一種兩段式園林垃圾好氧堆肥系統的製作方法
2023-05-29 06:27:31 2
本實用新型涉及園林垃圾資源化利用技術領域，尤其是一種兩段式園林垃圾好氧堆肥系統。
背景技術：
隨著我國城鎮化的發展，園林綠化率不斷地增加，隨之而來，園林垃圾產生量越來越大。目前，大部分園林垃圾都混入市政生活垃圾，一同進入垃圾焚燒廠或填埋場處理終端。園林垃圾密度小，給市政遠途清運造成較大的運能壓力，且有燃燒熱值低，填埋降解難度大等問題。園林垃圾是營養成分較好的有機物，焚燒或填埋都會造成資源的浪費。將園林進行高溫好氧堆肥，利用好氧微生物的代謝活動，快速降解纖維素和木質素等，產出生物有機肥，取得了良好的資源化利用效果。
目前高溫好氧堆肥普遍採用的是槽體式好氧堆肥系統，就是將產生的園林垃圾經過粉碎、調節C/N等前處理之後，投入槽體的進料口。然後在槽體內完成整個好氧堆肥過程。
這種傳統的槽式高溫好氧堆肥系統造價較低，處理量大，設備結構簡單，系統工況穩定。其缺點是整體佔地面積大，處理效率比較低。這是由於傳統槽式系統上方為敞開式的結構特點，造成發酵堆體熱量散失較大，升溫時間長，整個堆肥周期相對較長。隨著熱量的散失，堆體中也有大量的氮元素隨之流失，會明顯降低堆肥成品的養分含量。
另外，傳統的圓筒艙體式堆肥裝置密封性好，工藝控制比較全面，有利於保溫和養分保持，能加快降解速度和提升堆肥品質。但艙體式裝置造價高，處理量小，如果僅由艙體完成整個堆肥過程，則需要製作龐大的艙體，不易實現，設備運行也很困難。
技術實現要素：
本實用新型的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種兩段式園林垃圾好氧堆肥系統，該系統造價低、處理量大、穩定性高、艙體式發酵效率高、養分保持度高。
本實用新型是通過以下技術方案來實現的：一種兩段式園林垃圾好氧堆肥裝置，包括用於容納垃圾的初級發酵槽、用於接收由所述初級發酵槽轉出的垃圾的旋轉式發酵艙體；所述初級發酵槽內設置有通風供氧裝置和水分調節裝置；所述旋轉式發酵艙體包括承重底座、圓筒型艙體、左端面和右端面，所述圓筒型艙體的兩端分別通過軸承活動套設在左端面和右端面上，所述左端面設置有進料口，所述右端面設置有出料口；靠近進料口的所述圓筒型艙體前段的內壁鋪設有輔助加熱裝置；所述圓筒型艙體設置有用於翻轉所述圓筒型艙體的傳動裝置。
初級發酵槽用於儲放園林垃圾並供其完成初級發酵，初級發酵槽的堆肥過程中會升溫，為升溫階段，該階段主要降解可溶性的澱粉、糖分和有機酸等；旋轉式發酵艙體的堆肥過程中需要持續高溫，為高溫階段，該階段主要降解難降解的木質素、纖維素、半纖維束等，持續的高溫，可保持嗜熱微生物的活性，本實用新型設計該階段的堆肥由艙體式裝置完成；左端面和右端面因為與承重底座、圓筒型艙體的連接方式而保持固定不轉動，方便連續的進料和出料；通過軸承連接，可使左右端面與圓筒型艙體之間儘量的密封和穩定；輔助加熱裝置的設置，可對圓筒型艙體前段進行加熱，持續的高溫來保持嗜熱微生物的活性；傳動裝置可對圓筒型艙體進行翻轉，實現物料的翻轉，有利於均衡加熱，也利於物料的下落。
所述初級發酵槽分隔為依次相連的若干個獨立槽體。獨立槽體的設置，可將不同時間的園林垃圾分開堆放，便於根據前處理度的不同，將不同時間的園林垃圾轉入圓筒型艙體內。
所述旋轉式發酵艙體傾斜設置，所述圓筒型艙體與水平面成銳角夾角放置在所述承重底座上，所述左端面的底端位置高於所述右端面的底端位置。傾斜設置的圓筒型艙體可配合其旋轉，利於出料。
