廚餘垃圾堆肥處理系統的製作方法

2023-05-20 14:10:06 5

專利名稱：廚餘垃圾堆肥處理系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種城市生活垃圾處理系統，特別是一種廚餘垃圾堆肥處理系統。
背景技術：
廚餘垃圾是指垃圾中的有機易腐物質，從組成上說，包括菜頭菜尾、剩菜剩飯、果皮果核等。目前發達城市生活垃圾中廚餘垃圾數量高達65％，主要來源是居民生活垃圾中的廚餘成份、餐飲業食物垃圾和菜場清掃垃圾。
廚餘垃圾是城市生活垃圾汙染環境的主要因素，就生活垃圾管理系統(收集-運輸-處理)來說，也是管理的重點和難點，原因如下(1)收集環節---廚餘垃圾汙染收集容器，帶來繁重的清洗工作，滋生細菌、招引蟲蠅，帶來衛生隱患；產生臭氣，造成大面積汙染。(2)運輸環節---廚餘垃圾含水率高達80％～85％，在運輸過程中汙水沿途灑漏，汙染路面，同時對運輸機具產生腐蝕。(3)處理環節---廚餘垃圾熱值低，含水高，大大降低城市垃圾的可燃性，使垃圾焚燒場建設運營費用高居不下；其中的油脂成份是焚燒過程中產生二噁英的重要因素，加大煙氣處理難度和成本；廚餘垃圾在填埋過程中產生大量沼氣和滲濾液，其中沼氣對大氣臭氧層的破壞性比二氧化碳強二十倍，而滲濾液的防滲和處理消耗了填埋場的建設和運營成本的較大部分。
另外，城市餐飲業十分發達，每天產生大量的泔水與廚餘垃圾，水分大、有機質高，易腐爛發臭，影響環境衛生。過去一直被郊農拖去餵豬，現在垃圾量大了，且來源複雜，泔水與廚餘垃圾中存在病毒等病源微生物，有些城市已明文規定不準用廚餘垃圾餵豬，因此傳統的處置手段已不能滿足城市環衛要求，必須進行規範的廚餘垃圾無害化處理。
根據廚餘垃圾的汙染特性，先進的廚餘垃圾管理理念和原則是源頭分離，獨立管理；儘量縮短收集運輸的環節和途徑；全程密封、除臭。
對於廚餘的回收，日本、韓國、臺灣等亞洲發達國家地區很重視。日本是廚餘垃圾源頭處理的典範，在家庭或小區設置有機垃圾生化處理機，及時處理產生的廚餘垃圾，政府對購買家用廚餘垃圾處理機的家庭進行補貼，加上實行垃圾排放按量收費，所以推廣的速度很快。
廚餘垃圾生物處理機實際上是一種小型堆肥裝置，在電加熱和好氧的條件下，利用微生物的生化作用，將有機垃圾分解成水、二氧化碳和少量NH3(氨氣)、H2S(硫化氫)，廢氣經水洗後達標排放，減量效果達90％以上，該裝置最早是由日本大納夢公司發明。由於利用該類裝置在小區處理廚餘垃圾符合當前廚餘垃圾管理理念和原則，具有廣闊的市場前景，因此，被國內多家企業引進和改良。目前，北京、上海、廣州等地有企業生產該類機器，處理能力從每日50升至500升等，以北京和上海兩地示範應用較多，主要採用日處理100升和200升的型號。
近幾年來，有關廚餘垃圾生化處理機的專利較多，如專利號為ZL98218926.5的有機廢棄物再生攪拌槽，由主體、底座、攪拌機構、燃煤鍋爐及動力機構組成，該主體為一臥式U形槽，攪拌機構置於主體內，利用鍋爐蒸汽管預熱廚餘垃圾，促進發酵成有機肥料。
專利號為ZL00205587.2的環保型家用多功能廚餘處理機，由機體、處理部、除臭部及控制部組成，處理部包括垃圾槽、溫度控制元件、動力源及橫設於槽底的傳動軸杆。
