解，完成有機廢棄物的穩定化與無害化；好氧發酵滾筒6內有機廢棄物的發酵周期約為5 7天，滾筒內的溫度大于55°C在3天以上。第一風機7通過管道與好氧發酵滾筒6后端空氣接口連接，第二風機12通過管道將好氧發酵滾筒6前端接口與廢氣處理塔8連接在一起；在線檢測儀10設置在好氧發酵滾筒6的筒壁上，實時監測其內部有機廢棄物的發酵程度，并將監測數據通過線纜反饋至控制子系統11 ;控制子系統11通過線纜分別與輸送機3、混料機4、好氧發酵滾筒6、第一風機7、第二風機12、廢氣處理塔8、篩分機9、在線檢測儀10進行單獨連接，實時監控及調整以上設備的運行狀態；控制子系統11是利用好氧發酵滾筒6上在線檢測儀10反饋的數據信息，通過控制子系統11內部主控裝置進行相關計算處理后，向好氧發酵滾筒6、第一風機7、第二風機12、廢氣處理塔8、輸送機3、混料機4和篩分機9等發出指令，實現處理系統內設備運行狀態的及時調整，最終實現整個處理系統的連續、自動、動態地運行。輔助料倉1、有機廢棄物倉2、混料倉5分別是輔料、有機廢棄物和混合物料的暫存場所，由設置的輸送機3進行相應物料的輸出；其中在物料流程上，輔助料倉I可設置在有機廢棄物倉2之前，即先輸出輔助物料，之后輸送有機廢棄物；混料倉5接收并混合輸送機3輸送來的輔助物料、有機廢棄物，并通過其內的混料機4進行混料，混料機4可以采用雙螺旋式、槳葉式及立式等，其混合均勻度大于75% ；篩分機6接收并篩分輸送機3輸送來的已經由好氧發酵滾筒6處理后的物料；其中，篩下物B作為產品可進行精加工或資源化利用，篩上物C可作為輔助用料送至輔助料倉I進行暫存和二次利用；篩分機6可采用滾筒式、振動式等形式；在線檢測儀10設置在好氧發酵滾筒6上，主要實時監測好氧發酵系統的溫度、氧濃度及硫化氫、氨氣等數據向控制子系統11傳送，如可以4 20mA或I 5V. DC信號方式傳輸至控制子系統11。第一風機7、第二風機12配套設置在好氧發酵滾筒6前、后兩端。好氧發酵滾筒6后端設置的第一風機7通過管道將空氣送入好氧發酵滾筒6后端；好氧發酵滾筒6前端設置的第二風機12進口通過管道與廢氣處理塔8的出口連接，而廢氣處理塔8的進口通過管道與好氧發酵滾筒6前端空氣接口連接；利用第二風機12吸壓將好氧發酵滾筒6內廢氣通過好氧發酵滾筒6前端空氣接口吸出，在流經廢氣處理塔8工程中得到處理；處理后的廢氣A達標排放；通過控制子系統11監測好氧發酵滾筒6上在線檢測儀10反饋的參數，及時調整好氧發酵滾筒6及預處理部分運行狀態，最終實現整個系統的連續、動態運行，大大提高了系統的處理效率，改善了處理效果，可實現對污泥、垃圾、餐廚等有機廢棄物的無害化及資源化處理。利用上述的處理 系統對城市污水處理廠產生的脫水污泥進行好氧發酵時，輸送機3將輔助料倉1、有機廢棄物倉2內的輔助用料和有機廢棄物送至混料倉5內由混料機4進行混合，混合后的物料在混料倉5進行暫存或通過輸送機3輸送至好氧發酵滾筒6進行好氧發酵處理；同時，利用第一風機7、第二風機12和廢氣處理塔8進行供氣及廢氣處理；同時，控制子系統11實時監測好氧發酵滾筒6上在線檢測儀10反饋的數據參數，及時調整好氧發酵滾筒6及預處理子系統運行狀態，最終實現整個處理系統的連續、動態運行。在此條件下，污泥在好氧微生物的作用下可進行高溫好氧發酵55 65°C，于3 5天內完成高溫發酵，實現污泥的無害化、穩定化處理。該處理系統也可以實現對垃圾、餐廚等有機廢棄物的無害化及資源化處理。經過上述系統處理后污泥的性狀如下含水率45 60% ;有機物降含量>200g/kg干污泥，蠕蟲卵死亡率>95%，糞大腸菌群菌值>0. 01，出料粒徑平均<3mm，滿足《城鎮污水處理廠污泥處置土地改良用泥質》GB/T24600-2009、《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質》GB/T23486-2009的相關要求。該處理系統可以實現好氧發酵系統的連續、動態運行，大大提高了系統的處理效率，改善了處理效果，可實現對污泥、垃圾、餐廚等有機廢棄物的無害化及資源化處理。