本發明涉及一種設有曝氣預熱裝置的一體化好氧發酵設備，主要用于城市污泥、糞便、有機工業下腳料等固體廢物的好氧發酵(堆肥)處理。

背景技術：

在城市污泥、糞便、有機工業下腳料等固體廢物的好氧發酵(堆肥)處理中，需要采用好氧發酵(堆肥)將有機廢物經過發酵處理實現物料的無害化、減量化、穩定化、資源化。無害化過程的實現是通過物料中微生物的繁殖，代謝有機質，產生熱量，使物料溫度達到55度以上，并維持5天以上，將物料中的有害物質和病原菌殺滅；減量化主要體現在微生物對物料的降解和水分的蒸發；穩定化主要指物料中的易降解有機質被微生物降解，并合成腐殖質的過程；經好氧發酵(堆肥)處理后的物料可進行資源化利用，主要用途為園林綠化、土地改良和制作有機肥料等。

好氧發酵(傳統上稱為堆肥)是處理有機固體廢物的主要方式，在國內外均得到廣泛應用。傳統的好氧發酵工程由若干個具有不同功能的車間構成，配備有數十種機械設備，將發酵物料堆積于發酵車間內的地面上或鋼筋混凝土槽中，通過鼓風曝氣和翻拋作業為堆體供氧，實現物料的發酵處理過程。由于工程占地面積較大，配備機械設備較多，工程需要配備的人員也較多，對操作人員的技術水平要求較高。

但是，對于中小城鎮污泥處理、中等規模養殖廢物處理、工業企業有機下腳料處理等中小型有機固廢處理工程，若采用傳統大型工程的建設模式，將導致投資不經濟，運行管理不便。為了避免大型工程實施方式用于中小規模工程時缺乏經濟性的弊端，近幾年業內出現了一體化好氧發酵設備，其實施方式主要有臥式、塔式、滾筒式幾種。臥式一體化設備的運行原理是物料在設備內呈水平方向運動，發酵生料從一端進入，發酵腐熟的物料從另一端移出；塔式一體化設備的運行原理是物料從頂部進入，腐熟物料從底部移出；滾筒式一體化設備的運行原理是物料從進料端進入，靠滾筒的旋轉作用，腐熟物料從出料端移出。還有的設備底部為連續的鏈板，鏈板上配有曝氣裝置，通過鏈板的運動帶動物料從進料端向出料端移動，物料重量作用在鏈條上，故障高，維修非常困難。且環形鏈板之間為中空結構，曝氣系統的空氣損失很大，曝氣效率低，對發酵效率產生不利影響。

另外，物料的發酵處理過程通過鼓風曝氣和翻拋作業為物料堆體供氧，由于發酵需要一定的溫度，而曝氣的溫度為環境溫度，在環境溫度較低時(如北方的冬季)，低溫的曝氣會大大降低發酵效果和效率，嚴重時不能正常發酵。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種設有曝氣預熱裝置的一體化好氧發酵設備，以解決現有技術存在的曝氣溫度低而影響發酵效果和效率，嚴重時不能正常發酵，以及設備整體體積大、曝氣密封性差和工作效率低的問題。

本發明的技術方案是：一種設有曝氣預熱裝置的一體化好氧發酵設備，包括一個具有存儲發酵物料的隧道式的倉體，在該倉體的頂部設有頂蓋，在該倉體內底部設有物料移動機構和曝氣裝置；其中，所述的曝氣裝置的入氣口通過曝氣管道與一空氣預熱器的出口連接；該空氣預熱器的熱源采用太陽能集熱器、本設備排放的廢熱或工業廢熱。

所述的物料移動機構包括：設在所述倉體的底部的兩條平行的軌道、設在軌道上的多個曝氣小車以及設在倉體進料端的用于推動曝氣小車向出料端方向移動的推動裝置；在軌道的一側或底部設有多個與曝氣小車側面的入氣口對應的該曝氣裝置；在倉體進料端的上方設有入料口和平料裝置，在倉體的進料端與出料端之間裝有翻拋機構，在該倉體的兩端和上面設有用于將曝氣小車從倉體的出料端輸送到進料端的回車系統；在倉體的出料端下部裝有出料機構；上述的各運動裝置均由電控系統自動控制。

所述的曝氣小車由曝氣箱體和行走車輪組成，在曝氣箱體的頂面分布有多個曝氣孔，一側設有所述的入氣口；在曝氣箱體的底部兩邊至少安裝有兩對與所述的軌道對應的車輪。

所述的曝氣小車的箱體的頂面設有能夠單獨拆裝的曝氣板，在該曝氣板上設有所述的曝氣孔。

所述的回車系統由回車裝置、進料端升降裝置和出料端升降裝置組成，進料端升降裝置和出料端升降裝置分別安裝在倉體的進料端和出料端，回車裝置安裝在倉體的上面；該曝氣小車承載發酵物料在所述推動裝置的依次驅動下移動到出料端，出料后的曝氣小車由出料端升降機提升至頂部，然后由回車裝置將曝氣小車牽引至進料端，實現曝氣小車的循環往復運動。

