专利名称：生物废物处理站的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生物废物处理站。
背景技术：
每天，大量的有机废物通过人的食物链、在农业中和通过工农业 部门而产生。这种有机废物占固体城市废物的很大部分，是污水的主 要成分，并构成工农业和其它产业的残留物。
问题是怎样处理这种废物，以便防止它进入下水道和重新利用它。
通过微生物进行的有氧分解(堆肥处理)无疑是非常高效和经济 的技术。目前已知的生物处理站大致通过将有机物质连续或成批量地 供给各种形状的处理槽中而进行工作，在该处理槽中，有机物质通过 机械装置来搅拌以便获得均化状态，并向前传送，以便形成用于流入 废物的空间；而且，处理后的物质保持良好通气，以便保证向进行生 物处理的微生物很好地供给所需量的氧。
已知各种根据上述技术来工作的废物处理站；不过，它们都有效 率有限的缺点。
例如，瑞典专禾U 7306001-4 (由Johnson Construction Company AB 于1974年4月27日提交)提供了一种处理槽，该处理槽有倾斜的基底，一组或多组螺旋推动器悬在该基底上面，并围绕安装在辊桥(mller bridge)上的水平轴线而枢轴转动，该螺旋推动器降低至物质中并横 过处理槽的整个长度，从流入壁至流出壁，从而使物质混合并向前传 送，以便形成用于新废物的空间。当螺旋推动器到达流出壁时，它们 绕铰链枢轴转动，从物质中拉出，然后往回朝着流入壁运动，在该流 入壁处，它们再次降低至物质中，以便开始新的循环。通过该螺旋推 动器自身泵送空气以用于进行生物处理的微生物，，该螺旋推动器内 部为空心。
这种系统有多个严重的缺陷，例如损失大约50%的工作时间来 用于在各处理循环结束时使空闲的螺旋推动器横过处理槽返回；由于 需要使螺旋推动器抽出和重新没入物质中而使得物质从处理槽的流 入侧向流出侧非均匀前进；且必须使处理槽具有陡峭的倾斜基底，以 便帮助物质前进，因为否则将对螺旋推动器施加太大阻力，从而危及 系统的机械部件的正确操作。这样损失时间将转变成降低处理能力， 而物质的非均匀前进以及废物达到足够熟化程度所需的时间变化(大 约50%)可能完全改变处理性能，该处理性能通过熟化水平测量，并 与在处理槽中的所有颗粒(包括物质)花费的时间以及其它参数(例 如混合和通气)紧密相连。
由Secit SpA在1983年10月18日提交的意大利专利23342提供 了一种与瑞典专利中所述类似的技术，其中螺旋推动器以与物质相 同的方向前进；螺旋推动器通过沿它们的轴线(与处理槽的基底垂直) 的运动而从位置中取出；且通过布置在处理槽底部的保护管路对物质进行通气。
除了物质的非均匀前进(通过沿它们的轴线运行的螺旋推动器的 取出和重新没入而纠正的缺陷)夕卜，并没有对瑞典专利的其它缺陷进 行纠正，相反，它必然增加了还一缺点建筑物必须足够大，以便容 纳整个站，该站相当高，以便能够使螺旋推动器升高。
因为所有这种站都必须与外部充分密封(显然由于对环境的影 响)，因此更高的建筑物除了带来的更高建造成本，还需要更高的操 作成本(因为更大量的空气要在建筑物内循环和然后除臭，，每小时 的空气更换次数必须相同)。