專利號為ZL01200862.1的廚餘廢棄物再生處理設備，將除臭塔、破碎脫水機構、高速發酵槽、後熟槽及液肥發酵槽等組合成一體化，高速發酵槽內安裝有攪拌機構。
申請號為01134325.7的廚餘廢棄物再生成有機肥料製造方法，將廚餘垃圾分類、破碎、脫水後送入臥式攪拌槽進行攪拌發酵成有機肥料。
專利號為ZL01220048.4的一種廚餘處理機械，將垃圾置於桶槽內，經桶槽中數片切刀連續轉切成碎裂狀，並在受到加熱及添加酵素下，分解成有機肥料。
專利號為ZL01227073.3的廚餘有機廢棄物的處理機，由容置槽中裝設攪拌機構、傳動機構、供水機構及控制機構組成。
專利號為ZL02236059.X的有機廢棄物再生機，由機臺、攪拌驅動裝置、具數個容置室的處理槽、攪拌器及抽氣、濾氣裝置組成，處理槽中的攪拌杆間設有連接片，以易於攪拌切割垃圾。
專利號為ZL02221307.4的熱風雙重加熱廚餘發酵機，由U形筒體、蓋及攪拌器組成，其筒體是中空夾層，筒體內側有通風孔，利用熱風機鼓風，對廚餘進行間接和直接的雙重加熱。
申請號為01822385.0的有機廢物發酵處置裝置，是日本生活中心有限會社在中國申請的專利，2004年4月7日公開。其處置池是一個倒圓錐形狀，帶多組刀片的轉軸垂直貫穿處置池，其處置池覆蓋有絕熱材料。
通過仔細研究現在市場上銷售的廚餘垃圾生化處理機，以及分析前面介紹的9個中國專利，不難發現它們具有相同的缺陷，即存在的共性問題是(1)廚餘垃圾在處理槽中通過攪拌機來翻動，而處理槽固定不動，由於垃圾翻動產生阻力大，因此攪拌機的電機功率高，耗電大，運行費用較高。而且垃圾中常混有大塊骨頭等硬塊，攪拌時很容易卡死葉片，造成故障，因此，對廚餘垃圾的粒度要求較嚴，對垃圾要進行分選破碎。
(2)大多採用電加熱器或蒸汽對廚餘垃圾間接或直接預熱升溫與保溫，以促進有機物快速分解，也加大耗電量及運行成本。
(3)過分強調外加微生物菌種的作用，不重視發酵槽內氧氣供應，只設抽風，未設鼓風，致使垃圾發酵效率低下。
(4)雖說採用抽風系統、負壓操作，但除臭設施簡單，比如活性炭吸附，除臭效果不能令人滿意，處理現場仍有異味。
(5)處理機日處理垃圾量偏小，管理費用高。因此，開發低運行成本的廚餘垃圾就地堆肥處理系統，以減少廚餘垃圾對環境的汙染，是目前需要解決的關鍵問題。

實用新型內容
(一)要解決的技術問題本實用新型的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種運行成本低的廚餘垃圾堆肥處理系統。
(二)技術方案為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案本實用新型所述的廚餘垃圾堆肥處理系統，包括安裝在底架上的發酵堆肥系統、生物濾池除臭系統及抽風系統，其中所述發酵堆肥系統包括固定在底架上的電機和發酵滾筒，其中發酵滾筒外環繞兩個齒輪帶，底架上設有分別與兩個齒輪帶相合的兩對擋託輪，發酵滾筒端部裝有大齒輪，電機輸出軸上裝與所述大齒輪嚙合的小齒輪，所述發酵滾筒內壁上設有均布的若干個抄料板。
其中所述發酵滾筒的筒體包括內殼、外體和填充在內、外殼之間的保溫材料。
其中所述底架下面設有行走輪。
其中所述抄料板的形狀為呈30度傾斜狀鐵板。
其中還包括送風系統，該系統包括暖風機和暖風導管，其中暖風導管的一端伸入到發酵滾筒內右端部，另一端與暖風機的出風管連通。
