專利名稱：有機廢棄物好氧發酵裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型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好氧發酵處理裝置。
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。好氧發酵技術的核心裝置是發酵裝置，根據形狀可以分為立式多段發酵槽、筒倉式發酵槽、臥式敞口發酵槽和臥式旋轉發酵滾筒。而立式多段發酵槽雖處理量大、占地較小，但物料混合不均勻、設備投資高；筒倉式發酵槽由于物料層高加大，易發生壓實現象，產生部分厭氧狀態及發出惡臭；臥式敞口發酵槽雖設備價格低、易于操作，但臭氣控制較差。只有臥式旋轉發酵滾筒具有可操作性較強、能耗較低、發酵條件易于控制、臭氣排放較少等優點，但現有結構的臥式旋轉發酵滾筒由于尾氣直接向外部排放，存在廢氣處理及綜合利用能力較差、滾筒內物料溫度極易受外界環境溫度影響，導致發酵周期較長，以及筒體前端進料難、控制條件及反饋不暢等問題。
實用新型內容本實用新型實施方式提供一種有機廢棄物好氧發酵處理裝置，可解決現有結構的臥式旋轉發酵滾筒尾氣直接向外部排放，存在廢氣處理及綜合利用能力較差、滾筒內物料溫度極易受外界環境溫度影響，導致發酵周期較長的問題；可減小尾氣排放對環境的污染，并且可大大縮短好氧發酵周期，實現有機廢棄物無害化及資源化處理。解決上述技術問題的技術方案如下本實用新型實施方式提供一種有機廢棄物好氧發酵裝置，該裝置包括滾筒、滾圈式支撐裝置、驅動裝置、傳動部件、尾氣回用管道、凝水器、風機、加熱器和穿孔布氣管；其中，所述滾筒設置在滾圈式支撐裝置上，能在所述滾圈式支撐裝置上作回轉運動，驅動裝置經傳動部件與所述滾筒連接，驅動所述滾筒回轉；所述滾筒前、后端分別設有密封滾筒開口的前、后密封罩，前密封罩上設有進料裝置；所述尾氣回用管道一端經滾筒后端的后密封罩與滾筒內連通，尾氣回用管道另一端依次經凝水器、風機、加熱器與穿孔布氣管連接，穿孔布氣管穿過滾筒前端的前密封罩伸入至所述滾筒內。本實用新型實施方式提供一種有機廢棄物好氧發酵方法，該方法包括采用上述的有機廢棄物好氧發酵裝置；將與發酵輔料或部分發酵產品充分混合后的有機廢棄物，加入到滾筒前端內進行發酵；滾筒回轉發酵過程中，利用尾氣回用管道將滾筒內產生的尾氣經凝水器、風機和加熱器處理后，經穿孔布氣管回送至滾筒前端內，調節滾筒內對有機廢棄物的發酵條件，使有機廢棄物在好氧發酵條件下，完成發酵處理。通過上述技術方案可以看出，通過在有機廢棄物好氧發酵裝置的滾筒的后端與前端之間設置由尾氣回用管道、凝水器、風機、空氣加熱器和穿孔布氣管形成的回用尾氣的通道，從而使滾筒內發酵物料產生的尾氣不會直接向外排入，避免污染環境。并且，尾氣回用至滾筒前端內，使滾筒內可形成較高溫度的好氧環境，使得該裝置可以大大縮短對有機廢棄物的發酵周期。
為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，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實用新型的一些實施例，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I為本實用新型實施例種有機廢棄物好氧發酵裝置的結構示意圖；圖I中各標號對應的部件名稱為1_滾筒；2-驅動裝置；3-凝水器；4-空氣調節閥；5_風機；6_加熱器；7_穿孔布氣管；8_尾氣回用管道；9_進料裝置；10_前密封罩；11-滾圈式支撐裝置；12_傳動部件；13_后密封罩；14_導流板；15_抄板；16_溫度儀；17-氧氣檢測儀。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本實用新型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實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，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，都屬于本實用新型的保護范圍。