專利名稱：完全混合發(fā)酵式處理廚衛(wèi)有機(jī)垃圾的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬有機(jī)廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種完全混合發(fā)酵方法處理廚衛(wèi) 有機(jī)垃圾的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
人們?cè)诔擎?zhèn)生活中產(chǎn)生的廚衛(wèi)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(shè)施產(chǎn)生的污泥，以及我國(guó)華東地區(qū)的一些河流上快速增長(zhǎng)的、對(duì)水域環(huán)境有 很大影響的水葫蘆等飄浮植物等，對(duì)于這些有機(jī)廢棄物目前世界各國(guó)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(chǎng)地，如果焚燒處理 還要消耗燃料。目前，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程所產(chǎn)生的大量垃圾已經(jīng)制約了城市的可持 續(xù)發(fā)展和環(huán)境安全。目前城鎮(zhèn)有機(jī)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(jiǎn)單、省投資，所以各國(guó)廣泛沿用這一方法。但是，填埋場(chǎng)占地 面積大，垃圾滲出液會(huì)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(jià)也很高；另外，填埋場(chǎng)產(chǎn)生的臭氣嚴(yán)重影響周邊的空氣質(zhì)量，垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷氣 體可能導(dǎo)致火災(zāi)和發(fā)生爆炸，存在安全隱患，還會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)。因此在一些國(guó)家和地區(qū)， 時(shí)有住民為了制止填埋場(chǎng)的建設(shè)而發(fā)生抗議爭(zhēng)執(zhí)。而且填埋場(chǎng)處理能力一般只有十?dāng)?shù)年， 期滿后仍需建設(shè)新的填埋場(chǎng)。由于存在這些弊端，因此各國(guó)的垃圾填埋場(chǎng)有逐漸減少的趨 勢(shì)。2.焚燒處理。垃圾焚燒處理同時(shí)要考慮回收熱能、凈化煙氣和處理殘?jiān)@些都是必不可少的 工藝過(guò)程。焚燒可以處理大量垃圾、減容性好、無(wú)害化徹底，焚燒過(guò)程產(chǎn)生的熱量可以用來(lái) 發(fā)電，因此很多國(guó)家都采用垃圾焚燒處理技術(shù)。但是，焚燒設(shè)備一次性投資大，運(yùn)行成本高， 焚燒處理僅適用于處理那些有價(jià)物少，可燃物較多的垃圾。近年來(lái)科學(xué)水平的提高使得人們更加深刻的認(rèn)識(shí)到，垃圾焚燒時(shí)產(chǎn)生有害氣體， 焚燒處理是從一種污染轉(zhuǎn)化為另一種更為嚴(yán)重、更為廣泛的污染的過(guò)程，對(duì)人類危害更大。 很多國(guó)家已經(jīng)在花大力氣進(jìn)行垃圾分類，逐步縮小焚燒處理規(guī)模、停止焚燒設(shè)施的運(yùn)行。3.發(fā)酵處理。
垃圾發(fā)酵處理也就是堆肥，這是我國(guó)處理垃圾、糞便、制取農(nóng)肥的古有方法，目前，日 本、德國(guó)等一些環(huán)保先進(jìn)國(guó)家非常重視這種方法并且加以發(fā)展，進(jìn)行垃圾分類，把石塊、金 屬、玻璃、塑料等不能發(fā)酵處理的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物分撿出來(lái)另行處理，將分類后有機(jī)質(zhì)含量 高的垃圾發(fā)酵處理。處理相同質(zhì)量的垃圾，與單純的焚燒法相比，堆肥法的設(shè)備投資要低很 多。但目前的有機(jī)垃圾發(fā)酵處理工藝設(shè)備較復(fù)雜，操作、保養(yǎng)條件，以及管理水平相對(duì)要求 較高，用電量較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種設(shè)備簡(jiǎn)單、方便管理、高效的完全混合發(fā)酵 式處理廚衛(wèi)有機(jī)垃圾的設(shè)備和方法，提高有機(jī)垃圾發(fā)酵處理時(shí)的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是完全混合發(fā)酵式處理廚衛(wèi)有機(jī) 垃圾的設(shè)備，包括廠房和設(shè)置在所述廠房?jī)?nèi)的發(fā)酵槽，其特征在于發(fā)酵槽分為進(jìn)料堆槽、 混合槽、一次發(fā)酵槽、二次發(fā)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?jī)?nèi)，置有與空氣壓縮機(jī)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(guò)可伸縮軟管和調(diào)節(jié)閥門與多孔不銹鋼管連接管路相通，充氣 供氧量根據(jù)堆料的溫度和含水量由調(diào)節(jié)閥門控制。所述進(jìn)料堆槽、混合槽和一次發(fā)酵槽的槽壁與廠房房頂密合相接，并置有強(qiáng)制排 風(fēng)口，二次發(fā)酵槽、腐熟槽和成品槽上方置有自然通風(fēng)口。使用所述處理設(shè)備進(jìn)行完全混合發(fā)酵式處理廚衛(wèi)有機(jī)垃圾的方法，包括如下步 驟