其中所述暖風導管呈「」字形，上面的水平管及豎直管固定在發酵滾筒內的側壁和端壁上，下面的水平管位於發酵滾筒的中軸線位置處，端部由密封旋轉接頭I與暖風機的出風管連接。
其中所述生物濾池除臭系統包括安裝在一起的上、中、下三部分，其中上部分由上殼體及填充其中的生物炭材料墊層組成，中部分由中殼體及填充其中的沸石塊組成，下部分是一塊多孔濾水板，下部分底部設有排水閥。
其中所述抽風系統包括固定在底架上的冷凝器和抽風管，其中抽風管包括連通冷凝器下部和發酵滾筒的抽風管I、連通冷凝器上部和生物濾池除臭系統下部分的抽風管II，抽風管II上裝有抽風機，冷凝器的底部設有放水閥。
其中所述抽風管I由兩個各自呈「」字形的抽風管III和抽風管IV對接組成，該兩個抽風管上面的水平管由密封旋轉接頭II連接在一起，抽風管III下面的水平管連通在冷凝器底部，抽風管IV的下面的水平部分和豎直部分固定在發酵滾筒內的側壁和端壁上，且其上面的水平管位於發酵滾筒的中軸線位置。
其中所述冷凝器內設有脫硫劑。
(三)有益效果本實用新型所述的廚餘垃圾堆肥處理系統的優點和積極效果是本實用新型中的發酵滾筒是可以轉動的，其內壁上設有均布的若干個抄料板，發酵筒體內堆肥物料的混合通過其端部的大齒輪定期緩慢運轉來實現，滾筒轉速設計為8-15轉/小時，選用大速比減速箱，電機功率僅為550W，加上2颱風機，日處理500升垃圾的堆肥系統電機總功率才38KW，而市面上大部分生化處理機是內部螺杆攪拌，同類產品電機功率高達22KW。所以與現有技術相比，約了大量電能，降低運行成本。另外本實用新型為一體化設備，安裝方便，日處理500kg的廚餘垃圾，佔地面積為1個5噸垃圾車位。廚餘垃圾不用分選直接投入，不但進一步節約電能和運行成本，每天耗電量僅為12度，而且簡化了垃圾處理工藝，整個處理過程只有一人管理即可，節約了人工成本。


圖1是本實用新型所述廚餘垃圾堆肥處理系統的處理流程圖；圖2是本實用新型所述廚餘垃圾堆肥處理系統的結構示意圖；圖3是圖2中的A向視圖；圖4是圖2中的B-B剖視圖；圖5是圖4中的D部分放大結構示意圖。
圖中1.行走輪；2.螺栓；3.底架；5.密封旋轉接頭II；6.輪帶；7.發酵滾筒；8.大齒輪；9.密封旋轉接頭I；10.暖風機；11.電機；1 2.擋託輪；13.多孔濾水板；14.空氣導管II；19.冷凝器；21.排氣口；22.抽風機；23.生物濾池；24.排水閥；25.固定螺栓；26.填料入口；27.暖風導管；29.導流板；30.發酵滾筒進料口；31.發酵滾筒出料口；32.抽風管III；33.抽風管IV；34.放水閥。
以下結合附圖，進一步詳細說明本實用新型所述的廚餘垃圾堆肥處理系統的具體實施方式
，但不用來限制本實用新型的保護範圍。
具體實施方式
參見圖2。本實用新型所述廚餘垃圾堆肥處理系統包括安裝在底架3上的發酵堆肥系統、生物濾池除臭系統及送風系統、抽風系統，該4個系統均固定在底架3上面，底架3下面設有行走輪1，底架3的上設有螺栓2。底架3和行走輪1構成了行走小車，所以本實用新型可以很方便地移動到合適的位置，然後用螺栓2固定，再進行垃圾處理作業。
