一種固體高溫好氧發酵反應系統的製作方法

2023-07-27 01:42:01

本實用新型屬於生物發酵技術領域,具體涉及一種固體高溫好氧發酵反應系統，用於糞便、汙泥及垃圾的減量化、無害化、資源化處理。

背景技術：

規模化畜禽養殖場、汙水處理廠、居民區的主要副產品：糞便、汙泥及廚餘垃圾（統稱為有機廢棄物或發酵原料），量大且高度集中，如果不能及時有效處置，極易造成嚴重的環境汙染。

好氧發酵（堆肥）可以通過微生物降解有機物，使有機廢棄物實現減量化，無害化、資源化處理。目前廣泛採用的場地堆肥發酵技術，主要存在：佔地面積大，發酵時間長（一般一次發酵時間需要15～30天左右），在低溫天氣時發酵速度下降甚至停止，臭氣難以收集處理而汙染環境等一系列問題。目前大多數研究是槽式堆肥，通過通風強制輸氧、翻堆或攪拌等手段提高好氧堆肥的效率或效果，該方式存在的問題有基建、翻堆設備等投資成本高，且發酵產生的熱量及臭氣則一般任其排往大氣，造成嚴重的二次汙染；而著名的達諾（Dano）滾筒式好氧反應器，相對場地發酵具有發酵效率高、佔用場地面積小等特點，但發酵效果取決於滾筒長度等因素，為延長發酵原料在滾筒反應器中的停留時間以保證發酵效果，滾筒的長度通常設計成滾筒直徑的10以上甚至達20倍以上，因此佔地面積仍然很大，設備製造成本高昂，同時還存在新進的發酵原料（有機廢棄物）跟已發酵原料接觸面積過小、新進的發酵原料缺乏充分的發酵菌母因而反應速度較慢等缺點。

目前，迴轉滾筒反應器發酵設備多採用滾筒內壁面上設有抄板裝置，通過抄板的翻動作用增加空氣與物料接觸面積，提高好氧發酵效率，但抄板極易造成粘壁，不但降低發酵效率，影響出料，而且還增加驅動滾筒旋轉電機的負荷，增加能耗。

在有機廢棄物進行發酵堆肥過程中，在有氧或缺氧條件下，物料中的有機成分如蛋白質等被微生物的分解，產生大量有毒有害的臭味氣體，這些臭氣若不加以處理，直接排放到大氣，將嚴重影響堆肥廠及其周邊的大氣環境。因此，堆肥過程中的除臭工程成為有機固體廢棄物高溫堆肥過程不可或缺的一部分。在有機廢棄物發酵過程中，微生物通過代謝活動，把其中一部分有機物氧化成簡單的無機物，為生物生命活動提供所需的能量，另一部分有機物轉化為生物體所需的營養物質，形成新的細胞體，使微生物不斷增殖，在此過程中，放出大量能量，除小部分為細胞質合成提供能量外，其餘均以熱量的形式放出，據文獻介紹，在有機廢棄物高溫發酵階段，微生物氧化分解有機廢棄物平產生的熱量約420 kJ/kg，這些熱能隨臭氣排出，使臭氣溫度最高可達60~70℃，同時，由於物料堆體溫度升高，導致物料水分蒸發速度加快，大量水分也隨臭氣排出。

在有機廢棄物進行反應器發酵堆肥過程中，為了提高發酵效率，縮短堆肥時間，提升有機肥質量，常設置熱源對反應器進行加熱，如煤炭、柴油和生物質燃料等燃燒，但這些熱源在燃燒過程中不可避免地產生煙塵等顆粒物、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)等有毒有害氣體，造成嚴重的空氣、環境汙染，產生酸雨、溫室效應和霧霾等一系列環境問題，對人類的生產、生活產生極大地負面影響。在治理有機固體廢棄物汙染的同時，兼顧治理熱源燃燒過程中產生的煙氣，避免產生二次汙染，具有重要的現實意義。

治理臭氣和有機臭氣的技術有很多，如吸收吸附、焚燒法、化學轉化法、冷凝法及生物法等，但在這些方法中，最為經濟有效的是生物除臭法，生物除臭法是一種無臭化、無害化的工藝方法，即利用具有除臭功能的微生物菌群轉化臭氣中的硫化氫、還原硫化物等臭氣物質，具有去除率高，運轉費用低，操作管理簡單，不產生二次汙染等優點，但是，生物除臭法除臭效果依賴除臭微生物的活性，除臭進氣溫度過高或過低都會影響微生物的生長繁殖，進而降低除臭效果，當除臭進氣溫度高於40℃或低於15℃時，除臭微生物生長繁殖受到抑制；當除臭進氣溫度高於60℃時，除臭微生物大量死亡，喪失除臭效果。

中國專利CN 102617204A公布了一種高效智能的好氧發酵反應系統，在好氧發酵反應器的滾筒內設置抄板，缺點是抄板使用一段時間後，粘附著大量物料，不僅影響發酵和出料效率，而且還增加能耗，該專利中反應器旋轉驅動採用的是小齒輪驅動大齒輪的方法，但大齒輪的成本高昂，安裝精度要求高；另外該專利並未提及旋轉滾筒與固定端蓋的密封問題，不當的密封成本高昂，易產生漏料且維修麻煩；該專利也並未涉及發酵臭氣和輔助熱源燃燒煙氣的處理。