所述的回車裝置包括驅動電機、主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條，主動鏈輪和從動鏈輪分別轉動安裝在倉體兩端的上面，鏈條連接在主動鏈輪和從動鏈輪之間，驅動電機驅動主動鏈輪帶動鏈條循環運動，鏈條通過撥桿或掛鉤牽引曝氣小車從倉體的出料端移動到進料端。

所述的平料裝置設在倉體的進料端頂部，用于將物料平整至指定高度；所述的翻拋機構包括疏松機和翻拋機，設置在所述倉體的中部，用于發酵物料翻松和拋撒；所述的出料機構包括疏松機、螺旋輸送機和刮板輸送機，刮板輸送機位于倉體出料端的底部，將曝氣小車頂部的粘著物料刮下，并輸送出倉體，實現物料的輸出。

所述的推動裝置采用液壓缸、氣壓缸或電動裝置。

所述的空氣預熱器設在倉體的進料端，用于給曝氣空氣加熱，提高發酵物料的脫水效率。

本發明的優點是：利用空氣預熱器對曝氣空氣加熱，提高了發酵物料的脫水效率和發酵效率，提高了整個發酵設備的工作效率；采用太陽能集熱器和工業廢熱作為熱源，節約了能源，降低了產生成本。適用對象為中小型的有機固廢處理工程，省去了傳統工程的廠房建設，將繁瑣的固廢處理過程全部在一臺設備中完成，可節省工程占地，減少運行人員，降低工程造價和運行成本；物料的移動由曝氣小車的運動來實現，液壓缸推動曝氣小車移動，帶動曝氣小車上堆積的發酵物料向前運動，以實現連續式運轉過程；曝氣小車的結構可避免嚴重漏風的缺陷，且故障率大幅度降低；由液壓缸推動曝氣小車移動，提供動力充足，運轉的可靠性顯著提升，避免了現有技術中用于驅動物料移動的鏈條易斷裂和動力不足的問題。

附圖說明

圖1是本發明側面的總體結構示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視圖；

圖3是圖1中的曝氣小車的側面結構示意圖；

圖4是圖3的俯視圖(旋轉90°)；

圖5是應用本發明的污泥好氧發酵處理工藝流程圖。

附圖標記說明：1、空氣預熱器，2、液壓缸，3、回車裝置，4、進料端轉運車，5、進料端升降裝置，6、進料口，7、平料裝置，8、曝氣小車，81、曝氣孔，82、入氣口，83、曝氣板，84、箱體，85、車輪，9、中間疏松機，10、翻料機，11、出料端疏松機，12、螺旋輸送機，13、刮板出料機，14、出料端轉運車，15、出料端升降裝置，16、軌道，17、倉體，18、頂蓋，19、曝氣管道，20、引風管道，21、出料口，22、曝氣裝置，41、一體化生物除臭裝置。

具體實施方式

參見圖1～圖4，本發明一種設有曝氣預熱裝置的一體化好氧發酵設備，包括一個具有存儲發酵物料的隧道式的倉體17，倉體17的頂部是頂蓋18，在頂蓋18上通過引風管道20與除臭系統41連接。倉體17的底部裝有兩條平行的軌道16，在軌道16上設有多個曝氣小車8；在軌道16的一側設有多個與曝氣小車8側面的入氣口82對應的曝氣裝置22(參見圖2)，曝氣裝置22采用風機作為曝氣動力。該曝氣裝置22的氣體入口通過曝氣管道19與空氣預熱器1的出口連接，該曝氣裝置22的氣體出口位伸縮結構，由控制系統控制其伸縮與曝氣小車8的入氣口82自動對接。在該倉體17的兩端和上面設有用于將曝氣小車8從倉體的出料端輸送到進料端的回車系統，在倉體17進料端設有用于推動曝氣小車8向出料端方向移動的推動裝置(液壓缸2)。在倉體17的進料端上方入料口6和平料裝置7，在倉體17的進料端與出料端之間裝有翻拋機構，在倉體17的上部設有回車系統3，在倉體17的出料端下部裝有出料機構。上述的各運動裝置均由電控系統進行自動控制。

所述的回車系統由回車裝置3、進料端升降裝置5和出料端升降裝置15組成，進料端升降裝置5和出料端升降裝置15分別安裝在倉體17的進料端和出料端，回車裝置3安裝在頂蓋18的上面；該曝氣小車8承載發酵物料在所述的液壓缸2的依次驅動下移動到出料端，出料后的曝氣小車8由出料端升降機15提升至頂部，然后由回車裝置3將曝氣小車8牽引至進料端，實現曝氣小車8的循環往復運動。