參見圖2、圖3和圖5。發酵堆肥系統是本實用新型的主體設備，其呈臥式轉鼓式，包括固定在底架3上的電機11及其減速機、發酵滾筒7。其中發酵滾筒7外環繞兩個齒輪帶6，底架3上設有分別與兩個齒輪帶6相合的兩對擋託輪12，該兩對擋託輪12主要用於支撐發酵滾筒7，發酵滾筒7端部用法蘭盤固定裝有大齒輪8，電機11輸出軸上裝與所述大齒輪8嚙合的小齒輪，為發酵滾筒7提供動力。發酵滾筒7內壁上設有均布的若干個抄料板29。所述抄料板29的形狀為呈30度傾斜狀鐵板。發酵滾筒7的筒體包括內殼16、外體17和填充在內、外殼之間的5cm厚保溫材料18。筒體上有投料口30與出料口31。堆肥物料的混合通過大齒輪8定期緩慢運轉來實現。本實用新型中，由於發酵滾筒7的轉速設計為8-15轉/小時，在選用大速比減速箱情況下，電機功率僅為550W。由於筒體內沒有安裝任何攪拌裝置，不但大幅度節省了電能，而且不易造成卡軸故障，本實用新型對物料粒度的要求不高，廚餘垃圾不用分選破碎即可進入發酵滾筒7。在試驗中發現，一旦投入大骨頭類垃圾，對機器正常運轉有一定影響，在實際使用中，建議將大骨頭從垃圾中除去。
參見圖2。送風系統和抽風系統。其中送風系統包括暖風機10和暖風導管27，暖風導管27呈「」字形，上面的水平管及豎直管固定在發酵滾筒7內的側壁和端壁上，下面的水平管位於發酵滾筒7的中軸線位置處，端部由密封旋轉接頭I9與暖風機10的出風管連接。暖風導管27隨筒體轉動而轉動，暖風機10的出風管不動。暖風導管27也可以是直管，其位於發酵滾筒7中軸線位置，並與發酵滾筒7密封，一端伸入到發酵滾筒7內，另一端與暖風機10的出風管固定連通，這時可能不使用密封旋轉接頭，使用普通的接頭即可。
抽風系統包括固定在底架3上的冷凝器19和抽風管，其中抽風管包括連通冷凝器19下部和發酵滾筒7的抽風管I、連通冷凝器19上部和生物濾池除臭系統下部分的抽風管II14，抽風管II14上裝有抽風機22，冷凝器19的底部設有放水閥34。抽風管I由兩個各自呈「」字形的抽風管III32和抽風管IV33對接組成，該兩個抽風管上面的水平管由密封旋轉接頭II5連接在一起，抽風管III32下面的水平管連通在冷凝器19底部，抽風管IV33的下面的水平部分和豎直部分固定在發酵滾筒7內的側壁和端壁上，且其上面的水平管位於發酵滾筒7的中軸線位置。當發酵滾筒7旋轉時，空氣導管隨筒體同步旋轉，提高了暖氣供給及抽氣的效率，密封旋轉接頭5的應用保證了系統的密封效果，優化了工作環境。當發酵滾筒7轉動時，抽風管IV33與酵滾筒7一同轉動，抽風管III32固定不動。冷凝器19內設有塊狀脫硫劑，冷凝器底部設有一定的盛水空間，由放水閥34定期放水。由發酵滾筒7排出的溼熱氣體先進入冷凝器19中除溼、脫硫，然後再進入生物濾池除臭系統。其中的密封旋轉接頭I9、密封旋轉接頭II5採用現有結構。
本實用新型採用強制通暖風供氧(50℃熱空氣)、及時除溼以及筒體全封閉包覆保溫層，所以，垃圾發酵堆肥效率高，發酵滾筒中物料溫度高達78℃，投料正常後每天物料溫度基本上處於70℃以上，充分發揮有機垃圾自身發酵作用產生的熱量來蒸發水分，並強制抽風除溼，不需要安裝電熱管裝置，節約了電能。
參見圖2。本實用新型還配置了獨立的大容量生物濾池除臭系統，生物濾池23包括安裝在一起的上、中、下三部分，該三部分由固定螺栓25固定連接在一起。其中上部分由上殼體及填充其中的生物炭材料墊層組成，上殼體上設有排氣口21和填料入口26；中部分由中殼體及填充其中的沸石塊組成；下部分是一塊多孔濾水板13，下部分底部設有排水閥24。生物濾池的底部有一定盛水空間，排水閥24定期排放。