技術實現要素：
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本實用新型所要解決的技術問題是：解決上述背景技術存在的問題，而提供一種固體高溫好氧發酵反應系統，對糞便、汙泥及垃圾等汙染物進行減量化、無害化、資源化處理，佔地面積小，不受環境因素及低溫條件影響，發酵效率高，不產生二次汙染，無臭氣及熱量外排，環保效果好，應用範圍廣。

本實用新型採用的技術方案是：

一種固體高溫好氧發酵反應系統，包括固體高溫好氧發酵系統、鍋爐系統、臭氣煙氣處理系統、檢測控制系統；固體高溫好氧發酵系統包括1～X個固體高溫好氧發酵反應器，X≥1；固體高溫好氧發酵反應器包括傾斜的臥置滾筒、進料側封蓋迷宮密封裝置、出料側封蓋迷宮密封裝置、動力託輪組、攪拌防粘裝置和整體基座，臥置滾筒外具有水套，進料側高於出料側，臥置滾筒與進料側封蓋迷宮密封裝置、出料側封蓋迷宮密封裝置組成一個密閉的發酵空間，進料側封蓋上部設置有進料孔和排氣孔，出料側封蓋上部設置有進氣孔，出料側封蓋下部設置有出料孔，出料孔上安裝有出料閘門；攪拌防粘裝置位於臥置滾筒內，臥置滾筒置於動力託輪組上，動力託輪組、進料側封蓋和出料側封蓋都固定在整體基座上；鍋爐系統包括熱水鍋爐、循環水泵、三通電調閥和電磁閥，鍋爐系統出水連接連通固體高溫好氧發酵反應器的夾套；臭氣煙氣處理系統包括臭氣換熱冷凝器、煙氣換熱冷凝器、生物除臭濾塔、引風機及電磁閥，固體高溫好氧發酵反應器的排氣孔和熱水鍋爐的排煙口連接臭氣煙氣處理系統，檢測控制系統為：在熱水鍋爐的出、回水管道上裝有溫度傳感器，在固體高溫好氧發酵反應器內設置有物料溫度傳感器，在進、卸料輸送設備上以及進、出料口設置有確認物料位置的料位傳感器，上述傳感器輸出檢測信號連接控制器輸入端，控制器輸出端控制鍋爐系統、臭氣煙氣處理系統、固體高溫好氧發酵反應器和外部進、卸料輸送設備。

上述技術方案中，臥置滾筒外部的水套，被滾圈分隔成幾部分，這幾部分通過水套連接管連接成一整體；水套通過水套引出管引至臥置滾筒封蓋的軸心處，再通過安裝在封蓋軸心處的旋轉接頭與外部循環水管連接；臥置滾筒外部裝有的水套外面包裹有保溫層，保溫層由保溫隔熱材料組成，如巖棉、聚胺脂、石棉等。

上述技術方案中，所述動力託輪組至少有四組或四組以上，兩兩對稱分布在臥置滾筒的底部兩側，動力託輪組的數量依滾筒長度而定，每組動力託輪組又包括託輪、動力驅動裝置和底座，動力驅動裝置結構為依次連接的電動機、減速器、聯軸器，或者為依次連接的電動機、減速器、鏈傳動裝置或帶傳動裝置，動力驅動裝置與託輪連接傳動，每個託輪均是帶動臥置滾筒轉動的主動輪，控制託輪協調驅動臥置滾筒轉動。

上述技術方案中，所述的進料側封蓋迷宮密封裝置與出料側封蓋迷宮密封裝置的結構、原理完全相同，都是在距離臥置滾筒端頭一定距離的滾筒內壁固定有與臥置滾筒徑向平面一致的內襯環，內襯環的外周與臥置滾筒內壁一致並連接固定，內襯環上再固定安裝有與臥置滾筒軸向相同的內襯環罩；與之相對應，在封蓋內側平面上垂直焊接有兩個同心的封蓋罩：一個為封蓋外罩，一個為封蓋內罩，封蓋內罩位於封蓋外罩內側；封蓋外罩罩套在臥置滾筒端頭外側，封蓋內罩則套在臥置滾筒內壁與內襯環罩之間；同時要求下述三者的高度一致：內襯環罩高度、封蓋內罩高度和內襯環至臥置滾筒端頭的距離。在進料側封蓋、出料側封蓋上設有腰形孔槽，通過調節進料側封蓋、出料側封蓋的腰形孔槽與整體基座的相對位置，來調節進料側封蓋、出料側封蓋與臥置滾筒之間的間隙，以避免從進料側封蓋、出料側封蓋與臥置滾筒兩端之間的縫隙處漏料；迷宮密封裝置是根據固體高溫好氧發酵反應臥置滾筒這一特殊工況、特殊設備而創新設計的，顯然這種大型、螺旋滾動的設備是不適宜採用橡膠密封圈密封的，本實用新型的迷宮密封效果靠封蓋內側與滾筒端面的間隙保證，封蓋內側與滾筒端面的間隙越小，漏料越少，因此可以通過調節兩側端蓋的位置，使滾筒轉動靈活而達到漏料最少的密封效果。

上述技術方案中，根據臥置滾筒的長度，攪拌防粘裝置可由一個或一個以上的籠型結構組成，臥置滾筒較短時，攪拌防粘裝置可只由一個籠型結構組成，而臥置滾筒較長時，攪拌防粘裝置可由多個籠型結構組成；每個籠型結構由兩個同軸的支撐板和多個抄板組成，支撐板的形狀為圓環，多個抄板兩端分別與兩個同軸的支撐板連接固定，與之相對應，在臥置滾筒內壁設置有碰塊。