實施例二本實施例提供一種有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統，該系統結構與上述實施例一給出的系統基本一致，不同的是在輔助料倉1、有機廢棄物倉2中設置破碎裝置，通過破碎裝置可將篩分后重新處理的生活垃圾進行破碎處理。利用上述好氧發酵系統對城市生活垃圾進行發酵處理，將與發酵輔料和部分發酵物料充分混合后的城市生活垃圾置于輔助料倉1、有機廢棄物倉2內進行暫存，并通過輸送機3將輔助料倉1、有機廢棄物倉2內的有機廢棄物和輔助用料送至混料倉5內由混料機4進行混合，混合后的物料在混料倉5進行暫存或通過輸送機3輸送至好氧發酵滾筒6進行好氧發酵處理；同時，利用第一風機7、第二風機12和廢氣處理塔8進行供氣及廢氣處理；同時，控制子系統11實時監測好氧發酵滾筒6上在線檢測儀10反饋的參數，及時調整好氧發酵滾筒6及預處理部分運行狀態，最終實現整個系統的連續、動態運行。在此條件下，有機生活垃圾在好氧微生物的作用下可進行高溫好氧發酵55 65°C，于3 5天內完成高溫發酵，實現污泥的無害化、穩定化處理。經過上述系統處理后城市生活垃圾的性狀如下含水率45 60% ;有機物降含量>200g/kg干污泥，蠕蟲卵死亡率>95%，糞大腸菌群菌值>0. 01，滿足《城市生活垃圾好氧靜態堆肥處理技術規程》的相關要求。實施例三本實施例提供一種有機廢棄物連續動態好氧發酵處理方法，可對城市生活垃圾進行處理，使處理后的產品滿足穩定化要求。如圖3所示，該方法是一種采用上述實施例一或實施例二的有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統的方法，包括以下步驟在處理系統的控制子系統控制下，處理系統的輸送機將有機廢棄物經所述處理系統的預處理子系統預處理；預處理后的有機廢棄物經輸送機輸送至所述好氧發酵滾筒內進行發酵處理，發酵處理后的物料輸出；處理系統的控制子系統根據在線檢測儀傳送的反映所述好氧發酵滾筒內物料發酵狀態的數據，控制各設備運行狀態完成對有機廢棄物進行連續動態好氧發酵處理。上述處理方法中的預處理為由輸送機分別將輔助用料和有機廢棄物輸送至所述預處理子系統的混料倉內通過混料倉內的混料機進行混合；混合后的物料在混料倉內暫存或輸送至好氧發酵滾筒內。上述處理方 法還包括發酵處理后的輸出物料進入篩分機進行篩分處理，從而得到篩下物和篩上物。該處理系統可以實現生活垃圾好氧發酵系統的連續、動態運行，縮短發酵時間，大大提高了系統的處理效率，改善了處理效果，可實現對生活垃圾包括餐廚等有機廢棄物的無害化及資源化處理。從而解決了現有好氧發酵系統存在的發酵周期長、過程控制較難、系統控制內部脫節、反饋信息滯后、設備反應能力不足、處理效果較差等問題。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統，其特征在于，包括 輸送機(3)、預處理子系統、好氧發酵滾筒(6)、第一風機(7)、第二風機(12)、廢氣處理塔(8)、在線檢測儀(10)和控制子系統(11);其中， 所述輸送機(3)依次與所述預處理子系統和好氧發酵滾筒(6)連接； 所述第一風機(7)通過管道與所述好氧發酵滾筒(6)后端空氣接ロ連接，所述第二風機(12 )通過管道依次與所述廢氣處理塔(8 )和所述好氧發酵滾筒(6 )前端接ロ連接； 所述在線檢測儀(10)設置在所述好氧發酵滾筒(6)的筒壁上，能獲取反映所述好氧發酵滾筒(6)內物料發酵狀態的數據，所述在線檢測儀的數據輸出端與所述控制子系統(11)連接； 所述控制子系統(11)，其控制端分別與所述輸送機(3)、預處理子系統、好氧發酵滾筒(6)、第一風機(7)、第二風機(7)、廢氣處理塔(8)通信連接，其數據接收端與所述在線檢測儀(10)的數據輸出端通信連接，用于根據所述在線檢測儀(10)傳送的反映所述好氧發酵滾筒(6)內的物料發酵狀態的數據，控制各設備運行狀態完成對有機廢棄物進行連續動態好氧發酵處理。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述預處理子系統包括 輔助料倉(I)、有機廢棄物倉(2)、混料機(4)和混料倉(5);其中， 所述輔助料倉(I)和有機廢棄物倉(2 )分別經所述輸送機(3 )與所述混料倉(5 )連接；所述混料機(4)設置在所述混料倉(5)內，所述經混料倉(5)經所述輸送機(3)與所述好氧發酵滾筒(6)連接。
