專利名稱：可移動筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理固體廢物的反應(yīng)器及處理方法，特別涉及一種用于處理人類糞便的可移動梨形筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國社會化進(jìn)程的加快，我國農(nóng)村有了較大的發(fā)展，國家提出了建設(shè)社會主義新農(nóng)村發(fā)展目標(biāo)。這種新農(nóng)村對環(huán)境生態(tài)保護(hù)的要求遠(yuǎn)高于我國傳統(tǒng)型農(nóng)村，但現(xiàn)今我國農(nóng)村生活中產(chǎn)生的大量人類糞便，從未進(jìn)行過集中處理，而且絕大多數(shù)都是就近采取灌溉施肥，依靠環(huán)境吸收自凈。這種處理糞便方式的缺點是植被吸收不完全，資源優(yōu)化利用率較低，同時傳染病蟲害，即不能讓糞便得到充分利用又會對環(huán)境造成很大的影響。綜上，農(nóng)村分散型糞便處理問題亟須解決。
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工業(yè)化生產(chǎn)中產(chǎn)生了多種好氧堆肥反應(yīng)器系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)中反應(yīng)器的通風(fēng)方式、有無攪拌和外形特點，將這些反應(yīng)器系統(tǒng)歸納為被動通風(fēng)反應(yīng)器系統(tǒng)、強制通風(fēng)無攪拌反應(yīng)器系統(tǒng)、強制通風(fēng)有攪拌反應(yīng)器系統(tǒng)和滾筒反應(yīng)器系統(tǒng)。滾筒式生物反應(yīng)器是近年來研究較熱的一種堆肥反應(yīng)器。工業(yè)界目前的反應(yīng)器普遍采用的是攪拌式混合，其特點是利用不同類型的攪拌槳在容器中的轉(zhuǎn)動，使槳葉與流體相互作用并將功能輸入流體，從而容器中的流體形成一定的流場以達(dá)到混合的目的。這種形式的攪拌可能產(chǎn)生不均勻的混合效果，接近攪拌槳的區(qū)域其混合強度非常高，而遠(yuǎn)離攪拌槳的區(qū)域卻得不到足夠的混合。即便達(dá)到臨界攪拌速度，固體相在整個反應(yīng)器中的分布仍然很不均勻，有時某些區(qū)域存在流動死區(qū)，因而對設(shè)備的效率和產(chǎn)品質(zhì)量造成直接影響。從過程要求的角度來看，要達(dá)到好的混合效果，常用的槳式攪拌方式必需在較高的轉(zhuǎn)速操作，因而使流體產(chǎn)生很強的剪切應(yīng)力。鑒于以上問題，需從另一方面考慮能實現(xiàn)較強攪拌效果的攪拌方式。滾筒反應(yīng)器(又稱為滾筒發(fā)酵罐)是高溫好氧堆肥反應(yīng)器的一種，其工作原理正是利用特殊攪拌方式以避免以上攪拌槳攪拌方式的弊端。已有滾筒反應(yīng)器的缺點包括占地面積大、不方便移動、筒體長度過長，加工難度高、投資造價高等。如何有效收集處理分散的人類糞便，降低反應(yīng)器加工難度，減少反應(yīng)器投資造價，縮短反應(yīng)發(fā)酵處理周期，提高肥質(zhì)的質(zhì)量顯的尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有堆肥反應(yīng)器存在的缺陷和不足，提供一種可移動筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器，用于收集和處理分散型人類糞便。該反應(yīng)器能快速有效地去除人類糞便中含有的病原體、病毒和多種腸道寄生蟲卵等，顯著提高處理糞便的效率，從而提高有機肥的使用，減少運輸途中糞便的二次污染和占地面積，降低糞便處理設(shè)施的投資和運行成本。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)解決方案一種可移動梨形筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器，包括機架、機架上安裝的拖輪、電動機和筒體。其特征在于，筒體放置在拖輪之上，筒體四周設(shè)有均勻分布的滲濾液接槽和觀察取樣口 ；筒體一端有進(jìn)/出料口，筒體的中心軸線處設(shè)有進(jìn)、出氣管，進(jìn)、出氣管通過雙層篩網(wǎng)與筒體連通；在筒體內(nèi)壁上均勻分布有無軸螺旋導(dǎo)葉片；筒體的內(nèi)壁的不同區(qū)域安裝有溫度計；筒體總長為510mm，由前錐、中間圓柱體和后錐三個部分組成，三部分水平尺寸比例約為I : 2 I. 25，前、后錐角度分別為25. 5°和15. 5°，筒體規(guī)模可隨處理糞便量的不同按比例進(jìn)行縮放。上述反應(yīng)器的動力系統(tǒng)由動力裝置、齒輪組組成，中間圓柱體筒周設(shè)置有大齒輪，筒體外部有小齒輪與動力裝置相連接，大、小齒輪相互嚙合，外部驅(qū)動系統(tǒng)通過大、小齒輪組的傳動帶動筒體轉(zhuǎn)動。上述反應(yīng)器的通風(fēng)系統(tǒng)由鼓風(fēng)機、進(jìn)/出氣管、雙層篩網(wǎng)等部件組成，進(jìn)氣管位于筒體正中心的軸線上為穿孔管，管周分布有大量氣孔，為防止氣體短流，進(jìn)氣管一端堵塞。鼓風(fēng)機鼓入的空氣經(jīng)由穿孔進(jìn)氣管均勻分布至筒內(nèi)各處，使物料能與空氣進(jìn)行充分的接觸，反應(yīng)后尾氣由尾側(cè)雙層篩網(wǎng)收集后通過出氣管排放。
