專利名稱：一種處理有機廢棄物的系統的制作方法
技術領域：
一種處理有機廢棄物的系統技術領域[0001]本實用新型涉及一種處理有機廢棄物的系統，屬于有機廢棄物處理技術領域。
背景技術：
[0002]近幾年，隨著我國經濟的快速發展，人民生活水平不斷提高，一方面人類生產生活所產生的有機垃圾也不斷增多，有機垃圾得不到妥善處理，自然發酵，產生的臭味嚴重污染了農村居民的生活環境，另一方面農村養殖業集約化程度不斷增加，由于多數養殖場沒有配備養殖場糞污資源化利用設施，養殖場產生的大量固體廢棄物和有機廢水已成為一些地區特別是農村及城市郊區的主要污染源之一。農村有機垃圾與養殖場廢棄物由于得不到及時處理，污染了水質有機廢棄物中的某些有害物質，如蛋白質、脂肪酸腐敗的產物能溶解于水，使水具有臭味，從而惡化了水質，使之不適于人畜的飲用。污染空氣；有機廢棄物通過微生物的作用，碳水化合物分解為甲烷、有機酸和醇類等帶酸臭味的氣體；蛋白質和脂類分解為氨、硫化氫等有惡臭的含氮硫的化合物。另外，隨著全球人口的增長，人類活動的加劇， 使得大氣中溫室氣體的含量成倍增加，全球變暖已經成為全世界所關注的熱點，甲烷作為一種重要的溫室氣體，其導致全球氣候變暖的能力是二氧化碳的21倍。如果甲烷不加以利用，將對溫室效應產生很大的負面影響。廢棄物最行之有效的措施是通過厭氧消化并制取沼氣，目前推廣的沼氣工程反應裝置基本上是采用UASB、USR、CSTR、斜流隧道式厭氧濾床、 干發酵等反應器。主要用于處理養殖場糞污，但這些反應器反應速度慢，工程大、投資費用高，進出料困難，運轉費用較高。好多沼氣工程不能正常維持運轉。目前對于農村有機垃圾厭氧處理的系統還沒有見到理想的措施。實用新型內容[0003]針對以上的技術不足，本實用新型提供一種處理有機廢棄物的系統，該系統采用地下軌道式結構、利用有機廢棄物 制取沼氣，既可以處理養殖場糞污又可以處理其它有機廢棄物。該系統節約成本達50%左右、其產氣率與處理效率較現有的處理設備提高2-3倍， 經濟效益和環保產值都大幅提高。[0004]本實用新型的技術方案如下[0005]一種處理有機廢棄物的系統，包括弧形處理池和物料網箱，所述弧形處理池包括入口好氧區、厭氧區和出口好氧區；所述的厭氧區位于在弧形處理池的底部位置，在厭氧區的兩邊分別對稱設置有入口好氧區和出口好氧區與厭氧區相連通；在所述弧形處理池的頂部且與所述厭氧區對應的位置設置有帶導氣管的拱形頂；在弧形處理池的池底貫穿入口好氧區、厭氧區和出口好氧區設置有軌道，所述的物料網箱沿軌道承載有機廢棄物依次經過入口好氧區、厭氧區和出口好氧區；所述的導氣管通過單向閥與沼氣出氣管相連。[0006]根據本實用新型優選的，所述的物料網箱包括不銹鋼箱壁，在所述的不銹鋼箱壁上均勻分布設置有直徑為l_2cm的通孔，相鄰通孔之間的間距為2-3cm，在所述不銹鋼箱壁的內側設置有由網絲編成的網孔為8-10目的網片，所述網絲的直徑O. 3-0. 5mm。此處設計的優點在于，所述通孔均勻排布在箱壁上，便于物料網箱內的有機廢棄物與弧形處理池內的水充分接觸；所述的網片的作用在于阻止物料從物料網箱內脫出，造成出料困難。[0007]根據本實用新型優選的，所述的物料網箱的底部設置有輪子。所述輪子嵌入池底的軌道內，沿軌道橫穿弧形處理池，對物料網箱所承載有機廢棄物順次完成有氧、無氧和有氧的無害化處理。[0008]根據本實用新型優選的，在弧形處理池內設置有多個相連的物料網箱，所述相鄰物料網箱之間通過金屬鏈環相連；在出口好氧區處設置有牽引機構，所述的牽引機構與靠近出口好氧區的物料網箱相連。