上述技術方案中，所述的籠型結構軸線在臥置滾筒軸線一側，不與臥置滾筒軸線重合，也就是說，籠型結構在臥置滾筒內偏心軸線安裝。

上述技術方案中，發酵原料在臥置滾筒內從進料側向出料側的移動，可以通過臥置滾筒與水平面形成一定角度來實現，也可以通過攪拌防粘裝置的抄板與臥置滾筒軸線傾斜成一定的角度形成螺旋並由臥置滾筒的反轉來實現。

上述技術方案中，多個抄板與籠型結構軸線平行，或者多個抄板與籠型結構軸線成傾斜角度，或者多個抄板為曲線型。當臥置滾筒螺旋轉動時，內壁上的碰塊帶動攪拌防粘裝置轉動，當攪拌防粘裝置的抄板與其軸線平行時，由於抄板有一定的寬度，攪拌防粘裝置帶動臥置滾筒內底部的物料向上運動，物料在自身的重力作用下脫離抄板被拋下，落至臥置圓筒的底部，從而起到拋料的作用。當攪拌防粘裝置的抄板與其軸線成一定的角度時，滾筒內的物料向一個方向移動，從而除了起到拋料的作用外還起到導料的作用。

上述技術方案中，整體基座與水平面成0～5度的夾角可調，通過調節這一夾角的大小使滾筒斜臥，以調節被發酵原料向出料端的輸送速度。

上述技術方案中，在整體基座上還設置有止擋輪，止擋輪通過螺栓的方式聯接在整體基座上，在止檔輪座上有腰形孔槽，通過腰形孔槽調節止檔輪，使止檔輪與滾圈側面線接觸，止擋輪擋住臥置滾筒的軸向分力，以避免滾筒沿軸線發生竄動。

上述技術方案中，熱水鍋爐的出水管道連接到三通電調閥的輸入端，三通電調閥的兩個輸出端，通過出水管道分別連接並聯的固體高溫好氧發酵反應器的進水法蘭，而在各固體高溫好氧發酵反應器的出水管道上連接有電磁閥，電磁閥的出水端與熱水鍋爐的回水管道連接，回水管道上安裝有循環水泵，使循環水形成迴路。

上述技術方案中，在高溫好氧發酵反應進行過程中，控制系統根據各固體高溫好氧發酵反應器內物料的溫度自動控制循環水三通電調閥的開度，使發酵物料的溫度始終恆定在設定溫度：當第一個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器的物料溫度低於設定值時，三通電調閥在該迴路的開度為100%，向其它固體高溫好氧發酵反應器迴路的開度為0；當第一個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器內物料溫度接近設定值時，控制系統控制打開第二個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器循環水迴路中的電磁閥，三通電調閥做PID調節，使熱循環水部分流經第二個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器，使第一個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器內物料溫度恆定在設定值的同時，加熱第二個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器內物料；由於好氧發酵的過程是放熱的過程，隨著發酵的進行，固體高溫好氧發酵反應器中物料的溫度將繼續升高，當第一個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器內物料溫度高於設定值時，控制系統降低或者關閉熱水鍋爐的加熱，循環水在循環泵的作用下，使第一個發酵對象和第二個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器的循環水產生混合，結果是第一個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器內物料溫度下降，第二個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器內物料溫度被提升；三通電調閥、電磁閥在控制系統的協調控制下，使前一個固體高溫好氧發酵反應器的發酵反應熱和鍋爐加熱的熱量被送到二個或第X個固體高溫好氧發酵反應器，使得各固體高溫好氧發酵反應器內物料溫度穩定在設定值且發酵反應產生的熱能得到資源性利用。

上述技術方案中，所述的壓力水箱通過閥門與補水管連接，補水管另一端連接熱水鍋爐，壓力水箱通過補水閥與外供水管相連，壓力水箱的作用是對循環水系統進行補水；

更進一步地，在循環水泵的進水管道上安裝排氣閥和壓力表，當循環水系統中參雜空氣時，可經排氣閥排出。

上述技術方案中，固體高溫好氧發酵反應器的排氣孔經管道連接臭氣換熱冷凝器的換熱進氣口，臭氣換熱冷凝器的換熱排氣口經管道連接引風機的輸入端，引風機的輸出端經進氣管道連接生物除臭濾塔的進氣口，在生物除臭濾塔的幹路進氣管道上安裝有溫度傳感器，固體高溫好氧發酵反應器排出的臭氣經臭氣換熱冷凝器冷卻，再經生物除臭濾塔吸收、轉化，達標後排放，臭氣換熱冷凝器的空氣進氣口連接大氣，空氣輸出口連接固體高溫好氧發酵反應器的進氣孔，冷空氣被臭氣換熱冷凝器加熱後，通過引風機對固體高溫好氧發酵反應器曝氣；熱水鍋爐的排煙口經管道連接煙氣換熱冷凝器的換熱進氣口，煙氣換熱冷凝器的換熱排氣口連接引風機的輸入端，引風機的輸出端連接生物除臭濾塔的進氣口，熱水鍋爐排出的煙氣經煙氣換熱冷凝器冷卻，再經生物除臭濾塔吸收、轉化，達標後排放，煙氣換熱冷凝器的空氣進氣口連接大氣，空氣輸出口連接熱水鍋爐鼓風機的的入風口，為熱水鍋爐提供新鮮的熱空氣。

