一種塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統，它在發酵塔體的頂部設有進料口、尾氣出口和連續物位傳感器，橋卸料裝置安裝在發酵塔體的底部，發酵塔體的上部側壁安裝有上限位物位傳感器和下限位物位傳感器，發酵塔體的側面以不同高度沿軸向設有溫度-氧氣傳感器和取樣口；所述強制通風系統由多層平行排布安裝于發酵塔體內的通風管與鼓風機相連接組成；所述破橋卸料裝置由破橋卸料驅動電機驅動卸料；所述PLC控制系統與所有傳感器、強制通風系統及破橋卸料裝置相連接以實現自動控制。本實用新型系統可確保堆肥產品質量穩定，自動化程度高，勞動強度低，解決了常規堆肥尾氣需要配套收集系統和除臭設備的投資運行費用問題。
【專利說明】一種塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于有機固體廢棄物處理處置【技術領域】，具體是一種塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統。
【背景技術】
[0002]中國每年產生的有機固體廢棄物達幾十億噸，近幾年污染事故與事件的逐年增力口，使得有機固體廢棄物漸漸被人們重視。農業廢棄物在生產過程中由于可利用品質不高，成分復雜，二次開發成本高、難度大，同時缺乏政策的引導和資金的投入，導致農業廢棄物污染呈現出數量大、品質差、危害多的特點。堆肥技術具有古老的歷史，在現代社會中也廣泛地應用于餐廚垃圾、畜禽糞便、農作物秸稈和剩余污泥等富含生物可降解有機物的廢棄物的無害化處理，堆肥處理的產物還含有豐富的腐殖質和植物養分，適用于土地利用，使堆肥技術具有資源化價值。目前該技術已成為處理農業廢棄物資源化、無害化和減量化利用的重要手段。
[0003]好氧堆肥處理是農業廢棄物資源化、無害化和減量化處理的常用方法之一。現代好氧堆肥是利用堆肥設備使農業廢棄物在有氧條件下利用好氧微生物作用達到穩定化、無害化，轉變為有利于土壤性狀改良并對農作物生長有益和容易吸收利用的優質有機肥的方法。目前常見的槽式堆肥、條跺堆肥或反應器堆肥技術都需要配套獨立尾氣收集處理系統，導致系統建設投資和運行成本升高，一定程度上限制了好氧堆肥技術的推廣。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可以通過堆肥菌群消除尾氣異味的封閉塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統，它可以解決槽式堆肥等傳統開放式翻堆發酵系統自動化程度低、尾氣收集處理設備復雜、需要專門配套尾氣處理設施的問題。
[0005]本實用新型以如下技術方案解決上述技術問題:
[0006]本實用新型一種塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統，它主要由發酵塔體3、強制通風系統、PLC控制系統和破橋卸料裝置7組成；發酵塔體3的頂部設有進料口 1、尾氣出口2和連續物位傳感器10，橋卸料裝置7安裝在發酵塔體3的底部，發酵塔體3的上部側壁安裝有上限位傳感器11和下限位傳感器12，發酵塔體3的側面以不同高度沿軸向設有溫度-氧氣傳感器13和取樣口 6 ;所述強制通風系統由多層平行排布安裝于發酵塔體3內的通風管4與鼓風機相連接組成；所述破橋卸料裝置7由破橋卸料驅動電機5驅動卸料；所述PLC控制系統與所有傳感器、強制通風系統及破橋卸料裝置相連接以實現自動控制。
[0007]所述發酵塔體高徑比為2.0-4.5。
[0008]所述通風管4沿發酵塔體軸向平均分布并徑向接入發酵塔體內，通風管4垂直方向設有止回閥。
[0009]所述進料口 I設于發酵塔體頂部中心處，尾氣出口 2和連續物位傳感器10分別位于進料口 2兩側。[0010]所述上限位傳感器11位于下限位傳感器12的正上方。
[0011]所述破橋卸料裝置為卸料螺旋裝置，它包括多組并排安裝于螺旋卸料裝置框架35上的螺旋輸送機二 33構成，螺旋卸料裝置框架35與發酵塔體3底端匹配連接，每組螺旋輸送機上設有卸料螺旋32，每組螺旋輸送機的兩端均伸出發酵塔體，其中一端經聯軸器31與電機組30連接實現獨立驅動，另一端設有出料口二 34。