當有多組有機廢棄物需要處理時，多個物料網箱依次經入口好氧區、厭氧區和出口好氧區，最終通過牽引機構將相連的物料網箱由出口好氧區牽出， 不但保證了單個物料網箱中有機廢棄物的充分發酵，還解決了現有處理設備不能定時、定量的循環處理物料的技術難題，大大提高了處理效率。[0009]根據本實用新型優選的，在所述軌道底部設置有H形氣體回流分管與氣體回流總管相連，所述氣體回流總管通過氣體增壓泵與拱形頂的導氣管相連通，所述氣體回流總管采用直徑6-12cm的PPR管，H形氣體回流分管采用直徑4-8cm的PPR管，在H形氣體回流分管上每間隔5-lOcm，開設一直徑2-3cm的圓孔。本實用新型通過氣體增壓泵對弧形處理池內所產生的沼氣進行增壓，通過H形氣體回流分管上的圓孔回流至弧形處理池池底，用于攪拌物料網箱中的有機廢棄物，以減少發酵盲區，提高產氣率。所述的PPR管又叫三型聚丙烯管，采用無規共聚聚丙烯經擠出成為管材，注塑成為管件，PPR是80年代末，采用氣相共聚工藝使5%左右PE在PP的分子鏈中隨機地均勻聚合(無規共聚)而成為新一代管道材料，它具有較好的抗沖擊性能和長期蠕變性能。[0010]根據本實用新型優選的，所述拱形頂的拱高為厭氧區寬度的1/3 — 3/4。本實用新型的優勢在于[0012]I、本實用新型采用專用物料網箱放置有機廢棄物，對有機廢棄物的種類要求不再有局限性本實用新型既可以處理養殖場動物糞便，也可處理人類生產生活所產生的有機垃圾，不再需要對原料進行預粉碎處理。本實用新型直接從源頭上避免了由于發酵原料單一，導致原料匱乏，沼氣工程無法正常運轉的問題。[0013]2、本實用新型中采用了具有入口好氧區、厭氧區、出口好氧區三個功能區的弧形處理池，采用了好氧-厭氧-好氧的處理模式，入口好氧區兼有物料進入與物料水解酸化的功能，提高厭氧發酵的效率，同時提高系統產氣率。[0014]本實用新型的弧形處理池分三個功能區間，有機廢棄物連續經過好氧-厭氧-好氧三種模式處理。其中入口好氧區有兩個功能一是將物料網箱導向進入弧形處理池，二是有機廢棄物在此區得到水解酸化，以提高后續厭氧發酵的效率，提高產氣率；厭氧區主要是對水解酸化過的有機廢棄物進行厭氧發酵及進一步分解，制取新能源沼氣，厭氧區的長度要符合物料載體的長度的整數倍，使整數個物料網箱能夠完全浸入弧形處理池的水下；出口好氧區，將厭氧發酵完畢的物料牽引導向至出口好氧區，進行進一步的好氧處理；由于整個處理池呈弧形底凹式設計，所有物料在厭氧處理之前或厭氧處理之后都能使得自身浸出的液體回流至反應池中，加速后續發酵和產氣流程。處理完畢后，通過牽引設備將物料拉出弧形處理池，做進一步資源化利用，其中出口好氧區與入口好氧區的長度相同。[0015]3、本實用新型在弧形處理池底設置了軌道與輸出設施，使承載有機廢棄物的物料網箱進出處理池更為方便，大大降低了常規厭氧反應系統進出料的難度，提高了系統效率， 降低了系統運轉成本。[0016]4、本實用新型還在弧形處理池的池底設置了氣體回流裝置，通過氣體增壓泵對弧形處理池內所產生的沼氣進行增壓，通過H形氣體回流分管上的圓孔回流至弧形處理池池底，用于攪拌物料網箱中的有機廢棄物，以減少發酵盲區，提高產氣率。