3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述混料機(4)采用雙螺旋式混料機、槳葉式混料機或立式混料機，其混合均勻度大于75% ； 所述輔助料倉(I)與有機廢棄物倉(2)內均設有破碎裝置。
4.如權利要求1或2所述的系統，其特征在于，還包括篩分機(6)，經所述輸送機(10)與所述好氧發酵滾筒(6)的出料端連接。
5.如權利要求4所述的系統，其特征在于，所述篩分機(6)采用滾筒式篩分機或振動式篩分機。
6.如權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述好氧發酵滾筒(6)采用全封閉外旋轉式發酵滾筒； 所述在線檢測儀(10)采用能檢測好氧發酵滾筒(6)內溫度、氧濃度、硫化氫和氨氣的在線檢測儀。
7.權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述控制子系統包括 數據接收裝置、主控裝置和控制信號輸出裝置；其中， 所述數據接收裝置，用于接收所述在線檢測儀傳送的反映所述好氧發酵滾筒(6)內的物料發酵狀態的數據； 所述主控裝置，與所述數據接收裝置連接，用于根據所述數據接收裝置接收的數據，生成控制調整各設備運行狀態的指令； 所述控制信號輸出裝置，與所述主控裝置連接，用于輸出所述主控裝置生成的指令，以實時控制調整各設備的運行狀態。
8.ー種有機廢棄物連續動態好氧發酵處理方法，其特征在于，包括采用上述權利要求1 7任一項所述的有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統； 在所述處理系統的控制子系統控制下，所述處理系統的輸送機將有機廢棄物經所述處理系統的預處理子系統預處理； 預處理后的有機廢棄物經所述輸送機輸送至所述好氧發酵滾筒內進行發酵處理，發酵處理后的物料輸出； 所述處理系統的控制子系統根據所述在線檢測儀傳送的反映所述好氧發酵滾筒內物料發酵狀態的數據，控制各設備運行狀態完成對有機廢棄物進行連續動態好氧發酵處理。
9.如權利要求8所述方法，其特征在于，所述預處理為 由所述輸送機分別將輔助用料和有機廢棄物輸送至所述預處理子系統的混料倉內通過混料倉內的混料機進行混合； 混合后的物料在所述混料倉內暫存或輸送至所述好氧發酵滾筒內。
10.如權利要求8所述方法，其特征在于，還包括 發酵處理后的輸出物料進入篩分機進行篩分處理。
全文摘要
本發明公開了一種有機廢棄物連續動態好氧發酵處理系統及方法，該系統中，輔助料倉、有機廢棄物倉、輸送機、混料機、混料倉、篩分機組成了預處理部分，實現了有機廢棄物的水分調整、營養比調和、混合、貯存及篩分；所述的好氧發酵滾筒是全封閉外旋轉式發酵滾筒，通過輸送機完成進、出料，利用風機和廢氣處理進行供氣及廢氣處理；所述的控制子系統是通過監測好氧發酵滾筒上在線檢測儀反饋的參數，及時調整好氧發酵滾筒及預處理部分運行狀態，最終實現整個系統的連續、動態與穩定運行及狀態及時修正，大大提高處理效率，縮短發酵時間，改善了處理效果，可實現對污泥、垃圾、餐廚等有機廢棄物的無害化及資源化處理。
文檔編號C05F17/02GK103044105SQ201310002919
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月5日 優先權日2013年1月5日
發明者左東升, 楊永凱, 劉彬, 邵凱, 李彩斌 申請人:北京中持綠色能源環境技術有限公司