上述技術方案中，含熱臭氣、煙氣和冷空氣在臭氣換熱冷凝器和煙氣換熱冷凝器中進行熱交換的時候，產生的冷凝水被臭氣換熱冷凝器和煙氣換熱冷凝器排出經管道外排至自然溝渠。

更進一步地，在臭氣換熱冷凝器的進氣管道上設置有電磁閥，並設有旁通支路，臭氣換熱冷凝器旁通支路設置有電磁閥。當控制系統檢測安裝在生物除臭濾塔的幹路進氣管道上的溫度傳感器檢測到臭氣溫度大於40度時，控制系統打開臭氣換熱冷凝器的進氣管道上的電磁閥，關閉旁通支路電磁閥，使進入除臭濾塔的臭氣經臭氣換熱冷凝器冷卻；而當控制系統檢測安裝在生物除臭濾塔的幹路進氣管道上的溫度傳感器檢測到臭氣溫度小於15度時，控制系統關閉臭氣換熱冷凝器的進氣管道上的電磁閥，打開旁通支路電磁閥，使臭氣不進入臭氣換熱冷凝器降溫，使生物除臭濾塔在15度~40度溫度區間工作，既保證除臭效果，又使生物除臭濾塔中的微生物不至於休眠和死亡。

上述技術方案中，所述的檢測控制系統中，在熱水鍋爐的出、回水管道上設置有溫度傳感器，溫度傳感器輸出連接控制系統，在好氧發酵反應器內設置有物料溫度傳感器，物料溫度傳感器輸出連接控制系統，在進、卸料輸送設備上以及進、出料口設置有確認物料位置的料位傳感器，料位傳感器輸出連接控制系統。

有益效果

本實用新型在臥置滾筒內設置有攪拌防粘裝置，既有拋料的作用，又可防止滾筒內的物料粘結在滾筒內壁上。當攪拌防粘裝置的抄板與其軸線成一定的角度時，還有導料的作用。攪拌防粘裝置損壞時，可將其移出維修或更換，使用維護方便。

本實用新型在臥置滾筒與進料側、出料側封蓋之間的縫隙處設置迷宮式密封裝置，通過調節進料側、出料側封蓋的腰形孔槽與整體基座的相對位置，來調節進料側、出料側封蓋與斜臥滾筒之間的間隙，以避免從進料側、出料側封蓋與斜臥滾筒兩端之間的縫隙處漏料。迷宮式密封結構簡單，沒有接觸面，因此不存在磨損問題，它不受筒體竄動、震動的影響。

在本實用新型中，固體高溫好氧發酵反應器設置整體基座，託輪組、止擋輪、動力驅動裝置、進料側封蓋和出料側封蓋都固定在整體基座上，這樣就形成了一個標準面，各個部件的相對位置就能準確定位，能保證部件與部件之間的間隙在合理的範圍內，使固體高溫好氧發酵反應器的臥置滾筒流暢轉動而不卡滯，以保證固體高溫好氧發酵反應器高效運行。

在本實用新型中，進入固體高溫好氧發酵反應器內的新鮮空氣被臭氣換熱冷凝器所加熱，則可避免由於給氧換氣造成固體高溫好氧發酵反應器內物料溫度的波動。在高溫好氧發酵反應進行過程中，控制系統根據各固體高溫好氧發酵反應器內物料的溫度自動控制循環水三通電調閥的開度，使發酵物料的溫度始終恆定在設定溫度，使固體高溫好氧發酵反應器內物料始終保持在高效發酵狀態。

本實用新型充分考慮有機廢棄物發酵臭氣熱量高、溼度大的特點，創造性地設計一種換熱冷凝器，換熱冷凝器管的內含熱臭氣與管外的新鮮空氣對流，進行充分地熱交換，該方式與傳統換熱方式相比，換熱比表面積大，換熱效率高，同時，新鮮空氣經換熱冷凝器加熱成熱空氣，熱空氣可以作為有機廢棄物的熱源，對有機廢棄物進行加熱、供氧，縮短有機廢棄物發酵升溫時間，提高發酵效率。

由於有機廢棄物發酵臭氣溼度大，在經換熱冷凝器降溫的同時，也產生了大量大量冷凝水，這些冷凝水經換熱管自然匯集到換熱冷凝器的下端蓋內，當冷凝水液位達到一定高度時，由於壓差的作用，冷凝水自然外排至溝渠中，這種方式操作簡單易行，同時利用冷凝水密封下端蓋冷凝水排水口，防止冷凝後的臭氣經下端蓋冷凝水排水口排向大氣造成二次汙染。

本實用新型利用臭氣換熱冷凝器吸收發酵臭氣中的熱量，降低臭氣溫度，同時，又通過旁通支路控制進入生物除臭濾塔的臭氣的溫度範圍，避免因進入生物除臭濾塔的臭氣過高或過低，導致微生物失效，減低除臭效果，本實用新型既保證除臭效果，又使生物除臭濾塔中的微生物不至於休眠和死亡，同時，利用換熱冷凝器吸收發酵臭氣或熱水鍋爐煙氣中的熱量，以加熱新鮮空氣，加熱的空氣送入固體高溫好氧發酵反應器、或熱水鍋爐內，為高溫好氧發酵反應器內物料或鍋爐提供新鮮的熱空氣，提高效率，降低能耗。

本實用新型涉及的一種固體高溫好氧發酵反應系統及方法，佔地面積小，不受環境因素及低溫條件影響，發酵效率高，不產生二次汙染，無臭氣及熱量外排，環保效果好，可應用於城市居民小區、大型蔬菜批發市場、汙水處理廠、鄉鎮、集約化養殖場和養殖小區對糞便、汙泥及垃圾進行汙染物源頭治理。