所述傳動裝置包括電機、設置在電機轉軸上的傳動齒輪、嚙合傳動齒輪的中央齒輪環，所述電機固定在所述承重底座上，所述中央齒輪環環繞設置在所述圓筒型艙體的外周。傳動裝置的設置，使得圓筒型艙體實現翻轉，既可使艙體內物料實現翻轉，重複攪拌而實現均勻加熱，又可促使物料往出料口方向下行轉移。
所述圓筒型艙體設置有支撐裝置，所述支撐裝置包括滾動底座、定滑輪，滾動軌道，所述滾動底座固定在所述承重底座上，所述定滑輪固定在所述滾動底座上，定滑輪的滑輪滾動面的兩側分別向上凸起形成護欄，所述滾動軌道所述兩側護欄之間並與定滑輪的滾動面接觸。支撐裝置用於輔助傳動裝置實現對圓筒型艙體的翻轉。
所述支撐裝置設置有兩組，且分置於所述傳動裝置兩側，一組設置在位於升溫階段所在的所述圓筒型艙體上，另一組設置在高溫階段所在的所述圓筒型艙體上。前後兩組支撐裝置與傳動裝置配合，可使圓筒型艙體的翻轉更加穩定，減少耗能。
所述輔助加熱裝置包括盤管，所述盤管環繞設置在所述升溫階段的圓筒型艙體的內壁上，盤管的兩端分別為入水口和出水口。園林垃圾進入圓筒型艙體後，此時熱水通過入水口流入盤管，並由出水口流出，從而加熱前段艙體內部，使參與好氧堆肥的園林垃圾的堆體溫度升高或保持高溫。
所述初級發酵槽與所述旋轉式發酵艙體之間通過可移動的輸送帶連接。通過可移動輸送帶的連接，實現物料的遷移，便於操作者的操作。
所述右端面開口並接駁有與所述圓筒型艙體相通的通風管，通風管的另一端連接有引風機。發酵過程需要供氧，引風機可使圓筒型艙體內有一定的微負壓，並達到給堆體物料供氧的目的。
本實用新型的優點是：本裝置採用分段式結構，集成了槽體式處理量大系統穩定和艙體式高溫維持能力強降解效率高的優點，園林垃圾經過初級發酵階段之後，體積大幅的減小，堆體溫度已經上升，進而轉入艙體發酵階段。該新型系統總體佔地小、處理效率高、適用性強、堆肥效果好。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例堆肥的工藝流程圖；
圖2為本實用新型實施例圓筒型艙體的結構示意圖；
圖3為本實用新型實施例盤管安裝於圓筒型艙體的結構示意圖；
圖4為本實用新型實施例引風機與圓筒型艙體的安裝示意圖；
圖5為本實用新型實施例初級發酵槽的結構示意圖；
圖6為本實用新型實施例傳動裝置、支撐裝置與圓筒型艙體的安裝結構示意圖。
圖中附圖標記含義：1、圓筒型艙體；2、進料口；3、左端面；4、出料口；5、右端面；6、傳動齒輪；7、中央齒輪環；8、滾動底座；9、滾動軌道；10、承重底座；11、盤管；12、入水口；13、出水口；14、初級發酵槽；15、獨立槽體；16、電機；17、定滑輪；18、護欄；19、通風管；20、引風機；21、軸承；A、園林垃圾原料；B、槽體式發酵；C、艙體式發酵；D、後熟堆肥區；E、前處理。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型的內容做進一步詳細說明。
實施例
參閱圖1，本工藝如流程圖所示，園林垃圾原料A作為堆肥的原料，先經過前處理E後進入槽體式發酵B，再進入艙體式發酵C，出料後堆放於後熟堆肥區D，從而完成整個堆肥工藝。
本實施例結合槽體式系統造價低、處理量大、穩定性高和艙體式發酵C效率高、養分保持度高等優勢，形成一種新型的兩段式堆肥系統。
堆肥過程的前段是升溫階段，該階段主要降解可溶性的澱粉、糖分和有機酸等，本實施例該階段的堆肥由槽體式系統(即初級發酵槽14)完成；堆肥的中段是高溫階段，該階段主要降解難降解的木質素、纖維素、半纖維素等，需要持續的高溫，以保持嗜熱微生物的活性，本實施例該階段的堆肥由艙體式裝置(即為旋轉式發酵艙體)完成。