⑴混合攪拌運(yùn)來(lái)的有機(jī)垃圾堆放在進(jìn)料堆槽，從成品槽運(yùn)來(lái)堆肥成品與待處理的有 機(jī)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(fā)酵 槽發(fā)酵；
后續(xù)運(yùn)來(lái)的有機(jī)垃圾，采用同樣方法在混合槽與來(lái)自成品槽的成品堆肥充分混合后翻 堆進(jìn)下一序號(hào)的一次發(fā)酵槽發(fā)酵；
⑵一次發(fā)酵將多孔不銹鋼管插入一次發(fā)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(fā)熱，堆料溫度逐漸上升，同時(shí)有大量水分蒸發(fā)；直至8天后堆料溫度上 升到50°C左右翻堆進(jìn)二次發(fā)酵槽繼續(xù)發(fā)酵；
⑶二次發(fā)酵每個(gè)二次發(fā)酵槽要容納2個(gè)一次發(fā)酵槽運(yùn)來(lái)的堆料，將多孔不銹鋼管插 入二次發(fā)酵槽堆料中充氣供氧繼續(xù)發(fā)酵，每天翻堆一次，經(jīng)過(guò)7、8天二次發(fā)酵后，水分進(jìn)一 步蒸發(fā)，容量也減少很多，同時(shí)堆料的肥效和腐殖質(zhì)大量增加，翻堆進(jìn)入腐熟槽腐熟穩(wěn)定；
⑷腐熟穩(wěn)定在腐熟階段堆料由高溫區(qū)逐漸降溫，微生物的活性逐漸下降，對(duì)氧氣的要 求也迅速下降，可以停止供氧；同時(shí)，含水率下降到35%前后，溫度進(jìn)一步下降，堆料性質(zhì)也 趨于穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)7、8天腐熟，逐漸變成堆肥，翻堆至成品槽；
(5)成品過(guò)程翻堆至成品槽的堆料含水率進(jìn)一步下降到33%左右，溫度接近環(huán)境溫度， 此時(shí)堆料已經(jīng)成為堆肥可作為成品堆肥外運(yùn)，也可以用來(lái)和新運(yùn)進(jìn)的有機(jī)垃圾混合進(jìn)入新 一輪發(fā)酵循環(huán)。本發(fā)明的積極效果在于本發(fā)明簡(jiǎn)化了有機(jī)垃圾發(fā)酵處理設(shè)備，把活動(dòng)的多孔不 銹鋼管直接插入的堆料底部即可，不需預(yù)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(shè)擋板，收集整個(gè)發(fā)酵處理過(guò)程產(chǎn)生的大量水 蒸汽的冷凝水，不讓水滴回流到堆肥中，使整個(gè)發(fā)酵處理過(guò)程時(shí)間縮短，提高發(fā)酵效率?？?以在相對(duì)短的25 26天的時(shí)間里，對(duì)有機(jī)垃圾和各種污泥進(jìn)行高效、無(wú)二次污染地完成城 鎮(zhèn)廚衛(wèi)有機(jī)垃圾處理，同時(shí)產(chǎn)生的堆肥還可以用作肥料和土壤改良材料，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)垃圾 發(fā)酵處理的公益環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1 本發(fā)明堆槽平面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2:
圖1的A向結(jié)構(gòu)示意圖3 本發(fā)明充氣供氧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1 一進(jìn)料堆槽；2—混合槽；3—一次發(fā)酵槽(3. 1 3. 8) ；4—二次發(fā)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(fēng)口 ； 10—強(qiáng)制排風(fēng)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(shí)施例方式如