[0012]所述破橋卸料裝置為旋轉卸料裝置，它由多組并排安裝于旋轉卸料裝置框架25上并帶有翅片的旋轉卸料輥29構成，旋轉卸料裝置框架25與發酵塔體3底端匹配連接，旋轉卸料輥29之間留有間歇，所述翅片之間不相互咬合，每組旋轉卸料輥29與驅動電機26連接。
[0013]所述破橋卸料裝置為液壓滑架卸料裝置，它由至少兩組以滑動配合安裝于液壓滑架卸料裝置框架21上的液壓破橋滑架17及位于液壓破橋滑架17下方的螺旋輸送機一 23構成，液壓滑架卸料裝置框架21與發酵塔體3底端匹配連接，液壓破橋滑架17由液壓缸20驅動可作來回擺動，螺旋輸送機一 23的兩端均伸出發酵塔體，其中一端與螺旋輸送機電機22連接，另一端設有出料口一 19。
[0014]本實用新型與現有技術相比，具有以下優點:
[0015](I)好氧發酵全程堆體溫度-氧濃度通過多層通風實現自動控制，精確調控不同階段的堆肥參數，確保堆肥產品質量穩定；
[0016](2)堆肥系 統進料分配及堆肥卸料設備化、自動化，簡化運行操作，降低生產勞動強度；
[0017](3)本實用新型采用模塊化設計，可根據堆肥處理量配套單臺或多組發酵塔滿足生產要求。
[0018](4)利用發酵塔內不同堆肥階段優勢菌種的特點，借助獨特的塔式堆肥結構將高溫堆肥與除臭生物濾池相結合，形成自耦合尾氣除臭模式，解決了常規堆肥尾氣需要配套收集系統和除臭設備的投資運行費用問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統的主視圖；
[0020]圖2是圖1的俯視示意圖；
[0021]圖3是本實用新型采用的液壓滑架卸料裝置的俯視圖；
[0022]圖4是本實用新型采用的旋轉卸料裝置的俯視圖；
[0023]圖5是本實用新型采用的卸料螺旋裝置的俯視圖。
[0024]圖中:1 一進料口、2-尾氣出口、3-發酵塔體、4-通風管、5-通風管支撐架、6—取樣口、7—破橋卸料裝置、8—落料口、9—堆肥塔支架、10—連續物位傳感器、11—上限位傳感器、12—下限位傳感器、13—溫度-氧氣傳感器、14一加強筋、15—破橋卸料驅動電機、16-電機支架、17-液壓破橋滑架、19-出料口一、20-液壓缸、21--液壓滑架卸料裝置框架、22—螺旋輸送機電機、23—螺旋輸送機一、24—液壓推桿、25—旋轉卸料裝置框架、26 —驅動電機、27 —軸承、28 —電機座、29—旋轉卸料輯、30 —電機組、31 —聯軸器、32—卸料螺旋、33—螺旋輸送機二、34—出料口二、35—螺旋卸料裝置框架。【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式不限于下列實施例。
[0026]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明，但本實用新型并不局限于以下實施例。
[0027]如圖1和圖2所示，該發酵塔體3的頂部設有進料口 1、尾氣出口 2和連續物位傳感器10，進料口 I設在發酵塔體3頂部的中間位置，尾氣出口 2和連續物位傳感器10分別位于進料口 2兩側；橋卸料裝置7安裝在發酵塔體3的底部，并由破橋卸料驅動電機5驅動卸料，橋卸料裝置7的末端設有落料口 8，破橋卸料裝置7下部設堆肥塔支架9作為整個發酵塔體的支撐腳，堆肥塔支架9側邊連接用于安裝破橋卸料驅動電機5的電機支架16。發酵塔體3的上部側壁設有垂直沿軸向排布的上限位傳感器11和下限位傳感器12，上限位傳感器11位于下限位傳感器12的正上方。發酵塔體3的側面以不同高度沿軸向設有溫度-氧氣傳感器13和取樣口 6，溫度-氧氣傳感器13用于實時采集堆體內溫度和氧氣數據，取樣口 6用于采集堆體各發酵階段的樣品進行分析。發酵塔體3側面設有多層平行排布的通風管4并由通風管支撐架5固定支撐，多層通風管4與鼓風機相連接組成強制通風系統；本實用新型采用的所有傳感器、強制通風系統及破橋卸料裝置均與PLC控制系統形成連接以實現自動控制。
[0028]本實例采用的發酵塔體高徑比為3.0 ;加強筋14設在發酵塔體3側面加強塔體剛性。
[0029]本實例的通風管4沿發酵塔體軸向平均分布并徑向接入發酵塔體內，通風管4垂直方向設有止回閥。