所述的曝氣小車8由曝氣箱體84和行走車輪85組成。曝氣箱體8的底部和側面封閉，頂部安裝曝氣板83，一側的入氣口82與曝氣裝置11的充氣口(能夠自動伸縮)對接，實現物料的曝氣。曝氣小車8底部安裝有4個行走車輪85，車輪85在軌道16上行走。曝氣小車8通過液壓缸2(液壓缸2安裝在倉體17進料端處的進料端升降機5的左側，如圖1和圖2所示)驅動，沿軌道16由進料端向出料端移動。液壓缸2也可采用現有任何能夠直線往復運動的驅動裝置，如氣缸、電動推桿和其他電動與傳動機構的組合裝置。

所述的空氣預熱器1設在倉體17的進料端，用于給曝氣空氣加熱，提高發酵物料的脫水效率；所述的平料裝置7設在倉體17的進料端頂部，可將物料平整至指定高度；所述的翻拋機構設置在所述倉體17的中部，包括疏松機9和翻拋機10，用于發酵物料翻松和拋撒；所述的出料機構設在倉體的出料端，包括疏松機11、螺旋輸送機12、刮板輸送機13，刮板輸送機13位于倉體出料端的底部，將曝氣小車8頂部的粘著物料刮下，并輸送出倉體，實現物料的輸出。

所述的空氣預熱器1設在倉體17的進料端，用于給曝氣空氣加熱，提高發酵物料的脫水效率；該空氣預熱器1的熱源采用太陽能集熱器42(或本發酵設備排放的廢熱)。

所述的回車裝置3可以常規的傳輸裝置，如鏈傳動機構，由驅動電機、主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條組成(未圖示)，主動鏈輪和從動鏈輪分別轉動安裝在倉體17兩端的上面，鏈條連接在主動鏈輪和從動鏈輪之間，驅動電機驅動主動鏈輪帶動鏈條循環運動，鏈條通過撥桿或掛鉤牽引曝氣小車8從倉體17的出料端移動到進料端。

所述的進料端升降裝置5和出料端升降裝置15可以采用任何常規的升降裝置，如剪刀式升降裝置(平臺)，或直接用液壓缸直接驅動的升降裝置，或鏈傳動機構的升降裝置。

本發明的工作過程說明如下：

物料由進料口6輸送進入倉體17內部，堆積在曝氣小車8上，由液壓缸2推動曝氣小車8每間隔一定的時間(根據發酵程度設定)向出料端移動，帶動曝氣小車8上的發酵物料同步移動。物料經平料裝置7平整物料至指定高度，使物料可以充分裝滿到曝氣小車8上。在每一次停頓的時間內，曝氣小車8一側的入氣口82與曝氣裝置22的氣體出口對接，曝氣裝置22的入口通過曝氣管道19與由空氣預熱器1加熱后的空氣經曝氣管19道輸送至曝氣小車8的曝氣板83，氣體經曝氣板83輸送到物料中，以達到為物料充氧的目的。堆體內的檢測探頭實時監測物料中的溫度、氧氣等發酵參數，根據監測數據反饋控制曝氣裝置22的鼓風機的啟停。曝氣小車8根據發酵實際需要設置的速度在軌道16上行走，一個發酵周期內曝氣小車8剛好由進料端移動到出料端。在物料移動到發酵倉體17的翻拋區域，物料移動至翻拋機構，通過疏松機9和翻拋機10對物料進行翻動和拋撒，實現物料與氧氣充分接觸，消除堆體層次差異，增加物料的孔隙度，加速物料發酵水分的脫除，促使物料充分發酵。出料端安裝的螺旋輸送機12和刮板輸送機13，將發酵腐熟的物料輸出發酵倉體17。出料后的曝氣小車8移動到出料端升降機15上面，并被提升到設備頂部，通過回車裝置3送回到設備的進料端。設備頂蓋內的臭氣經過引風管道20和引風機將收集的臭氣送入除臭系統41處理后達標排放，水蒸氣管道收集后集中處理達標排放。被輸送到設備進料端的曝氣小車8由進料端升降機5下降到發酵倉體17進料端的底部，由液壓缸2向出料端方向推進，進行下一個循環過程。

本發明用于圖5所示的城市污泥、糞便、有機工業下腳料等固體廢物的好氧發酵(堆肥)處理工藝中的好氧發酵工序，總的處理工藝為常規技術，包括：

1、將被處理物添加調理劑后進行混料；

2、送入本發明的發酵設備進行好氧發酵：利用鼓風機鼓風曝氣，排放的廢氣(液體)經過生物濾池進行過濾，達標后排放；

3、經好氧發酵后的固體物料進行篩分，篩上物重新處理，篩下物作為土壤或肥料加以利用。