圖1、2所示，完全混合發(fā)酵式處理廚衛(wèi)有機(jī)垃圾的設(shè)備，包括廠房和設(shè)置在所 述廠房?jī)?nèi)的發(fā)酵槽，其特征在于發(fā)酵槽分為進(jìn)料堆槽1、混合槽2、一次發(fā)酵槽3、二次發(fā)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?jī)?nèi)置有與空氣壓縮機(jī) 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(jìn)料堆槽1、混合槽2和一次發(fā)酵槽3的槽壁與廠房房頂密合相接，并置有強(qiáng) 制排風(fēng)口 10，二次發(fā)酵槽4、腐熟槽5和成品槽6上方置有自然通風(fēng)口 9 (圖2)。有機(jī)垃圾發(fā)酵過(guò)程中需要給堆料提供適量的氧，才能使整個(gè)發(fā)酵處理過(guò)程時(shí)間縮 短，效率提高。本發(fā)明充氣供氧管7與空氣壓縮機(jī)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(fā)明實(shí)施例之一，通過(guò)上鋪設(shè)管道7連接到各堆槽，然后可 通過(guò)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(dòng)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(jù)堆料的溫度和含水量可以通過(guò) 置于軟管上后調(diào)節(jié)閥門14調(diào)節(jié)。一次發(fā)酵，一般需要7 8天，采用8個(gè)一次發(fā)酵槽3設(shè)計(jì)。由于發(fā)酵過(guò)程中水分 蒸發(fā)等原因，堆料體積會(huì)縮減，因此二次發(fā)酵槽4、腐熟槽5可采用4個(gè)槽的設(shè)計(jì)，成品槽6 可設(shè)置為2個(gè)，以便滿足循環(huán)使用。由于有機(jī)垃圾中約占總重量6成左右是水，所以整個(gè)發(fā)酵處理過(guò)程產(chǎn)生大量水汽 上升，接觸到房頂時(shí)會(huì)凝聚成水滴，房頂下面裝設(shè)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(huì)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(fā)酵天 數(shù)。集水地溝12中冷凝水再經(jīng)引出收集另行處理。操作過(guò)程中，進(jìn)料堆槽1、混合槽2和一次發(fā)酵槽3會(huì)有異臭產(chǎn)生，因此建筑上槽壁 要與房頂密合連接并置有強(qiáng)制排風(fēng)口 10采用強(qiáng)制抽吸排風(fēng)方式排風(fēng)，避免異臭擴(kuò)散到其 它空間。二次發(fā)酵槽4、腐熟槽5、成品槽6的上方設(shè)置自然通風(fēng)口 9采取自然通風(fēng)，二次發(fā) 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(diào)整。使用所述處理設(shè)備，進(jìn)行完全混合發(fā)酵式處理廚衛(wèi)有機(jī)垃圾的方法，包括如下步 驟
⑴混合攪拌運(yùn)來(lái)的有機(jī)垃圾堆放在進(jìn)料堆槽，從成品槽運(yùn)來(lái)堆肥成品與待處理的有機(jī)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(fā)酵 槽發(fā)酵；
后續(xù)運(yùn)來(lái)的有機(jī)垃圾，采用同樣方法在混合槽與來(lái)自成品槽的成品堆肥充分混合后翻 堆進(jìn)下一序號(hào)的一次發(fā)酵槽發(fā)酵；
⑵一次發(fā)酵將多孔不銹鋼管插入一次發(fā)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(fā)熱，堆料溫度逐漸上升，同時(shí)有大量水分蒸發(fā)；直至8天后堆料溫度上 升到50°C左右翻堆進(jìn)二次發(fā)酵槽繼續(xù)發(fā)酵；
⑶二次發(fā)酵每個(gè)二次發(fā)酵槽要容納2個(gè)一次發(fā)酵槽運(yùn)來(lái)的堆料，將多孔不銹鋼管插 入二次發(fā)酵槽堆料中充氣供氧繼續(xù)發(fā)酵，每天翻堆一次，二次發(fā)酵階段嗜熱菌作用活躍， 堆肥繼續(xù)升溫，半纖維素、纖維素、蛋白質(zhì)等復(fù)雜有機(jī)物也開始強(qiáng)烈分解，一時(shí)溫度可超過(guò) 80°C時(shí)，絕大部分的寄生蟲和有害細(xì)菌都會(huì)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(fù)活性堆溫繼續(xù)上升。堆料的溫度在高溫區(qū)反復(fù)升降數(shù) 次，微生物的分解作用也時(shí)弱時(shí)強(qiáng)，這樣維持?jǐn)?shù)天后堆料中的有機(jī)物也漸漸分解充分，經(jīng)過(guò) 7、8天二次發(fā)酵后，堆料水分進(jìn)一步蒸發(fā)，容量也相應(yīng)減少，同時(shí)堆料的肥效和腐殖質(zhì)大量 增加，翻堆進(jìn)入腐熟槽腐熟穩(wěn)定；
⑷腐熟穩(wěn)定在腐熟階段堆料由高溫區(qū)逐漸降溫，微生物的活性逐漸下降，對(duì)氧氣的要 求也迅速下降，可以停止供氧；同時(shí)，含水率下降到35%前后，溫度進(jìn)一步下降，堆料性質(zhì)也 趨于穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)7、8天腐熟，逐漸變成堆肥，翻堆至成品槽；
(5)成品過(guò)程翻堆至成品槽的堆料含水率進(jìn)一步下降到33%左右，溫度接近環(huán)境溫度， 此時(shí)堆料已經(jīng)成為堆肥，可作為成品堆肥外運(yùn)，也可以用來(lái)和新運(yùn)進(jìn)的有機(jī)垃圾混合進(jìn)入 新一輪發(fā)酵循環(huán)。