附圖說明

圖1為本實用新型固體高溫好氧發酵反應系統及方法示意圖；

圖2為固體高溫好氧發酵反應器整體結構示意圖；

圖3為固體高溫好氧發酵反應器具體結構示意圖；

圖4為封蓋迷宮密封裝置實施例1剖面圖；

圖5為圖4的A放大視圖；

圖6為封蓋迷宮密封裝置實施例2剖面圖；

圖7為圖6的C放大視圖；

圖8為封蓋迷宮密封裝置的側視圖；

圖9為動力託輪組側面結構示意圖；

圖10為動力託輪組截面結構示意圖；

圖11為平行抄板籠型結構示意圖；

圖12為傾斜抄板籠型結構示意圖；

圖13為鍋爐系統示意圖；

圖14為臭氣煙氣處理系統示意圖；

圖15為止擋輪結構示意圖。

附圖標記：圖1中編號：601—有機廢棄物，602—有機廢棄物輸送裝置，603—固體高溫好氧發酵系統，604—鍋爐系統，605—臭氣煙氣處理系統；

圖2中編號：101—進料側封蓋，108—進料側密封裝置，109—籠型結構，114—臥置滾筒，115—出料側密封裝置，122—出料側封蓋，123—整體基座，200—動力託輪組；

圖3中編號：101—進料側封蓋，102—物料溫度傳感器，103—進料側水套旋轉接頭，104—固體高溫好氧發酵反應器出水法蘭，105—進料側水套引出管，106—固體高溫好氧發酵反應器排氣孔，107—固體高溫好氧發酵反應器進料孔，108—進料側密封裝置，109—籠型結構，110—進料側滾圈，111—水套，112—保溫層，113—出料側滾圈，114—臥置滾筒，115—出料側密封裝置，116—固體高溫好氧發酵反應器進氣孔，117—出料側水套引出管，118—固體高溫好氧發酵反應器進水法蘭，119—出料側水套旋轉接頭，120—出料閘門，121—固體高溫好氧發酵反應器出料孔，122—出料側封蓋，123—整體基座，124—混凝土基礎；

圖4—圖8中編號：114—臥置滾筒，122—封蓋，1201—封蓋外罩，1202—封蓋內罩A，1203—滾筒環罩A，1204—滾筒內襯環，1205—封蓋內罩B，1206—滾筒環罩B；

圖9、圖10中編號：201—滾圈，202—滾筒，203A—託輪，203B—託輪，204A—聯軸器，204B—聯軸器，205A—電動機，205B—電動機，206A—減速器，206B—減速器，301—籠型結構，302—碰塊，203C—託輪；

圖11中編號：401—平行抄板左側籠型結構，402—平行抄板中側籠型結構，403—平行抄板右側籠型結構，404—平行抄板中側籠型結構左支撐板，405—平行抄板中側籠型結構右支撐板，406—平行抄板；

圖12中編號：501—傾斜抄板左側籠型結構，502—傾斜抄板中側籠型結構，503—傾斜抄板右側籠型結構，504—傾斜抄板中側籠型結構左支撐板，505—傾斜抄板，506—傾斜抄板中側籠型結構右支撐板；

圖13中編號：701A—固體高溫好氧發酵反應器，701B—固體高溫好氧發酵反應器、701X—固體高溫好氧發酵反應器，702—壓力水箱，703—熱水鍋爐進水閥，704—熱水鍋爐進水管道，705—補水閥，706—補水管，707—三通電調閥，708A—電磁閥，708B—電磁閥，701X—電磁閥，709—熱水鍋爐回水管道，710—排氣閥，711—溢水管，712—壓力表，713—熱水鍋爐出水管道，714—熱水鍋爐，715—循環水泵，716A—鍋爐出水溫度傳感器，716B—鍋爐回水溫度傳感器；

圖14中編號：801—臭氣換熱冷凝器，802—煙氣換熱冷凝器，803A—引風機A，803B—引風機B，804A—電磁閥A，804B—電磁閥B，805—溫度傳感器，806A—生物除臭濾塔A，806B—生物除臭濾塔B；

圖15中編號：901—止擋輪。

具體實施方式：

固體高溫好氧發酵反應器結構示意圖如圖2和圖3所示，固體高溫好氧發酵反應器由傾斜臥置的滾筒114、進料側封蓋101及迷宮密封裝置108、出料側封蓋122及迷宮密封裝置115、動力託輪組200、攪拌防粘裝置109和整體基座123組成，進料側高於出料側，臥置滾筒114與進料側封蓋101、出料側封蓋122及兩側的迷宮密封裝置（108和115）組成一個密閉的發酵空間，進料側封蓋101上部設置有進料孔107和排氣孔106，出料側封蓋122上部設置有進氣孔116，出料側封蓋122下部設置有出料孔121，出料孔上安裝有出料閘門120。

臥置滾筒114 的外部焊有水套111，水套111被臥置滾筒114上的進料側滾圈110和出料側滾圈113分成了幾部分，水套111通過水套連接管連通成一個整體。水套111由進料側水套引出管105通過設置在進料側封蓋101中心處的進料側水套旋轉接頭103與固體高溫好氧發酵反應器進水法蘭118相連接，水套111由出料側水套引出管117通過設置在出料側封蓋122中心處的出料側水套旋轉接頭119與固體高溫好氧發酵反應器出水法蘭104相連接，固體高溫好氧發酵反應器的進水法蘭118和出水法蘭104與鍋爐系統連接，形成循環迴路。水套111外設置保溫層112，可以減少熱能的輻射浪費。