欧洲专利申请EP0931035介绍了一种水平的矩形处理槽，要处理 的有机固体废物通过传送器皮带或类似机械装置而沿一个较长壁连 续或者成批量地供给该处理槽中；处理后的物质在相对侧离开。在处 理槽的上面是具有触轮(trolley)的桥，两个螺旋推动器安装在该触 轮上，处于稍微倾斜的位置，且顶端指向流入侧。螺旋推动器在处理 槽的流入侧附近降低至物质中，然后通过该桥而横过处理槽的整个长 度纵向运动。处理槽的底部提供有通风系统，该通风系统包括在供给 生物处理所需空气的区域中分组的管道。
这种站有两个主要缺点只有一个安装螺旋推动器的触轮，因此
该触轮在流入侧与生物物质接触和在流出侧与生物物质接触，不过， 根据它在农业应用中的卫生需要，该流出侧的生物物质必须为生物中 性。只使用一个触轮用于螺旋推动器使得在流入侧的未处理生物物质 与在流出侧的物质接触，因此导致对流出侧物质的细菌污染。类似的，在物质内部的温度控制很难实现。达到高于特定最小值 的发酵温度将保证产品的生产没有细菌污染。
发明内容
本发明涉及一种生物废物处理站，目的是纠正影响上述发明的缺 陷，并对于初始投资和操作成本都很经济。
本发明的主要目的是消除由于存在从流入侧进入的生物物质而
对出来材料的细菌污染；通过简单和容易的可调节系统来保证处理物
质的可调节和均匀地前进；保证物质从处理槽连续和均匀地流出，而
不需要任何流出物清除储存器；保证螺旋推动器的自清洁，且在工作 过程中连续除去不可避免地缠绕在螺旋推动器上的线和碎布；通过采
取简单措施来使物质在处理槽中保持恒定高度，以便补偿由于蒸发和 其它化学处理而减少的容积；连续除去可能在处理槽的底部堆积的固 体物质层(当它们长时间不受到螺旋推动器的搅拌时)；保证有机物 质的强制通气，以便减少在装有生物处理槽的建筑物内的凝结，并用 于氧化生物物质，以便达到发酵温度，该发酵温度使得包含在流入侧 的物质中的细菌变中性。
本发明基于这样的原理，即通过机械工具例如螺旋推动器来对要 处理的废物进行搅拌和精确传送(就象人工进行)，从而产生一系列 土墩。
根据本发明，处理槽是水平的矩形槽，有机固体废物通过传送器 皮带或任意其它机械装置而沿一个较长壁连续或成批量地供给该处理槽中；处理后的物质在相对侧离开。处理槽分成至少两个处理盆 VI、 V2，各盆通过挡板B而与另一个分离。挡板B有两个壁(Bl 和B2)， 一个朝着流入侧，另一个朝着流出侧，且各盆提供有至少一 个搅拌机械工具。
在处理槽上面是具有触轮的桥，螺旋推动器安装在该触轮上，并 处于稍微倾斜的位置，且顶端朝着流入侧。在各触轮上可以以不同斜 度安装一个或多个螺旋推动器，优选是相对于垂直轴线以在10°和50° 之间的角度倾斜。螺旋推动器在处理槽的流入侧附近降低至物质中， 然后通过该桥而横过处理槽的整个长度纵向运动。由于它们倾斜，因 此螺旋推动器犁过物质，从而形成纵向沟槽，并从处理槽中排出容积 等于沟槽容积的废物。
根据该技术，废物被纵向切割，因此分离第一土墩，然后，该第 一土墩越过处理槽壁流出。在该第一沟槽形成和到达处理槽壁之后， 该组螺旋推动器保留在废物内部，并沿桥向流入壁运动，在该流入壁 处，它开始通过一连串沟槽而犁新的沟槽，从而形成另一土墩，直到 它到达处理槽的流入末端，在该流入末端处，螺旋推动器与新鲜的有 机物质啮合，并产生用于流入废物的排空空间。这时，完成循环的一 组螺旋推动器(通常在一天结束时)返回开始点，在该开始点，它保 持没入物质内部，尽管需要时它可以从物质中取出，因为它通过枢轴 而安装在桥上。