本實用新型的生物濾池除臭系統，負壓操作，生物除臭效果好、運行時間長。不象市面上的垃圾處理機僅附帶一個小型吸附、催化轉化除臭系統，容易飽和，不能自我再生。
參見圖1和圖2。本實用新型的處理工藝流程為(1)廚餘垃圾收集與預處理。利用行走小車上100升藍色塑料桶(內襯濾水篩網)收集廚餘垃圾，用常規方法進行瀝水處理，然後用鐵鏟將瀝水後的廚餘垃圾倒入發酵滾筒7中。
(2)垃圾好氧堆肥過程。發酵滾筒7啟動前，預先馴化培養好一定量的生物填料，投入一定量的膨鬆劑、生物填料，向發酵滾筒7內加入50kg好氧微生物，該好氧微生物可以採用市售的，啟動電機11；待發酵滾筒7內溫度升到50℃左右時，啟動暖風機10和抽風機22；暖風機10通過暖風導管27提高發酵滾筒7內的溫度，電機11啟動後，由嚙合的齒輪帶動發酵滾筒7滾動，使發酵滾筒7內的廚餘垃圾與好氧微生物充分混合，廚餘垃圾在高溫好氧微生物的作用下不斷發生生物降解，產生熱量，蒸發水分與揮發性物質，每天有大量的小分子糖類、澱粉及蛋白質優先降解變成二氧化碳和水，而植物纖維素類物質分解較慢，最後轉化成腐植酸類物質在發酵滾筒7中積累，平均20天出一次料即可，出料量依具體情況而定，以保持發酵滾筒中物料填充率在50％左右為原則。在抽風機22的作用下，高溫高溼的臭氣被抽出，由抽風管III32、抽風管IV33輸送到冷凝器19，進行冷卻、除溼、脫硫處理，避免高溫高溼臭氣直接進入生物濾池，而使生物濾池處於厭氧狀態，除臭效果變差，在此過程中，冷凝產生的水分由放水閥定期排出。
(3)負壓堆肥臭氣處理。因此，經冷卻、除溼、脫硫處理的臭氣由抽風管II14輸送到生物濾池除臭系統中的生物濾池，中試結果表明生物濾池的除臭效果非常理想，氨氣的去除率可達98％左右。
本實用新型是一種運行成本低、對廚餘垃圾不用分選破碎直接投入、而且除臭系統運行良好的小型廚餘垃圾就地堆肥處理系統。經過近10個月生產運行，500kg/日廚餘垃圾的廚餘垃圾堆肥處理系統，每天耗電量僅為12度，是同類產品電耗量的1/8，運行費用低。廚餘垃圾經過高溫好氧消化，發酵滾筒中物料溫度高達78℃，投料正常後每天物料溫度基本上處於70℃以上，充分保證垃圾無害化的時間，垃圾減量化率達75％以上，並定期產生一定量的優質堆肥。我們的堆肥試驗一直在室內進行，由於採用負壓操作，外接生物濾池除臭系統，所以在運行現場感覺不到異味，利於工作人員的身體健康。堆肥應用試驗發現，垃圾堆肥對黑麥草生長有很好的促進作用。
本實用新型的設備全封閉，負壓操作，生物除臭大容量、效果好。利用小型廚餘垃圾堆肥處理系統對賓館、飯店和食品加工業產生的廚餘垃圾進行現場處理、實現垃圾減量化、無害化及資源化，特別是在運行成本與臭氣汙染控制方面具有突出的有益效果。
以上為本實用新型的最佳實施方式，依據本實用新型公開的內容，本領域的普通技術人員能夠顯而易見地想到的一些雷同、替代方案，均應落入本實用新型保護的範圍。