攪拌防粘裝置109位於臥置滾筒114內，臥置滾筒114置於動力託輪組200上，動力託輪組200、進料側封蓋101和出料側封蓋122都固定在斜置的整體基座123上，形成一個整體。整體基座123通過二次澆灌固體在傾斜的混凝土基礎124上，混凝土基礎124的基礎面與水平面的傾斜度成0～5度的夾角可調，通過調節這一夾角的大小，可以調節被發酵原料向出料端的輸送速度。

本實用新型所涉及的迷宮密封裝置結構示意圖如圖4—8所示，密封裝置結構採用迷宮式密封，滾筒114與進料側封蓋101，以及滾筒114與出料側封蓋122之間的密封採用迷宮式密封，這個迷宮式密封是在兩個封蓋的內側（進料側封蓋101和出料側封蓋122），如圖4所示，在出料側封蓋122內側，垂直焊有同軸的外罩1201和內罩1202，與之相對應，在滾筒114兩邊的筒內，焊有同軸的內襯環1204，垂直內襯環1204焊有同軸的，外徑小於滾筒114內徑的環罩1203，其中，封蓋外罩1201的內徑大於滾筒114的外徑，封蓋內罩1202的內徑大於環罩1203的外徑，封蓋內罩1202外徑小於滾筒114的內徑，而封蓋內罩1202的深度等於環罩1203的深度，迷宮密封的效果靠封蓋（進料側封蓋101和出料側封蓋122）內側與滾筒114端面的間隙保證，封蓋（進料側封蓋101和出料側封蓋122）內側與滾筒114端面的間隙越小漏料越少，因此可以通過調節兩側端蓋（進料側封蓋101和出料側封蓋122）的位置，使滾筒114轉動靈活而達到漏料最少的密封效果。

更進一步的，通過增加迷宮的數量，以增大迷宮的長度並減少漏料，如圖6所示，在出料側封蓋122內側，垂直焊有同軸的外罩1201和內罩A1202、內罩B1205，與之相對應，在滾筒114兩邊的筒內，焊有同軸的內襯環1204，垂直內襯環1204焊有同軸的、且外徑小於滾筒114內徑的環罩A1203、環罩B1206，其中，封蓋外罩1201的內徑大於滾筒114的外徑，封蓋內罩A1202的內徑大於環罩A1203的外徑，封蓋內罩Ａ1202外徑小於滾筒114的內徑，封蓋內罩Ｂ1205的內徑大於環罩Ｂ1203的外徑，環罩A1202內徑大於封蓋內罩Ｂ1205的外徑，而封蓋內罩A1202的深度等於封蓋內罩B1205、環罩A1203、環罩B1206的深度，四者深度一致，迷宮密封的效果靠封蓋（進料側封蓋101和出料側封蓋122）內側與滾筒114端面的間隙保證，封蓋（進料側封蓋101和出料側封蓋122）內側與滾筒114端面的間隙越小漏料越少，因此可以通過調節兩側端蓋（進料側封蓋101和出料側封蓋122）的位置，使滾筒114轉動靈活而達到漏料最少的密封效果。

動力託輪組200側面結構示意圖和截面結構示意圖分別如圖6和圖7所示，動力託輪組200由兩組託輪及其動力驅動裝置等組成，動力驅動採用四輪驅動，在側面結構示意圖圖3中，第一個動力驅動裝置結構為：電動機205A、減速器206A、聯軸器204A、依次與託輪203A相連，並依次連接傳動，第二動力驅動裝置結構為：電動機205B、減速器206B、聯軸器204B、依次與託輪203B相連，並依次連接傳動，這樣使每個託輪均是主動輪，兩組託輪與臥置滾筒114的滾圈201線接觸，通過控制動力託輪組協調驅動臥置滾筒114轉動。

攪拌防粘系統是由一個或一個以上的籠型結構109組成，根據籠型結構109的軸線與抄板是否平行，籠型結構分為平行抄板籠型結構和傾斜抄板籠型結構兩種，平行抄板籠型結構示意圖如圖8所示，攪拌防粘系統是由平行抄板左側籠型結構401、平行抄板中部籠型結構402和平行抄板右側籠型結構403三個籠型結構組成，每個籠型結構由左支撐板、右支撐板和多個抄板組成，左、右支撐板均為圓環，左支撐板和右支撐板同軸，支撐板間設置有多個抄板，如圖8所示，平行抄板中部籠型結構402由平行抄板中側籠型結構左支撐板404、平行抄板中側籠型結構右支撐板405和多個抄板406組成，左支撐板404和右支撐板405同軸，左支撐板404和右支撐板405之間設置有多個平行的抄板406，抄板406與臥置滾筒114軸線平行。碰塊結構示意圖如圖3所示，在臥置滾筒114的內壁不設置通常的抄板結構，在內壁上，相對於攪拌防粘裝置的籠型結構109的空隙位置，均勻固定多個碰塊302。