[0017]5、與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于[0018](I)反應速度快，比國內目前常用厭氧消化反應系統效率提高2 3倍；[0019](2)系統效率高、體積小、占地省、節省投資50%左右；[0020](3)系統的物料網箱彼此牽引，像過山車一樣依次穿過好氧區、厭氧區和好氧區， 保證待處理物料定時、定量的得到高效發酵處理，確保沼氣產出的連續性。整體結構簡單巧妙，容易操作；(4)該系統所有的物料均裝在在物料網箱中，防止堵塞、防短路；[0022](5)該系統進出料方便，運轉費用低；[0023](6)該系統可以處理多種有機廢棄物，對發酵原料的種類與特性沒有特殊要求，適用性更廣。


[0024]圖I是本實用新型的有機廢棄物處理系統的結構不意圖；[0025]圖2是本實用新型的有機廢棄物處理系統的剖面示意圖；[0026]圖3是軌道、氣體回流總管和氣體回流分管的結構示意圖。[0027]在圖1-3中，I、物料網箱；2、弧形處理池；2_1、入口好氧區；2_2、厭氧區；2_3、出口好氧區；3、軌道；4、牽引機構中的滑輪；5、導氣管；6、金屬鏈環；7、氣體增壓泵；8、牽引機構中的電機；9、單向閥；10、氣體回流總管；11、H形氣體回流分管；12、拱形頂；13、輪子； 14、沼氣出氣管。
具體實施方式
[0028]
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明，但本實用新型的保護范圍不限于此。[0029]實施例I、[0030]利用本實用新型所述的處理有機廢棄物系統處理山東省章丘市向高村生活有機垃圾[0031]該村每天平均可收集生活有機垃圾O. 7噸，垃圾主要成分為食品垃圾與紙類垃圾，同時該村附近有一個小型養豬場，每天可產生固體廢棄物O. 2噸，總計原料I噸。[0032]上述處理有機廢棄物的系統，包括弧形處理池2和物料網箱1，所述弧形處理池2 包括入口好氧區2-1、厭氧區2-2和出口好氧區2-3 ;所述的厭氧區2-2位于在弧形處理池 2的底部位置，在厭氧區2-2的兩邊分別對稱設置有入口好氧區2-1和出口好氧區2-3與厭氧區2-2相連通；在所述弧形處理池2的頂部且與所述厭氧區2-2對應的位置設置有帶導氣管5的拱形頂12 ;在弧形處理池2的池底貫穿入口好氧區2-1、厭氧區2-2和出口好氧區2-3設置有軌道3，所述的物料網箱I沿軌道3承載有機廢棄物依次經過入口好氧區2-1、厭氧區2-2和出口好氧區2-3 ;所述的導氣管5通過單向閥9與沼氣出氣管14相連。所述拱形頂12的拱高為厭氧區寬度的1/3。[0033]所述的物料網箱I包括不銹鋼箱壁，在所述的不銹鋼箱壁上均勻分布設置有直徑為Icm的通孔，相鄰通孔之間的間距為2cm，在所述不銹鋼箱壁的內側設置有由網絲編成的網孔為8目的網片，所述網絲的直徑O. 3mm。[0034]所述的物料網箱I的底部設置有輪子13。所述輪子13嵌入池底的軌道3內，沿軌道3橫穿弧形處理池2，對物料網箱I所承載有機廢棄物順次完成有氧、無氧和有氧的無害化處理。[0035]在弧形處理池2內設置有25個相連的物料網箱1，所述 相鄰物料網箱I之間通過金屬鏈環6相連；在出口好氧區2-3處設置有牽引機構4，所述的牽引機構4與靠近出口好氧區2-3的物料網箱相連。[0036]在所述軌道3底部設置有H形氣體回流分管11與氣體回流總管10相連，所述氣體回流總管10通過氣體增壓泵7與拱形頂12的導氣管5相連通，所述氣體回流總管10采用直徑6cm的PPR管，H形氣體回流分管11采用直徑4cm的PPR管，在H形氣體回流分管11 上每間隔5cm，開設一直徑2cm的圓孔。