參閱圖2至圖6，為一種兩段式園林垃圾好氧堆肥裝置，包括用於容納垃圾的初級發酵槽14、用於接收由初級發酵槽14轉出的垃圾的旋轉式發酵艙體、以及用於接收由旋轉式發酵艙體轉出的園林垃圾的後熟堆肥區D；初級發酵槽14內設置有通風供氧裝置和水分調節裝置；旋轉式發酵艙體包括承重底座10、圓筒型艙體1、左端面3和右端面5，圓筒型艙體1的兩端分別通過軸承活動套設在左端面3和右端面5上，左端面3設置有進料口2,右端面設置有出料口4；靠近進料口2的圓筒型艙體1前段的內壁鋪設有輔助加熱裝置；圓筒型艙體1設置有用於翻轉圓筒型艙體1的傳動裝置。
初級發酵槽14用於儲放園林垃圾並供其完成初級發酵，初級發酵槽14的堆肥過程中會升溫，為升溫階段，該階段主要降解可溶性的澱粉、糖分和有機酸等；旋轉式發酵艙體的堆肥過程中需要持續高溫，為高溫階段，該階段主要降解難降解的木質素、纖維素、半纖維束等，持續的高溫，可保持嗜熱微生物的活性，本實用新型設計該階段的堆肥由艙體式裝置完成；左端面3和右端面5因為與承重底座10、圓筒型艙體1的連接方式而保持固定不轉動，方便連續的進料和出料；通過軸承21連接，可使左右端面與圓筒型艙體1之間儘量的密封和穩定；輔助加熱裝置的設置，可對圓筒型艙體1前段進行加熱，持續的高溫來保持嗜熱微生物的活性；傳動裝置可對圓筒型艙體1進行翻轉，實現物料的翻轉，有利於均衡加熱，也利於物料的下落。堆料內部容易產生厭氧狀態，抑制發酵進程，影響堆肥品質，通風供氧裝置的設置，可使發酵堆肥過程中處於富氧狀態。發酵堆料的發酵過程是微生物的生命代謝活動過程，會消耗水分，同時，堆料發酵到高溫發酵這一過程時，部分水分也會蒸發損失；水分調節裝置的設置，可在需要時為發酵堆料補充水分，保證堆料的最佳含水率和發酵的穩定持續進行。
初級發酵槽14分隔為依次相連的若干個獨立槽體15。獨立槽體15的設置，可將不同時間的園林垃圾分開堆放，便於根據前處理E度的不同，將不同時間的園林垃圾轉入圓筒型艙體1內。
旋轉式發酵艙體傾斜設置，圓筒型艙體1與水平面成銳角夾角放置在承重底座10上，左端面3的底端位置高於右端面5的底端位置。傾斜設置的圓筒型艙體1可配合其旋轉，利於出料。
傳動裝置包括電機16、設置在電機16轉軸上的傳動齒輪6、嚙合傳動齒輪6的中央齒輪環7，電機16固定在承重底座10上，中央齒輪環7環繞設置在圓筒型艙體1的外周。傳動裝置的設置，使得圓筒型艙體1實現翻轉，既可使艙體內物料實現翻轉，重複攪拌而實現均勻加熱，又可促使物料往出料口4方向下行轉移。
圓筒型艙體1設置有支撐裝置，支撐裝置包括滾動底座8、定滑輪17，滾動軌道9，滾動底座8固定在承重底座10上，定滑輪17固定在滾動底座8上，定滑輪17的滑輪滾動面的兩側分別向上凸起形成護欄18，滾動軌道9兩側護欄18之間並與定滑輪17的滾動面接觸。支撐裝置用於輔助傳動裝置實現對圓筒型艙體1的翻轉。
支撐裝置設置有兩組，且分置於傳動裝置兩側，一組設置在位於升溫階段所在的圓筒型艙體1上，另一組設置在高溫階段所在的圓筒型艙體1上。前後兩組支撐裝置與傳動裝置配合，可使圓筒型艙體1的翻轉更加穩定，減少耗能。
輔助加熱裝置包括盤管11，盤管11環繞設置在升溫階段的圓筒型艙體1的內壁上，盤管11的兩端分別為入水口12和出水口13。園林垃圾進入圓筒型艙體1後，此時熱水通過入水口12流入盤管11，並由出水口13流出，從而加熱前段艙體內部，使參與好氧堆肥的園林垃圾的堆體溫度升高或保持高溫。
初級發酵槽14與旋轉式發酵艙體之間通過可移動的輸送帶連接。通過可移動輸送帶的連接，實現物料的遷移，便於操作者的操作。