權(quán)利要求
完全混合發(fā)酵式處理廚衛(wèi)有機(jī)垃圾的設(shè)備，包括廠房和設(shè)置在所述廠房?jī)?nèi)的發(fā)酵槽，其特征在于發(fā)酵槽分為進(jìn)料堆槽、混合槽、一次發(fā)酵槽、二次發(fā)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?jī)?nèi)，置有與空氣壓縮機(jī)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(quán)利要求1所述完全混合發(fā)酵式處理廚衛(wèi)有機(jī)垃圾的設(shè)備，其特征在于所述充 氣供氧管通過(guò)可伸縮軟管和調(diào)節(jié)閥門與多孔不銹鋼管連接管路相通，充氣供氧量根據(jù)堆料 的溫度和含水量由調(diào)節(jié)閥門控制。
3.如權(quán)利要求1所述完全混合發(fā)酵式處理廚衛(wèi)有機(jī)垃圾的設(shè)備，其特征在于所述進(jìn) 料堆槽、混合槽和一次發(fā)酵槽的槽壁與廠房房頂密合相接，并置有強(qiáng)制排風(fēng)口 ；二次發(fā)酵 槽、腐熟槽和成品槽上方置有自然通風(fēng)口。
4.權(quán)利要求1所述處理設(shè)備，進(jìn)行完全混合發(fā)酵式處理廚衛(wèi)有機(jī)垃圾的方法，其特征 在于包括如下步驟⑴混合攪拌運(yùn)來(lái)的有機(jī)垃圾堆放在進(jìn)料堆槽，從成品槽運(yùn)來(lái)堆肥成品與待處理的有 機(jī)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(fā)酵 槽發(fā)酵；后續(xù)運(yùn)來(lái)的有機(jī)垃圾，采用同樣方法在混合槽與來(lái)自成品槽的成品堆肥充分混合后翻 堆進(jìn)下一序號(hào)的一次發(fā)酵槽發(fā)酵；⑵一次發(fā)酵將多孔不銹鋼管插入一次發(fā)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(fā)熱，堆料溫度逐漸上升，同時(shí)有大量水分蒸發(fā)；直至8天后堆料溫度上 升到50°C左右翻堆進(jìn)二次發(fā)酵槽繼續(xù)發(fā)酵；⑶二次發(fā)酵每個(gè)二次發(fā)酵槽要容納2個(gè)一次發(fā)酵槽運(yùn)來(lái)的堆料，將多孔不銹鋼管插 入二次發(fā)酵槽堆料中繼續(xù)充氣供氧發(fā)酵，每天翻堆一次，經(jīng)過(guò)7、8天二次發(fā)酵后，水分進(jìn)一 步蒸發(fā)，容量也減少很多，同時(shí)堆料的肥效和腐殖質(zhì)大量增加，翻堆進(jìn)入腐熟槽腐熟穩(wěn)定；⑷腐熟穩(wěn)定在腐熟階段堆料由高溫區(qū)逐漸降溫，微生物的活性逐漸下降，對(duì)氧氣的要 求也迅速下降，可以停止供氧；同時(shí)，含水率下降到35%前后，溫度進(jìn)一步下降，堆料性質(zhì)也 趨于穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)7、8天腐熟，逐漸變成堆肥，翻堆至成品槽；(5)成品過(guò)程翻堆至成品槽的堆料含水率進(jìn)一步下降到33%左右，溫度接近環(huán)境溫度， 此時(shí)堆料已經(jīng)成為堆肥可作為成品堆肥外運(yùn)，也可以用來(lái)和新運(yùn)進(jìn)的有機(jī)垃圾混合進(jìn)入新 一輪發(fā)酵循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明屬有機(jī)廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及完全混合發(fā)酵處理廚衛(wèi)有機(jī)垃圾的設(shè)備和方法，其特征在于發(fā)酵槽分為進(jìn)料堆槽、混合槽、一次發(fā)酵槽、二次發(fā)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?jī)?nèi)充氣供氧管與置于各槽的多孔不銹鋼管管路相通。混合發(fā)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(fā)酵槽、二次發(fā)酵槽發(fā)酵；進(jìn)入腐熟槽腐熟穩(wěn)定；翻堆進(jìn)成品槽。本發(fā)明的積極效果在于不需預(yù)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(shè)遮擋板不讓水滴回流到堆肥中，使整個(gè)發(fā)酵過(guò)程縮短，效率提高。實(shí)現(xiàn)了有機(jī)垃圾發(fā)酵處理的公益環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
文檔編號(hào)C05F9/04GK101948336SQ20101027210
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者井上言人, 居素偉, 陳宇偉 申請(qǐng)人:上海京瓷電子有限公司