本實用新型通過氣體增壓泵對弧形處理池內所產生的沼氣進行增壓，通過H形氣體回流分管上的圓孔回流至弧形處理池池底，用于攪拌物料網箱中的有機廢棄物，以減少發酵盲區，提高產氣率。所述的PPR管又叫三型聚丙烯管，采用無規共聚聚丙烯經擠出成為管材，注塑成為管件，PPR是80年代末，采用氣相共聚工藝使 5%左右PE在PP的分子鏈中隨機地均勻聚合(無規共聚)而成為新一代管道材料，它具有較好的抗沖擊性能和長期蠕變性能。所述的氣體加壓泵7采用河北龍飛騰沼氣設備有限公司生產的20w沼氣增壓泵，輸出壓力30kpa。[0037]所述弧形處理池的尺寸規格如下[0038]所述入口好氧區的尺寸為長3. O米，寬I. 2米，坡度50% ；[0039]所述厭氧區的尺寸為長22. 3米，寬I. 6米，所述厭氧區的最低點與拱形頂的最高點之間的距離為2.8米；[0040]所述出口好養區的尺寸為長3. O米，寬I. 2米，坡度10%。所述坡度是指，是地表單元陡緩的程度，通常把坡面的垂直高度和水平距離的比叫做坡度；[0041]所述單條軌道的尺寸規格如下[0042]長28. 3米，寬5cm，深度12cm。所述軌道的作用在于導向物料網箱進出系統；[0043]所述的物料網箱的尺寸為[0044]長I. O米，寬I. O米，高度I. 2米，有效容積I. 2立方米，所述不銹鋼箱壁的厚度為4.5_。該物料網箱可裝載O. 8-1噸有機廢棄物。[0045]一種利用如實施例I所述系統處理有機廢棄物的方法,包括步驟如下[0046]( I)將有機廢棄物裝進物料網箱；[0047](2)將所述的物料網箱沿軌道置于入口好氧區；[0048](3)向弧形反應池內注水，注水全部沒過厭氧區；[0049](4)將物料網箱滯留在入口好氧區2天后再沿軌道滑入厭氧區滯留21天；[0050](5)將物料網箱再推入出口好養區滯留2天；依次再按步驟(I)- (2)添加新的物料網箱，隨時向弧形處理池注水，保持所述弧形處理池內的水沒過厭氧區；[0051](6)在步驟(4)中所產生的沼氣沿導氣管、氣體加壓泵回流至弧形處理池的底部，沿H形氣體回流分管對池中浸泡的有機廢棄物進行氣體回流攪拌；當所述厭氧區內的沼氣壓力達到4Kpa時，開啟單向閥將所產生的沼氣沿導氣管、沼氣出氣管排出備用；[0052](7)將經步驟(I) - (5)處理后的有機廢棄物進行晾曬處理，形成肥料，最終回歸土地。[0053]本實施例中的處理有機廢棄物的系·統共有25個裝滿有機廢棄物的物料網箱。正常運轉時，每天從出口好氧區通過牽引機構輸出I個物料網箱，同時從入口好氧區新進I個裝滿物料的物料網箱。每I個裝滿有機廢棄物的物料網箱，在入口好氧區停留2天，物料在入口好氧區，水解酸化2天，然后進入厭氧區，在厭氧區厭氧發酵21天后，然后進入出好氧口區，2天后被牽引機構輸出，依次不停連續循環，輸出的物料再經過簡單晾曬處理，可作為有機肥直接進入土地[0054]若將晾曬出的肥料作為基肥，需對經步驟(I)- (5)處理后的有機廢棄物晾曬1-2 天;[0055]若將晾曬出的肥料作為追肥需對經步驟(I)- (5)處理后的有機廢棄物晾曬3-5天。[0056]以上晾曬出的肥料以不滴水為宜，直接便可用到土壤里，方便施肥。[0057]利用實施例I所述的系統對目標有機廢棄物進行處理，其年處理有機垃圾328. 5 噸，日產沼氣100立方米，池容產氣率2. O立方米/(立方米 天)。工程總造價7. 8萬元。 