本實用新型實施例提供一種有機廢棄物好氧發酵裝置，該裝置如圖I所示，包括滾筒I、滾圈式支撐裝置11、驅動裝置2、傳動部件12、進料裝置9、尾氣回用管道8、凝水器3、風機5、加熱器6和穿孔布氣管7 ；其中，滾筒I設置在滾圈式支撐裝置11上，能在滾圈式支撐裝置11上作回轉運動，驅動裝置2 (可采用電動機)經傳動部件12 (可采用驅動齒輪)與滾筒I連接，驅動滾筒I在滾圈式支撐裝置11上回轉；滾筒I前、后端分別設有密封滾筒I開口的前、后密封罩10、13，前密封罩10上設有進料裝置9，尾氣回用管道8 —端經滾筒后端的后密封罩13與滾筒I內連通(可通過滾筒I后端設置在后密封罩13上的尾氣排氣口)，尾氣回用管道8另一端依次經凝水器3、風機5、加熱器6(可采用空氣加熱器)與穿孔布氣管7連接，穿孔布氣管7穿過滾筒前端的前密封罩10伸入至滾筒I內。這樣，該裝置中由尾氣回用管道8與凝水器3、風機5、加熱器6和穿孔布氣管7構成的對滾筒I后端排出的尾氣進行回用的通道，可有效減少了尾氣的處理量，并用回用并處理后尾氣提升了滾筒內有機廢棄物發酵的條件(溫度、氧含量等)，大大縮短對有機廢棄物的發酵周期，一般可縮短至3 5天。并且其操作與條件便于控制，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。上述好氧發酵裝置還可以在滾筒I上設置溫度儀16和氧氣檢測儀17，可設置在滾筒I外壁上，它們的檢測端分別與滾筒I內連通，測試滾筒I內的溫度及氧含量。進一步，在好氧發酵裝置上還可以設置空氣調節閥4，設置在凝水器3與風機5之 間的尾氣回用管道8上，用以調節風機5加入到尾氣回用管道中的空氣，如可以根據氧氣檢測儀17的反饋來調節空氣或滾筒內經凝水器處理后的尾氣的比例。上述好氧發酵裝置還可以設置控制裝置(圖中未示出)，控制裝置的信號輸入端分別與溫度儀和氧氣檢測儀的信號輸出端連接，控制裝置的控制端分別與凝水器、風機和加熱器連接，控制裝置可以根據溫度儀和氧氣檢測儀輸出的信號，控制凝水器、風機和加熱器的工作狀態。所述的控制裝置的控制端還可與設置在凝水器與風機之間的尾氣回用管道上的空氣調節閥連接，以根據溫度儀和氧氣檢測儀輸出的信號，控制該空氣調節閥的工作狀態。上述控制裝置可采用PLC、單片機等電路構成，能實現上述控制并方便操作即可。通過控制裝置與溫度儀和氧氣檢測儀配合，根據滾筒內物料的發酵狀態，自動控制凝水器、空氣調節閥、風機和加熱器等部件的工作狀態，將滾筒內發酵物料時產生的尾氣，經尾氣回用管道、凝水器、空氣調節閥、風機、加熱器和穿孔布氣管等部件處理后，實現在自動控制方式進行回用，既減少了尾氣排放，又以自動控制方式保證了滾筒內對物料的好氧發酵環境。上述好氧發酵裝置中的滾筒可采用內徑是異徑的外旋轉式滾筒，滾筒前端的內徑大于后端筒體的內徑，可設置滾筒前端按總長度1/5 1/7部分筒體的內徑是后面剩余部分的筒體(即按滾筒筒體總長度4/5 6/7長度筒體的部分)的內徑的I. 25 I. 5倍；滾筒由于前端內徑加大，從而可以保證進入物料的順暢，避免內徑一致的發酵裝置物料易阻塞的問題。上述好氧發酵裝置的滾筒的筒體上設有保溫層，滾筒內壁設有導流板和與導流板連接的螺旋布置的抄板，便于滾筒內的保溫，以及便物料從滾筒前端向后端運行順暢。上述好氧發酵裝置中設置的穿孔布氣管的前密封罩，為固定狀態，不隨滾筒旋轉(如可設置在支撐裝置上)，這樣可避免穿孔布氣管受滾筒旋轉影響，穿孔布氣管固定于前密封罩上且埋于滾筒內的物料中，穿孔布氣管上可設置多個通孔，多個通孔可等距分布在穿孔布氣管管體上，且通孔的孔眼在管壁上呈45°角(即在穿孔布氣管水平設置時，孔眼與鉛垂線呈45°角)。利用上述有機廢棄物好氧發酵裝置，對機廢棄物好氧進行發酵的方法具體包括以下步驟將與發酵輔料或部分發酵物料充分混合后的有機廢棄物，通過滾筒前端的進料裝置進入滾筒內的前端內；滾筒回轉發酵過程中，利用尾氣回用管道將滾筒內產生的尾氣經凝水器、風機和加熱器處理后，經穿孔布氣管回送至滾筒前端內，調節滾筒內對有機廢棄物的發酵條件，使有機廢棄物在好氧發酵條件下，完成發酵處理。尾氣的具體回用過程為利用風機5將空氣或滾筒內經凝水器3處理后的尾氣按需通過尾氣回用管道8和穿孔布氣管7被送入滾筒I (異徑外旋轉式滾筒)前端，同時加熱器6 (可用空氣加熱器)根據溫度儀16反饋對氣體進行加熱，即可使滾筒內形成較高溫度的好氧環境。在此條件下，有機廢棄物在好氧微生物的作用下可進行高溫好氧發酵，于5 7天內完成高溫發酵。該裝置實現有機廢棄物的無害化、穩定化處理。