權利要求1.一種廚餘垃圾堆肥處理系統，包括安裝在底架(3)上的發酵堆肥系統、生物濾池除臭系統及抽風系統，其特徵在於所述發酵堆肥系統包括固定在底架(3)上的電機(11)和發酵滾筒(7)，其中發酵滾筒(7)外環繞兩個齒輪帶(6)，底架(3)上設有分別與兩個齒輪帶(6)相合的兩對擋託輪(12)，發酵滾筒(7)端部裝有大齒輪(8)，電機(11)輸出軸上裝與所述大齒輪(8)嚙合的小齒輪，所述發酵滾筒(7)內壁上設有均布的若干抄料板(29)。
2.根據權利要求1所述的廚餘垃圾堆肥處理系統，其特徵在於所述發酵滾筒(7)的筒體包括內殼、外體和填充在內、外殼之間的保溫材料。
3.根據權利要求1所述的廚餘垃圾堆肥處理系統，其特徵在於所述底架(3)下面設有行走輪(1)。
4.根據權利要求1所述的廚餘垃圾堆肥處理系統，其特徵在於所述抄料板的形狀為呈30度傾斜狀鐵板。
5.根據權利要求1～4之任一所述的廚餘垃圾堆肥處理系統，其特徵在於還包括送風系統，該系統包括暖風機(10)和暖風導管(27)，其中暖風導管(27)的一端伸入到發酵滾筒(7)內右端部，另一端與暖風機(10)的出風管連通。
6.根據權利要求5所述的廚餘垃圾堆肥處理系統，其特徵在於所述暖風導管(27)呈「」字形，上面的水平管及豎直管固定在發酵滾筒(7)內的側壁和端壁上，下面的水平管位於發酵滾筒(7)的中軸線位置處，端部由密封旋轉接頭I(9)與暖風機(10)的出風管連接。
7.根據權利要求5所述的廚餘垃圾堆肥處理系統，其特徵在於所述生物濾池除臭系統包括安裝在一起的上、中、下三部分，其中上部分由上殼體及填充其中的生物炭材料墊層組成，中部分由中殼體及填充其中的沸石塊組成，下部分是一塊多孔濾水板(13)，下部分底部設有排水閥(24)。
8.根據權利要求5所述的廚餘垃圾堆肥處理系統，其特徵在於所述抽風系統包括固定在底架(3)上的冷凝器(19)和抽風管，其中抽風管包括連通冷凝器(19)下部和發酵滾筒(7)的抽風管I、連通冷凝器(19)上部和生物濾池除臭系統下部分的抽風管II(14)，抽風管II(14)上裝有抽風機(22)，冷凝器(19)的底部設有放水閥(34)。
9.根據權利要求8所述的廚餘垃圾堆肥處理系統，其特徵在於所述抽風管I由兩個各自呈「」字形的抽風管III(32)和抽風管IV(33)對接組成，該兩個抽風管上面的水平管由密封旋轉接頭II(5)連接在一起，抽風管III(32)下面的水平管連通在冷凝器(19)底部，抽風管IV(33)的下面的水平部分和豎直部分固定在發酵滾筒(7)內的側壁和端壁上，且其上面的水平管位於發酵滾筒(7)的中軸線位置。
10.根據權利要求8所述的廚餘垃圾堆肥處理系統，其特徵在於所述冷凝器(19)內設有脫硫劑。
專利摘要本實用新型涉及一種城市生活垃圾處理系統。本實用新型廚餘垃圾堆肥處理系統包括安裝在底架上的發酵堆肥系統、生物濾池除臭系統及抽風系統，其中發酵堆肥系統包括固定在底架上的電機和發酵滾筒，發酵滾筒外環繞兩個齒輪帶，底架上設有分別與兩個齒輪帶相合的兩對擋託輪，發酵滾筒端部裝有大齒輪，電機輸出軸上裝與大齒輪嚙合的小齒輪，發酵滾筒內壁上設有均布的若干個抄料板。本實用新型的有益效果是可以節約大量電能，運行成本低，處理效果好。
文檔編號C05F17/02GK2905782SQ20062002284
公開日2007年5月30日 申請日期2006年3月17日 優先權日2006年3月17日
發明者王德漢, 曾錦林, 王小偉, 廖宗文 申請人:華南農業大學