當臥置滾筒114轉動時，內壁上的碰塊302帶動平行抄板左側籠型結構401、平行抄板中部籠型結構402和平行抄板右側籠型結構403三個籠型結構同時轉動，由於籠型結構的抄板406有一定的寬度，三個籠型結構401、402和403帶動臥置滾筒202底部的物料向上運動，物料在自身的重力作用下脫離抄板被拋下，落至臥置滾筒202底部，從而起到了拋料攪拌的作用；由於平行抄板左側籠型結構401、平行抄板中部籠型結構402和平行抄板右側籠型結構403三個籠型結構的外徑小於臥置滾筒202的內徑，碰塊302與三個籠型結構401、402和403間也均存在間隙，當臥置滾筒202轉動時，三個籠型結構401、402和403與臥置滾筒202間產生相對運動，藉助於三個籠型結構401、402和403的左支撐板和右支撐板、抄板與臥置滾筒202 內壁間的碰撞、刮擦，可將臥置滾筒202筒體內表面有可能粘附的物料清理乾淨，從而起到防止臥置滾筒202內的物料粘結在其內壁上的作用。

傾斜抄板籠型結構示意圖如圖9所示，攪拌防粘系統是由傾斜抄板左側籠型結構501、傾斜抄板中側籠型結構502和傾斜抄板右側籠型結構503三個籠型結構組成，每個籠型結構由左支撐板、右支撐板和多個傾斜抄板組成，左、右支撐板均為圓環，左支撐板和右支撐板同軸，支撐板間設置有多個傾斜抄板，傾斜抄板與其軸線傾斜成一定的角度。傾斜抄板中側籠型結構502由左支撐板504、右支撐板505和多個傾斜抄板506組成。當臥置滾筒202轉動時，內壁上的碰塊302帶動傾斜抄板左側籠型結構501、平行抄板中部籠型結構502和平行抄板右側籠型結構503三個籠型結構同時轉動，由於籠型結構的抄板506有一定的寬度，三個籠型結構501、502和503帶動臥置滾筒202底部的物料向上運動，物料在自身的重力作用下脫離抄板被拋下，落至臥置滾筒202底部，物料被被拋下的同時，由於三個籠型結構（501、502和503）的抄板與其軸線傾斜成一定的角度，物料被被拋下的同時，產生向前的推力，使得物料從進料側向出料側移動，而起到了拋料攪拌和導料的作用。

止擋輪結構示意圖如圖12所示，止擋輪901通過螺栓的方式聯接在整體基座123上，在止檔輪座上有腰形孔槽，通過腰形孔槽調節止檔輪901，使止檔輪901與出料側滾圈113側面線接觸，止擋輪901擋住臥置滾筒114 的軸向分力，以避免臥置滾筒114 沿軸線發生竄動。

一種固體高溫好氧發酵反應系統及方法示意圖如圖1所示，本系統主要由固體高溫好氧發酵系統603、鍋爐系統604、臭氣煙氣處理系統605，以及檢測系統和控制系統組成，有機廢棄物601經輸送裝置602經固體高溫好氧發酵系統603的進料孔輸送至固體高溫好氧發酵反應器內，鍋爐系統604經管道與固體高溫好氧發酵系統603的水套連接，為固體高溫好氧發酵系統603提供熱量，固體高溫好氧發酵系統603排出的臭氣和鍋爐系統604排出的煙氣經臭氣煙氣處理系統605處理達標後排放至大氣。

鍋爐系統示意圖如圖10所示，固體高溫好氧發酵系統603由1～X個固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...701X，X≥1組成，鍋爐系統604包括熱水鍋爐714、循環水泵715、壓力水箱702、三通電調閥707、電磁閥708和溫度傳感器716等，熱水鍋爐714的進水管道704與壓力水箱702的出水口連接，進水管道704上設置有進水閥703，壓力水箱702的進水口連接補水管706，補水管706上設置有補水閥705，熱水鍋爐714的出水管道713連接到三通電調閥707的輸入端，三通電調閥707的兩個輸出端，分別並聯多個固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...701X，X≥1的的進水法蘭，各固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...701X的出水法蘭與熱水鍋爐714回水管道709連接，各固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...701X的出水管道上分別設置有電磁閥708A、708B...708X，熱水鍋爐714的出水管道713和回水管道709上分別設置有鍋爐出水溫度傳感器716A和鍋爐回水溫度傳感器716B，回水管道709上還設置有循環水泵715、排氣閥710和壓力表712。

本實用新型所涉及的臭氣煙氣系統示意圖如圖11所示，臭氣煙氣處理系統主要包括臭氣換熱冷凝器801、煙氣換熱冷凝器802、引風機803A、引風機803B、電磁804A閥、電磁閥804B、溫度傳感器805、生物除臭濾塔806A和生物除臭濾塔806B等，固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...701X的排氣孔106經管道連接臭氣換熱冷凝器801的換熱輸入端，臭氣換熱冷凝器801的換熱輸出端管道連接引風機803B的輸入端，引風機803B的輸出端經管道連接生物除臭濾塔806B的進氣口，臭氣換熱冷凝器803B的空氣輸入端聯通大氣，空氣輸出端通過管道連接到各固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...701X的進氣孔116，臭氣換熱冷凝器801的換熱輸出管道上安裝有溫度傳感器805。熱水鍋爐714的排煙口經管道連接煙氣換熱冷凝器802的換熱輸入端，煙氣換熱冷凝器802的換熱輸出端管道連接引風機803A的輸入端，引風機803A的輸出端經管道連接生物除臭濾塔806A的進氣口，煙氣換熱冷凝器802的空氣輸入端聯通大氣，空氣輸出端通過管道連接到熱水鍋爐714鼓風機的入風口。

本實用新型的基於固體高溫好氧發酵反應系統的好氧發酵反應方法，其具體實施方式如下：

（1）啟動鍋爐系統604，熱水鍋爐714加熱循環水，循環的熱水進入固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X的外部水套111，使固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X被加熱，並使循環出水升溫至適合高溫好氧發酵的設定溫度；