[0030]本實用新型采用的破橋卸料裝置7有多種實現形式，下面結合圖3、4、5進一步說明。
[0031]如圖3所示，破橋卸料裝置7為液壓滑架卸料裝置，它由至少兩組以滑動配合安裝于液壓滑架卸料裝置框架21上的液壓破橋滑架17及位于液壓破橋滑架17下方的螺旋輸送機一 23構成，液壓滑架卸料裝置框架21與發酵塔體3底端匹配連接，液壓破橋滑架17與液壓缸20的液壓推桿連接，通過液壓缸20驅動實現液壓破橋滑架17水平往復運動，螺旋輸送機一 23的兩端均伸出發酵塔體，其中一端與螺旋輸送機電機22連接，另一端設有出料口一 19。
[0032]使用時，由液壓缸20驅動液壓推桿24，并通過液壓破橋滑架17將發酵塔體3內堆肥破碎并推送至發酵塔體3底部的螺旋輸送機一 23，最終至螺旋輸送機一 23末端的出料口一 19完成卸料過程。液壓滑架卸料裝置可以均勻的將堆肥堆體逐層破碎收集，保障發酵塔內物料呈均勻軸流下落狀態。
[0033]如圖4所示:破橋卸料裝置7為旋轉卸料裝置，它由多組并排通過軸承27支撐安裝于旋轉卸料裝置框架25上并帶有翅片的旋轉卸料輥29構成，旋轉卸料裝置框架25與發酵塔體3底端匹配連接，旋轉卸料輥29之間留有間歇，所述翅片之間不相互咬合，每組旋轉卸料輥29與驅動電機26連接，驅動電機26安裝在電機座28上。
[0034]使用時，旋轉卸料輥29由設在電機座28上的驅動電機26驅動，卸料輥29之間有縫隙通過堆肥架橋封阻，卸料輥29沿軸向旋轉會造成其上方堆肥失穩跌落至設在塔底下方的輸送帶上運走，從而完成卸料并實現堆肥破碎功能。
[0035]如圖5所述:破橋卸料裝置7為卸料螺旋裝置，它包括多組并排安裝于螺旋卸料裝置框架35上的螺旋輸送機二 33構成，螺旋卸料裝置框架35與發酵塔體3底端匹配連接，每組螺旋輸送機上設有卸料螺旋32，每組螺旋輸送機的兩端均伸出發酵塔體，其中一端經聯軸器31與電機組30連接實現獨立驅動，另一端設有出料口二 34。
[0036]使用時，由電機組30驅動每個螺旋輸送機二 33旋轉，塔內堆肥依靠自重壓向塔底卸料螺旋32并由螺旋卸料機二的出料口二 34排出堆肥塔體，從而完成卸料過程。
[0037]下面對本實用新型的工作原理進行描述:
[0038]由上料分配輸送機送至發酵塔頂部并從進料口 I進入發酵塔體3，物位計監控塔內堆體高度，當塔內物位達到上限位傳感器11時停止進料。
[0039]PLC控制系統在時間控制的基礎上，根據溫度-氧氣探測系統提供的堆體溫度和氧氣濃度為控制因素，對強制通風系統工作狀態進行控制，工作原理如下:PLC控制系統以時間、堆體溫度和氧氣濃度為控制變量，以風機啟停和通風速率為操作變量。常規運行狀態下風機根據PLC控制系統設定程序管理風機啟停，當溫度-氧氣探測系統提供的堆體溫度和氧氣濃度超出設定范圍時，程序自動調整風機啟停或通風速率。例如，當堆體溫度高于設定值或氧氣濃度低于設定值時，PLC控制系統終止時間控制模式，強制啟動風機加大通風速率對堆體進行強制降溫和供氧；當堆體溫度和氧氣濃度達到設定范圍后，PLC控制系統自動切換至時間控制模式，根據設定時間控制程序調整強制通風系統工作狀態。
[0040]利用PLC控制系統控制鼓風機啟停或通風速率，根據各層物料發酵強度供氧，延長堆體處于的高溫發酵(50°C -70°C)周期，在半續批式模式下，堆體自上而下會形成超溫除臭區(60°C -70°C )、高溫分解區(55-50°C)、降溫腐熟區(< 45°C)。
[0041]頂部堆體的高溫環境下，堆肥物料自身具有的孔道結構內會形成天然生物濾層，此環境下高溫微生物形成優勢菌群對水溶性有機物分解迅速。塔內堆體層間不是孤立的單元，揮發性分子會隨尾氣流動在塔內逐層向塔頂擴散，同時發生氣相-液相-固相間的轉換。濾層吸附尾氣的異味分子被自養嗜熱無芽孢等菌群氧化分解為水、二氧化碳、單質硫和硝酸鹽，形成堆肥自體處理的自耦合生物除臭濾床，避免了敞開式堆肥的尾氣收集問題，節省獨立建設尾氣處理設施的投資，解決了堆肥尾氣處理的問題。
[0042]位于塔底的破橋卸料裝置通過水平或軸向運動使堆體失穩，從塔底下方或側面輸送出發酵系統，完成為期7-10天的高溫發酵，物位計監控塔內堆體高度，當塔內物位達到下限位傳感器12時停止破橋卸料裝置工作。