其中池容產氣率遠遠高于常規工藝的沼氣工程(常規沼氣工程的池容產氣率O. 3-0. 8立方米/ (立方米 天)，滯留期為16-25天，其造價則遠低于同類沼氣工程。[0058]實施例2、[0059]利用本實用新型所述的處理有機廢棄物系統處理山東慶云養鴨場墊料糞污[0060]該養鴨場平均每天產生廢棄物9立方米，養殖場廢棄物主要成分為稻殼、鋸末與鴨糞，含水率35%。[0061]如實施例I所述的處理有機廢棄物的系統，其區別在于，所述拱形頂的拱高為厭氧區寬度的3/4。[0062]所述的氣體增壓泵采用河北龍飛騰沼氣設備有限公司生產的IOOw沼氣增壓泵， 輸出壓力壓力80kpa。[0063]在所述的不銹鋼箱壁上均勻分布設置有直徑為2cm的通孔，相鄰通孔之間的間距為3cm，在所述不銹鋼箱壁的內側設置有由網絲編成的網孔為10目的網片，所述網絲的直徑 O. 5mmο[0064]所述氣體回流總管10采用直徑12cm的PPR管，H形氣體回流分管11采用直徑8cm 的PPR管,在H形氣體回流分管11上每間隔IOcm,開設一直徑3cm的圓孔。[0065]所述弧形處理池的尺寸規格如下[0066]所述入口好氧區的尺寸為長4. 2米，寬I. 8米，坡度45% ；[0067]所述厭氧區的尺寸為長62米，寬2. 2米，所述厭氧區的最低點與拱形頂的最高點之間的距離為4. 5米。[0068]所述出口好養區的尺寸為長4. 2米，寬I. 8米，坡度45%。所述坡度是指，是地表單元陡緩的程度，通常把坡面的垂直高度h和水平距離I的比叫做坡度；[0069]所述單條軌道的尺寸規格如下[0070]長70. 4米，寬6cm，深度20cm，所述軌道的作用在于導向物料網箱進出系統；[0071]所述的物料網箱的尺寸為[0072]長2. O米，寬I. 6米，高度I. 5米，有效容積4. 8立方米，所述不銹鋼箱壁的厚度為 8mm ο[0073]一種利用如實施例2所述系統處理養鴨場墊料糞污的方法，包括步驟如下[0074]( I)將有機廢棄物裝進物料網箱；[0075](2)將所述的物料網箱沿軌道置于入口好氧區；[0076](3)向弧形反應池內注水，注水全部沒過厭氧區；(4)將物料網箱滯留在入口好氧區I天后再沿軌道滑入厭氧區滯留17天；[0078](5)將物料網箱再推入出口好養區滯留I天；依次再按步驟(I)- (2)添加新的物料網箱，隨時向弧形處理池注水，保持所述弧形處理池內的水沒過厭氧區；[0079](6)在步驟(4)中所產生的沼氣沿導氣管、氣體加壓泵回流至弧形處理池的底部， 沿H形氣體回流分管對池中浸泡的有機廢棄物進行氣體回流攪拌；當所述厭氧區內的沼氣壓力達到4Kpa時，開啟單向閥將所產生的沼氣沿導氣管、沼氣出氣管排出備用；[0080](I)將經步驟(I) - (5)處理后的有機廢棄物進行晾曬處理，形成肥料，最終回歸土地。[0081]本系統共有34個裝滿有機廢棄物的物料網箱。正常運轉時，每天從出口好氧區通過牽引機構，輸出2個物料網箱，同時從入口好氧區新進2個裝滿有機廢棄物的物料網箱。 每I個裝滿有機廢棄物的物料網箱，在入口好氧區停留I天物料在入口好氧區，水解酸化 I天，然后進入厭氧區，在厭氧區厭氧發酵17天后，然后進入出口好氧區，I天后被牽引機構輸出，依次不停連續循環，輸出的物料再經過簡單晾曬處理，可作為有機肥直接進入土地[0082]若將晾曬出的肥料作為基肥，需對經步驟(I)- (5)處理后的有機廢棄物晾曬1-2 天;[0083]若將晾曬出的肥料作為追肥需對經步驟(I)- (5)處理后的有機廢棄物晾曬3-5天。