（2）啟動外部輸送設備602，通過輸送設備602將發酵原料、輔料，以及高溫好氧菌種送入固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X；

（3）在加料的同時，控制系統同時啟動所有的動力驅動裝置使各動力託輪組123同時啟動旋轉，驅動固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X的臥置滾筒202正向旋轉，藉助於固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X內攪拌防粘裝置301的作用，發酵原料被向出料側輸送，同時有機廢棄物被抄起-跌落，使有機廢棄物得以跟氧氣充分攪拌混合，擴大了發酵原料跟氧氣的接觸面積；

（4）在啟動鍋爐系統604的同時啟動臭氣煙氣處理系統605，固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X排出的臭氣經臭氣換熱冷凝器801冷卻後送至生物除臭濾塔806B吸收、轉化，達標後經生物除臭濾塔806B的排氣口排放至大氣；熱水鍋爐714排出的煙氣經煙氣換熱冷凝器802換熱後，經引風機803A引至生物除臭濾塔806A吸收、轉化，達標後經生物除臭濾塔806A的排氣口排放至大氣，同時，煙氣換熱冷凝器802加熱的新鮮空氣經熱水鍋爐714鼓風機鼓入熱水鍋爐714中，為熱水鍋爐714提供新鮮的熱空氣；含熱臭氣、煙氣和冷空氣在臭氣換熱冷凝器801和煙氣換熱冷凝器802中進行熱交換的時候，產生的冷凝水被臭氣換熱冷凝器801和煙氣換熱冷凝器802排出經管道外排至自然溝渠中；

（5）當輸送的進入固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X內的有機廢棄物原料量達到要求時，控制系統控制停止加料；

（6）在高溫好氧發酵反應進行過程中，控制系統根據各固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X內物料的溫度自動控制循環水三通電調閥707的開度，使發酵物料的溫度始終恆定在設定溫度：當第一個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器701A內的物料溫度低於設定值時，三通電調閥707在該迴路的開度為100%，向其它固體高溫好氧發酵反應器迴路的開度為0；當第一個發酵對象的固體高溫好氧發酵反應器701A內的物料溫度接近設定值時，控制系統控制打開第二個固體高溫好氧發酵反應器701B迴路中的電磁閥，三通電調閥707做PID調節，使熱循環水部分流經第二個固體高溫好氧發酵反應器701B的水套111，使第一個固體高溫好氧發酵反應器701A物料溫度恆定在設定值的同時，加熱第二個固體高溫好氧發酵反應器701B；由於好氧發酵的過程是放熱的過程，隨著發酵的進行，固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X中物料的溫度將繼續升高，當第一個發酵對象701A內物料溫度高於設定值時，控制系統降低或者關閉熱水鍋爐714的加熱，循環水在循環泵715的作用下，使第一個發酵對象701A和第二個發酵對象701B的循環水產生混合，結果是第一個發酵對象701A內物料溫度下降，第二個發酵對象701B內物料的溫度被提升；三通電調閥707、電磁閥708A、708B...和708X在控制系統的協調控制下，使第一個發酵反應器701A的發酵反應熱和熱水鍋爐714加熱的熱量被送到二個固體高溫好氧發酵反應器701B或第X個固體高溫好氧發酵反應器701X，使得各固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X的溫度穩定在設定值且發酵反應產生的熱能得到資源性利用；

（7）在好氧發酵反應過程中，控制系統根據檢測到的發酵原料的溫度，控制固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X的動力託輪組裝置採用反轉-停-反轉-停…的周期性間歇運轉的方式運行，籠形結構301的抄板406或506在臥置滾筒114正轉時，託輪組帶動臥置滾筒114底部的物料向上運動，物料在自身的重力作用下脫離抄板(406或506）被拋下，落至臥置滾筒114的底部，起到攪拌的作用，反轉的滾筒114藉助於固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X內螺旋抄板(406或506）的作用，將物料被抄起的同時將發酵原料被向進料側輸送，使發酵物料不會壓實在出料側封蓋122上，同時使發酵原料與各固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...和701X內壁的黏壁量下降，又使攪拌的能耗降到最低；

（8）當控制系統檢測安裝在生物除臭濾塔806B的幹路進氣管道上的溫度傳感器805檢測到臭氣溫度大於40度時，控制系統打開臭氣換熱冷凝器801的進氣管道上的電磁閥804A，關閉旁通支路電磁閥804B，使進入除臭濾塔806B的臭氣經臭氣換熱冷凝器801冷卻；而當控制系統檢測安裝在生物除臭濾塔806B的幹路進氣管道上的溫度傳感器805檢測到臭氣溫度小於15度時，控制系統關閉臭氣換熱冷凝器801的進氣管道上的電磁閥804A，打開旁通支路電磁閥804B，使臭氣不進入臭氣換熱冷凝器801降溫，使生物除臭濾塔806B在15度~40度溫度區間工作，既保證除臭效果，又使生物除臭濾塔806B中的微生物不至於休眠或死亡；

（9）當某一個固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...或701X完成高溫好氧發酵反應時，控制系統控制關閉該固體高溫好氧發酵反應器701A、701B...或701X的動力驅動裝置和進水管道前端的電磁閥708A、708B...或708X，同時，打開出料閘門120，然後控制系統控制動力驅動裝置採用連續正轉，排出部分發酵陳料經外部輸送設備送至下一工序處理；

（10）重複以上步驟，使有機廢棄物的生物發酵降解反應高速地循環下去。