[0043]一次發酵的堆肥尚需二次發酵槽進行堆肥腐熟最終形成腐殖土，二次發酵周期為10-30天，穩定后的堆肥作為土壤調理劑或復合肥基肥資源化利用。
【權利要求】
1.一種塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統，其特征在于:它主要由發酵塔體(3)、強制通風系統、PLC控制系統和破橋卸料裝置(7)組成；發酵塔體(3)的頂部設有進料口(I)、尾氣出口( 2 )和連續物位傳感器(10 )，橋卸料裝置(7 )安裝在發酵塔體(3 )的底部，發酵塔體(3)的上部側壁安裝有上限位傳感器(11)和下限位物位傳感器(12)，發酵塔體(3)的側面以不同高度沿軸向設有溫度-氧氣傳感器(13)和取樣口(6);所述強制通風系統由多層平行排布安裝于發酵塔體(3 )內的通風管(4 )與鼓風機相連接組成；所述破橋卸料裝置(7 )由破橋卸料驅動電機(5)驅動卸料；所述PLC控制系統與所有傳感器、強制通風系統及破橋卸料裝置相連接以實現自動控制。
2.根據權利要求1所述塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統，其特征在于:所述發酵塔體(3)高徑比為2.0-4.5。
3.根據權利要求1所述塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統，其特征在于:所述通風管(4 )沿發酵塔體軸向平均分布并徑向接入發酵塔體內，通風管(4 )垂直方向設有止回閥。
4.根據權利要求1所述塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統，其特征在于:所述進料口(I)設于發酵塔體頂部中心處，尾氣出口( 2 )和連續物位傳感器(10 )分別位于進料口( 2 )兩側。
5.根據權利要求1所述塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統，其特征在于:所述上限位傳感器(11)位于下限位傳感器(12)的正上方。
6.根據權利要求1所述塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統，其特征在于:所述破橋卸料裝置(7)為卸料螺旋裝置，它包括多組并排安裝于螺旋卸料裝置框架(35)上的螺旋輸送機二(33)構成，螺旋卸料裝置框架(35)與發酵塔體(3)底端匹配連接，每組螺旋輸送機上設有卸料螺旋(32)，每組螺旋輸送機的兩端均伸出發酵塔體，其中一端經聯軸器(31)與電機組(30 )連接實現獨立驅動，另一端設有出料口二( 34 )。
7.根據權利要求1所述塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統，其特征在于:所述破橋卸料裝置(7 )為旋轉卸料裝置，它由多組并排安裝于旋轉卸料裝置框架(25 )上并帶有翅片的旋轉卸料輥(29)構成，旋轉卸料裝置框架(25)與發酵塔體(3)底端匹配連接，旋轉卸料輥(29)之間留有間歇，所述翅片之間不相互咬合，每組旋轉卸料輥(29)與驅動電機(26)連接。
8.根據權利要求1所述塔式自耦合除臭高溫好氧發酵系統，其特征在于:所述破橋卸料裝置(7)為液壓滑架卸料裝置，它由至少兩組以滑動配合安裝于液壓滑架卸料裝置框架(21)上的液壓破橋滑架(17)及位于液壓破橋滑架(17)下方的螺旋輸送機一(23)構成，液壓滑架卸料裝置框架(21)與發酵塔體(3)底端匹配連接，液壓破橋滑架(17)由液壓缸(20)驅動可作來回擺動，螺旋輸送機一(23)的兩端均伸出發酵塔體，其中一端與螺旋輸送機電機(22)連接，另一端設有出料口一(19)。
【文檔編號】C05F9/02GK203602514SQ201320850808
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】楊崎峰, 宋海農, 張健, 羅慶德, 黃海山, 班飛, 王景龍, 寧夏, 謝運枝, 成剛, 丁瑞, 黃洪波, 羅劍云, 潘振 申請人:廣西博世科環保科技股份有限公司