同時，由于對發酵過程中的尾氣進行處理后回收利用，大大減少了發酵處理有機廢棄物時臭氣的外排量，避免了二次污染；利用回收尾氣中的熱量，促進發酵進程及縮短發酵時間，并且在尾氣回用管道上設置空氣加熱器，可以快速提高滾筒I前端物料的溫度，達到快速升溫的效果，且為該裝置冬季運行提供了保障。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。實施例一本實施例提供一種有機廢棄物好氧發酵裝置，可對城市生活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I所示，該系統包括滾筒1(采用異徑外旋轉式滾筒)、凝水器3、空氣調節閥4、風機5、加熱器6 (米用空氣加熱器)、穿孔布氣管7、尾氣回用管道8、溫度儀16和氧氣檢測儀17 ；其中，異徑外旋轉式滾筒I尾部排氣口通過尾氣回用管道8依次與凝水器3、空氣調節閥4、風機5、空氣加熱器6、穿孔布氣管7連接；溫度儀16和氧氣檢測儀17安裝于滾筒I外壁上；穿孔布氣管7固定于滾筒I前端非旋轉的前密封罩10上；上述裝置滾筒I是前后同軸不同徑的外旋轉式干燥器(即異徑外旋轉式滾筒)，其按筒體總長度前部1/5部分的內徑是后部剩余部分內徑(后部按長度4/5部分的筒體)的I. 5倍，異徑外旋轉式滾筒整體進行保溫處理，保溫層厚度不小于100mm，異徑外旋轉式滾筒內壁設置了導流板14和螺旋布置的抄板15。風機5將空氣或滾筒內經凝水器3處理后的尾氣通過尾氣回用管道8和穿孔布氣管7送入滾筒I前端，對物料進行充氧及加熱；空氣調節閥4可以根據氧氣檢測儀17的反饋來調節經風機進入的空氣或滾筒I內經凝水器3處理后的尾氣的比例；空氣加熱器6根據溫度儀16反饋對氣體進行加熱，近而控制滾筒I前端物料的溫度，來保證物料于滾筒I內快速發酵；穿孔布氣管7固定于滾筒I前端的非旋轉前密封罩10上，且埋于物料中；穿孔布氣管7上設置有等距小孔，孔徑為I. 5mm，且孔眼與鉛垂線呈45° ;利用上述的發酵裝置對污泥進行好氧發酵時，將與發酵輔料或部分發酵物料充分混合后的污泥，通過作為滾筒I的異徑外旋轉式滾筒的進料裝置9進入異徑外旋轉式滾筒內徑較大的前端；接著利用風機5將空氣或滾筒I內經凝水器3處理后的尾氣按需求通過尾氣回用管道8和穿孔布氣管7送入異徑外旋轉式滾筒前端，同時空氣加熱器6根據溫度儀16反饋當環境溫度低于0°C時對氣體進行加熱(正常情況下可利用微生物的自身發熱能力進行發酵)，即可于滾筒I前端形成較高溫度(40 50°C )的好氧環境；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。同時，該裝置由于對滾筒內發酵過程中的尾氣進行處理后回收利用，大大減少了臭氣的產生量，避免了二次污染；該裝置中由于設置空氣加熱器6，可以快速提高異徑外旋轉式滾筒前端物料的溫度，達到了快速升溫的效果，且為設備冬季運行提供了保障。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<3_，滿足《城鎮污水處理廠污泥處置土地改良用泥質》(GB/T 24600-2009)、《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質》(GB/T 23486-2009)的相關要求。該裝置可以大大縮短對有機廢棄物的發酵周期至3 5天，確保了物料投加及推進暢通，易于操作與條件控制，減少了尾氣的處理量，可實現對污泥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好氧發酵裝置，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。該系統結構與圖I基本一致，不同的是該裝置采用異徑外旋轉式滾筒的滾筒I前部1/7部分的內徑是后部6/7部分直徑的I. 25倍，異徑外旋轉式滾筒I整體進行保溫處理，保溫層厚度不小于100mm。利用上述好氧發酵裝置對城市生活垃圾進行發酵處理，將與發酵輔料或部分發酵物料充分混合后的城市生活垃圾，通過異徑外旋轉式滾筒的進料裝置9進入異徑外旋轉式滾筒內徑較大的前端；接著利用風機5將空氣或異徑外旋轉式滾筒內經凝水器3處理后的尾氣按需求通過尾氣回用管道8和穿孔布氣管7被送入異徑外旋轉式滾筒前端，同時空氣加熱器6根據溫度儀16反饋對氣體進行加熱，即可于異徑外旋轉式滾筒前端形成較高溫度(40 50°C)的好氧環境。在此條件下，垃圾在好氧微生物的作用下可進行高溫好氧發酵(50 60°C )，于5 7天內完成高溫發酵，實現垃圾的無害化、穩定化處理。