本發(fā)明的移動梨形筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器，與國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點I、環(huán)保。可方便的在不同時間、不同地點收集人類糞便并就地進(jìn)行好氧發(fā)酵處理；2、反應(yīng)器內(nèi)物料發(fā)酵狀態(tài)保持均一。主要體現(xiàn)在兩個方面一是利用攪拌方式避免了傳統(tǒng)攪拌槳攪拌方式的弊端。物料在筒轉(zhuǎn)動作用下，被反復(fù)抄起、升高、跌落，物料能夠充分與水、空氣混合均勻，使發(fā)酵條件連續(xù)、穩(wěn)定，筒內(nèi)溫度、濕度、氧含量均勻，微生物發(fā)酵時間大為縮短，盡快完成了堆肥反應(yīng)；二是空氣與物料運動方向相反，促進(jìn)了生物和化學(xué)反應(yīng)速度。3、反應(yīng)器內(nèi)物料升溫快。在此堆肥反應(yīng)器處理過程中，堆肥溫度一般在55 65°C，達(dá)到了好氧堆肥的無害化衛(wèi)生要求4、有機物降解率高、發(fā)酵周期短、堆肥產(chǎn)品質(zhì)量高。該可移動筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器利用梨形筒來混合、通風(fēng)以及排出堆肥，并且通過一個機械傳動裝置來翻動。在梨形筒中堆肥過程很快開始，易降解物質(zhì)很快被好氧降解。5、易管理維護(hù)、運行費極低。除每天收集分散式糞便外，幾乎再不需要其他人工，因此可大幅降低管理維護(hù)成本和運行費用。6、節(jié)約場地費用和運輸費用，降低生產(chǎn)成本。同時可移動筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器可安裝在改造的廢舊混凝土攪拌車上，投資造價小，市場推廣應(yīng)用前景廣闊。


圖I為本發(fā)明的可移動梨形筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的右視圖。圖中的標(biāo)記分別表示1、進(jìn)氣口，2、雙層篩網(wǎng)，3、葉片，4、溫度計，5、拖輪，6、滲濾液接槽，7、小齒輪，8、大齒輪，9、動力裝置，10、出氣管，11、筒體，12、進(jìn)/出料口，13、觀察取樣口。下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實施例方式參照圖I和圖2，本實施例給出一種可移動梨形筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器，包括機架，機架上安裝有拖輪5，在拖輪5上有筒體11，筒體11圓周上設(shè)有均勻分布的滲濾液接槽6和觀察取樣口 13 ;筒體11 一端有進(jìn)/出料口 12，筒體11的水平中心線兩端設(shè)有進(jìn)氣管I和出氣管10，進(jìn)氣管I和出氣管10通過雙層篩網(wǎng)2與筒體11連通；在筒體11內(nèi)壁上均勻分布有葉片3 ;筒體11的內(nèi)壁的不同區(qū)域安裝溫度計4 ;筒體11的圓周上還設(shè)置有大齒輪8，大齒輪8與筒體11外的小齒輪7嚙合，小齒輪7與動力裝置9相連接，動力裝置9通過小齒輪7帶動大齒輪8使筒體11旋轉(zhuǎn)。筒體11由前錐、中間圓柱體和后錐三個部分組成，水平尺寸比例約為1:2: I. 25，其中，前錐角度和后錐角度分別為25. 5°和15. 5°。筒體11的規(guī)格隨處理 糞便量的不同按比例縮放，本實施例中，筒體11的長度為510mm，處理糞便量約為3kg，葉片3采用4條無軸螺旋導(dǎo)葉板，2個溫度計4位于筒體11的前錐、中間圓柱體上，滲濾液接槽6和觀察取樣口 13各為4個，均勻分布在筒體11的中間圓柱體上。筒體11與混凝土攪拌車筒體類似，可通過機架方便地安置于運輸車上。