所述右端面5開口並接駁有與所述圓筒型艙體1相通的通風管19，通風管19的另一端連接有引風機20。發酵過程需要供氧，引風機20可使圓筒型艙體1內有一定的微負壓，並達到給堆體物料供氧的目的。
一種兩段式園林垃圾好氧堆肥工藝，其包括如下步驟：
步驟一：將園林垃圾投入初級發酵槽14進行堆置發酵；
步驟二：將初級發酵槽14內堆置發酵後的堆料轉入旋轉式發酵艙體內，進行持續高溫發酵階段；
步驟三：將旋轉式發酵艙體轉出的園林垃圾轉入後熟堆肥區D；
步驟一中，初級發酵槽14設置有依次相連的獨立槽體15，園林垃圾置於獨立槽體15內，堆置發酵的時間為5天。
本實施例在在傳統槽體式和艙體式好氧堆肥裝置的基礎上，集成兩種裝置的優勢，進行有機結合，形成兩段式的新型堆肥系統。第一段設備為初級發酵的槽體，第二段為橫置可旋轉艙體。
第一階段的初級發酵槽14分隔成5個獨立槽體15，槽內配備通風供氧和水分調節裝置，可以實現初步的發酵，獨立槽體15依次相連，每個槽體可容納當天園林垃圾的進料量。
第二階段的旋轉式發酵艙體的圓筒型艙體1由底座支撐放置在平面上，底座上安裝有電機16，電機16帶動傳動齒輪6，傳動齒輪6帶動圓筒型艙體1進行轉動，與圓筒型艙體1相連有引風機20，引風機通過通風管19和圓筒型艙體1連接。
參考圖2，運行時，園林垃圾由進料口2進入圓筒型艙體1，開啟電機16，傳動齒輪6開始轉動，從而帶動中心齒輪環開始轉動，實現圓筒型艙體1內物料的翻堆與往出料口4遷移，滾動底座8支撐轉動，滾動軌道9約束整個艙體在轉動時保持穩定。左端面3和右端面5因為與圓筒型艙體1的連接方式而保持固定不轉動，方便連續的進料和出料。最後，好氧堆肥完成後的堆料通過出料口4取出並轉移到後熟堆肥區D。
參閱圖3，園林垃圾進入圓筒型艙體1後，此時輔助加熱裝置接通熱水管路實現供熱，熱水通過入水口12流入盤管11，並由出水口13流出，從而加熱圓筒型艙體1的前端內部，使經過初級發酵槽14發酵物料的溫度升高或保持高溫，維持發酵物料的溫度在50～60℃的高溫區間，並讓堆體在艙體內數天的整個期間，保持此高溫狀態，從而縮短整個好氧堆肥的周期。同時，通過圓筒型艙體1和該艙體的傾斜角度，可以自然地進行出料。
參閱圖5，園林垃圾在整個發酵過程中，經過粉碎後的物料，首先進入初級發酵槽14，物料在初級發酵槽14的時間大概為5天，因此初級發酵槽14共設置了5個依次相連的獨立槽體15，每個獨立槽體15用於堆置一天的發酵物料，獨立槽體15相對對立，可以將不同時間的物料分別堆置發酵。
前五天，每天的堆肥物料依次進入一個獨立槽體15，第六天起，每天出一槽的物料，再堆進當天新的物料。從而，物料在初級發酵槽14內經歷了5天的發酵，實現了初級的發酵降解是體積大幅減少並且實現了堆料的升溫，隨後轉入圓筒型艙體1，進行持續高溫發酵階段，數天後，從圓筒型艙體1出料，完成一次發酵過程。
本實施例實現了如下技術效果：
採用該兩段式好氧堆肥系統，可有效縮短園林垃圾好氧堆肥的時間周期，減少傳統槽體式工藝佔地大的弊端，也解決了傳統艙體式處理量小、造價高等問題。兩段式的結構，使物料經過初級發酵之後，進入艙體時已基本是高溫狀態，進而通過艙體保持最佳堆肥溫度。後段的艙體式高溫好氧堆肥，可大幅度降低氮營養元素的流失，提高肥料的肥力。該新型裝置一定程度上還提高了堆肥的連續性和可靠性。設備操作簡易，安全、可靠、實用，造價低，維護方便。
上列詳細說明是針對本實用新型可行實施例的具體說明，該實施例並非用以限制本實用新型的專利範圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更，均應包含於本案的專利範圍中。