同時，系統利用對發酵過程中的尾氣進行處理后回收利用，大大減少了臭氣的產生量，避免了二次污染；該裝置還增加空氣加熱器6以快速提高異徑外旋轉式滾筒I前端物料的溫度，達到了快速升溫的效果，且為該裝置冬季運行提供了保障。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> O. 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。該發酵裝置可以大大縮短對城市生活垃圾的發酵周期至3 5天，確保了城市生活垃圾的投加及推進暢通，易于操作與條件控制，減少了尾氣的處理量，最終實現了生活垃圾的無害化及資源化。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型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實用新型披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護 范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求1.一種有機廢棄物好氧發酵裝置，其特征在于，該裝置包括 滾筒、滾圈式支撐裝置、驅動裝置、傳動部件、進料裝置、尾氣回用管道、凝水器、風機、加熱器和穿孔布氣管；其中， 所述滾筒設置在滾圈式支撐裝置上，能在所述滾圈式支撐裝置上作回轉運動，驅動裝置經傳動部件與所述滾筒連接，驅動所述滾筒回轉；所述滾筒前、后端分別設有密封滾筒開ロ的前、后密封罩，前密封罩上設有進料裝置； 所述尾氣回用管道一端經滾筒后端的后密封罩與滾筒內連通，尾氣回用管道另一端依次經凝水器、風機、加熱器與穿孔布氣管連接，穿孔布氣管穿過滾筒前端的前密封罩伸入至所述滾筒內。
2.如權利要求I所述的有機廢棄物好氧發酵裝置，其特征在于，還包括設置在所述滾筒上的溫度儀和氧氣檢測儀，分別與所述滾筒內連通。
3.如權利要求I或2所述的有機廢棄物好氧發酵裝置，其特征在于，還包括空氣調節閥，設置在凝水器與風機之間的尾氣回用管道。
4.如權利要求3所述的有機廢棄物好氧發酵裝置，其特征在于，還包括控制裝置，分別與所述溫度儀和氧氣檢測儀的信號輸出端連接，控制端分別與所述凝水器、風機和加熱器連接，以根據溫度儀和氧氣檢測儀輸出的信號，控制凝水器、風機和加熱器的工作狀態。
5.如權利要求4所述的有機廢棄物好氧發酵裝置，其特征在于，所述控制裝置的控制端與設置在凝水器與風機之間的尾氣回用管道上的空氣調節閥連接，以根據溫度儀和氧氣檢測儀輸出的信號，控制該空氣調節閥的工作狀態。
6.如權利要求I或2所述的有機廢棄物好氧發酵裝置，其特征在于，所述滾筒為內徑是異徑的外旋轉式滾筒，滾筒前端的內徑大于后端筒體的內徑。
7.如權利要求6所述的有機廢棄物好氧發酵裝置，其特征在干，所述滾筒前端按總長度1/5 1/7部分筒體的內徑是后面剰余部分的筒體的內徑的I. 25 I. 5倍；滾筒的筒體上設置有保溫層，滾筒內壁設有導流板和與導流板連接的螺旋布置的抄板。
8.如權利要求I所述的有機廢棄物好氧發酵裝置，其特征在于，所述穿孔布氣管上設有多個通孔，且通孔的孔眼在管壁上呈45°角。
9.如權利要求8所述的有機廢棄物好氧發酵裝置，其特征在干，所述多個通孔等距分布在穿孔布氣管上。
專利摘要本實用新型公開一種有機廢棄物好氧發酵裝置，屬廢棄物處理領域。該裝置包括滾筒、前、后密封罩、滾圈式支撐裝置、驅動裝置、傳動部件和進料裝置，還包括尾氣回用管道、凝水器、風機、加熱器和穿孔布氣管；所述尾氣回用管道一端經滾筒的后密封罩與滾筒內連通，尾氣回用管道另一端依次經凝水器、風機、加熱器與穿孔布氣管連接，穿孔布氣管穿過滾筒的前密封罩伸入至所述滾筒內。該裝置由于還設置由尾氣回用管道、凝水器、風機、加熱器和穿孔布氣管構成的尾氣回用通道，可以將尾氣回用至滾筒中，減少臭氣排放，并保證滾筒內的物料發酵環境，縮短發酵周期，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B09B3/00GK202415542SQ20112044879
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者劉彬, 左東升, 張朝捷, 李彩斌, 楊永凱, 邵凱 申請人:北京中持綠色能源環境技術有限公司