[0084]以上晾曬出的肥料以不滴水為宜，直接便可用到土壤里，方便施肥。[0085]利用實施例2所述的系統2對目標有機廢棄物進行處理，其年處理有機垃圾3285 立方米，日產沼氣500立方米，池容產氣率I. 6立方米/ (立方米 天)。工程總造價38. 6 萬元。其池容產氣率遠遠高于常規工藝的沼氣工程(常規沼氣工程的池容產氣率O. 3-0. 8 立方米/ (立方米 天)，滯留期為16-25天。)，而造價則遠低于同類沼氣工程。
權利要求1.一種處理有機廢棄物的系統，其特征在于，該系統包括弧形處理池和物料網箱，所述弧形處理池包括入口好氧區、厭氧區和出口好氧區；所述的厭氧區位于在弧形處理池的底部位置，在厭氧區的兩邊分別對稱設置有入口好氧區和出口好氧區與厭氧區相連通；在所述弧形處理池的頂部且與所述厭氧區對應的位置設置有帶導氣管的拱形頂；在弧形處理池的池底貫穿入口好氧區、厭氧區和出口好氧區設置有軌道，所述的物料網箱沿軌道承載有機廢棄物依次經過入口好氧區、厭氧區和出口好氧區；所述的導氣管通過單向閥與沼氣出氣管相連。
2.根據權利要求I所述的一種處理有機廢棄物的系統，其特征在于，所述的物料網箱包括不銹鋼箱壁，在所述的不銹鋼箱壁上均勻分布設置有直徑為l_2cm的通孔，相鄰通孔之間的間距為2-3cm，在所述不銹鋼箱壁的內側設置有由網絲編成的網孔為8-10目的網片，所述網絲的直徑O. 3-0. 5mm。
3.根據權利要求I所述的一種處理有機廢棄物的系統，其特征在于，所述的物料網箱的底部設置有輪子。
4.根據權利要求I所述的一種處理有機廢棄物的系統，其特征在于，在弧形處理池內設置有多個相連的物料網箱，所述相鄰物料網箱之間通過金屬鏈環相連；在出口好氧區處設置有牽引機構，所述的牽引機構與靠近出口好氧區的物料網箱相連。
5.根據權利要求I所述的一種處理有機廢棄物的系統，其特征在于，在所述軌道底部設置有H形氣體回流分管與氣體回流總管相連，所述氣體回流總管通過氣體增壓泵與拱形頂的導氣管相連通，所述氣體回流總管采用直徑6-12cm的PPR管，H形氣體回流分管采用直徑4-8cm的PPR管，在H形氣體回流分管上每間隔5-lOcm，開設一直徑2-3cm的圓孔。
6.根據權利要求I所述的一種處理有機廢棄物的系統，其特征在于，所述拱形頂的拱高為厭氧區寬度的1/3 — 3/4。
專利摘要本實用新型涉及一種處理有機廢棄物的系統，包括弧形處理池和物料網箱，所述弧形處理池包括入口好氧區、厭氧區和出口好氧區；所述的厭氧區位于在弧形處理池的底部位置，在厭氧區的兩邊分別對稱設置有入口好氧區和出口好氧區與厭氧區相連通；在所述弧形處理池的頂部且與所述厭氧區對應的位置設置有帶導氣管的拱形頂；在弧形處理池的池底貫穿入口好氧區、厭氧區和出口好氧區設置有一條軌道。本實用新型將物料在入口區水解酸化，然后進入厭氧區發酵制取沼氣，同時在厭氧區設置沼氣加壓回流攪拌，減少了發酵盲區，提高了沼氣產氣率，對發酵原料的種類與特性不再有局限，同時減少了運轉與建造成本。
文檔編號C12M1/107GK202786230SQ201220402728
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月14日 優先權日2012年8月14日
發明者袁長波, 徐延熙, 王艷芹, 姚利, 邊文范, 曹德賓, 劉 英 申請人:山東省農業科學院農業資源與環境研究所