采用本實施例制備的可移動梨形筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器，安裝在中小型運輸車上，或者安裝在通過廢舊混凝土攪拌車改造的車輛上，對人類糞便處理方法步驟如下I、根據(jù)分散型人類糞便的特點，確定收集糞便的時間，分析堆肥物料的各種參數(shù)t匕，如C/N、含水率等；2、將人類糞便堆體從進(jìn)/出料口 12進(jìn)入筒體11，調(diào)節(jié)堆體的含水率，以利于堆肥有效的生化反應(yīng)速度，一般認(rèn)為堆肥初始含水量在40% 70%就能保證堆肥的順利進(jìn)行，最適宜含水量為50% 60% ;3、根據(jù)物料量與堆肥腐殖度等因素，控制進(jìn)氣管I的通風(fēng)量大小；4、以鋸末作為調(diào)理劑與糞便堆體同時反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)物料W(C)/V(N)比、含水率、孔隙率、堆肥養(yǎng)分和調(diào)控重金屬等作用，保證堆肥的快速高效進(jìn)行，使其能滿足好氧微生物生長的要求；5、啟動動力裝置9，動力裝置9的小齒輪7帶動大齒輪8使筒體11旋轉(zhuǎn)，從溫度計4觀察筒體11內(nèi)的溫度，并且定期從觀察取樣口 13取樣，實時觀察糞便堆體內(nèi)溫度和各項指標(biāo)的變化情況，運行15天左右，糞便堆體完全達(dá)到腐殖度標(biāo)準(zhǔn)，滿足《糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，從進(jìn)/出料口 12排出物料，作為有機肥施于土壤中。也可以采用連續(xù)堆肥的方式進(jìn)行人類糞便的好氧堆肥，即每天向反應(yīng)器內(nèi)筒體11投加人類糞便堆體方式進(jìn)行處理，達(dá)到長期高效穩(wěn)定運行的要求。連續(xù)投加物料的處理方式可以增加筒體11內(nèi)的處理物料的有機物含量，人類糞便堆體反應(yīng)速率增加，處理效果更明顯，連續(xù)運行32天左右，使得人類糞便堆體完全達(dá)到腐殖度標(biāo)準(zhǔn)，滿足《糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定。
權(quán)利要求
1.一種可移動梨形筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器，包括機架，機架上安裝有拖輪(5)，其特征在于，在拖輪(5)上有筒體(11)，筒體(11)圓周上設(shè)有均勻分布的滲濾液接槽(6)和觀察取樣口(13);筒體(11) 一端有進(jìn)/出料口(12)，筒體(11)的中心線兩端設(shè)有進(jìn)氣管(I)和出氣管(10)，進(jìn)氣管(I)和出氣管(10)通過雙層篩網(wǎng)(2)與筒體(11)連通；在筒體(11)內(nèi)壁上均勻分布有葉片⑶；筒體(11)的內(nèi)壁的不同區(qū)域安裝溫度計⑷；筒體(11)的圓周上還設(shè)置有大齒輪(8)，大齒輪⑶與筒體(11)外的小齒輪(7)嚙合，小齒輪(7)與動力裝置(9)相連接，動力裝置(9)通過小齒輪(7)帶動大齒輪(8)使筒體(11)旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的可移動梨形筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器，所述的葉片(3)采用4條無軸螺旋導(dǎo)葉板。
3.如權(quán)利要求I所述的可移動梨形筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器，所述筒體(11)由前錐、中間圓柱體和后錐三個部分組成，水平尺寸比例為I : 2 I. 25，其中，前錐角度和后錐角度分別為25. 5°和15. 5°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可移動梨形筒式無軸螺旋導(dǎo)葉攪拌型好氧堆肥反應(yīng)器，包括機架，機架上安裝有拖輪，在拖輪上有筒體，筒體圓周上設(shè)有均勻分布的滲濾液接槽和觀察取樣口；筒體一端有進(jìn)/出料口，筒體的中心線兩端設(shè)有進(jìn)氣管和出氣管，進(jìn)氣管和出氣管通過雙層篩網(wǎng)與筒體連通；在筒體內(nèi)壁上均勻分布有葉片；在筒體的內(nèi)壁的不同區(qū)域安裝溫度計；筒體的圓周上還設(shè)置有大齒輪，大齒輪與筒體外的小齒輪嚙合，小齒輪與動力裝置相連接。具有顯著提高糞便的處理速率，提高有機肥的使用，減少占地面積，降低糞便處理設(shè)施的投資和運行成本等特點，能有效削減和控制環(huán)境與健康風(fēng)險。
文檔編號C05F3/06GK102746044SQ201210044279
公開日2012年10月24日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者任勇翔, 何丹, 王曉昌, 王玉新, 遲文慧, 陳威, 陳榮, 陳靖韜 申請人:西安建筑科技大學(xué)