一系列的土墩保证废物在螺旋推动器每次经过时规则前进；同 时，只通过很浅的沟槽隔开，从而达到处理槽容积的高度最优化。通过使用计算机和相应程序来控制沟槽的节距，可以使物质保持 恒定水平(否则物质的水平将会下降，由于蒸发和其它化学反应的影 响)，同时螺旋推动器的倾斜保证物质以想要的速度前进，从而保证 它在处理槽内保留合适时间。
通过计算机和合适程序以及倾斜的螺旋推动器，可以保证一系列 连续循环，从而搅动全部物质(向下至最低高度)，防止物质淤积， 因为过一会它将变成固体并使得空气不能透过。
根据本发明，刀片安装在螺旋推动器的杆的上部部分上，这样， 与其它固定刀片相比，它能够切割包含在物质中的任何线和碎布(该 线和碎布可能缠绕在旋转部件上，并最终到达螺旋推动器的上部部 分)，因此避免任何人工清洁操作，该人工清洁操作需要使站停止。
而且，因为该组螺旋推动器在形成第一沟槽时将在相当短的时间 内确定一天循环中从处理槽流出的整个等效量，因此在随后处理之前 需要较大的储存器来储存它，根据本发明，处理槽的流出侧提供有沿 它的整个长度的平台，废物暂时储存在该平台上，同时在桥的边缘上 的抽取器-批量处理器将在桥的整个前后运动中逐渐除去和批量处理 该处理后的废物，同时在处理槽内形成沟槽。这形成可控制和容易调 节的流出，从而能够直接供给随后的机构，而不需要任何储存器。根
据优选实施例，挡板B的壁B1 (即朝着流入侧的壁)的斜度与螺旋 推动器的斜度相同。
通过从处理槽底部的特殊强制通气系统和回收由生物处理产生 的热量，可以获得更多的优点(不仅对于生物处理，而且对于环境影响)，因此，能够预热用于在建筑物中循环的空气，以及大大减少空 气量，且明显有利于周围的随后除臭。
优选是，根据处理槽的宽度，处理槽的底部沿纵向分成特定数目 的区域，对于各盆V1、 V2至少三个区域；这些区域沿处理槽的整个 长度与有机物质的生物处理转变的不同阶段相对应，并对于各阶段需 要不同量的空气。各区域提供有特定组的管，这些管布置在处理槽的 底部并穿孔，以便使空气能够通过。
根据本发明处理有机固体废物的方法包括使第一组螺旋推动器 平行于处理槽的流入侧而前进，且在运行结束时与该侧垂直地沿预定 轨迹前进，以便开始沿相反方向与流入侧平行地再次前进，从而搅拌 和使材料运动，以便产生由平行于流入侧的沟槽分开的一系列土墩， 该土墩在每个循环中都朝着流出侧前进，且它的速度能够使每一部分 物质都同时保持在处理槽的第一盆V1中。
螺旋推动器的运动将朝着在相邻处理盆之间的分离挡板B推动
生物物质，从而使得所述物质能够跨越它，并因此到达第二盆V2， 该第二盆V2提供有第二组螺旋推动器，该第二组螺旋推动器与第一 组一样平行于处理槽的流入侧而前进，且在运行结束时与该侧垂直地 沿预定轨迹前进，以便开始沿相反方向与流入侧平行地再次前进，从 而搅拌和使材料翻转，以便产生由平行于流入侧的沟槽分开的一系列 土墩，该土墩在每个循环中都朝着流出侧前进，且它的速度能够使每 一部分物质都同时保持在处理槽的第二盆V2中。然后循环可以在更
远的一盆中重复，或者处理材料可以排出。在各循环结束时，优选地，螺旋推动器优选是可以从生物物质中 抽出，以便洗涤和去除污染。
为了更清楚地解释本发明，下面将参考附图对优选实施例进行更 详细地结构和功能说明，附图中-图l表示了处理槽的剖视图； 图2表示了处理槽和通气系统的平面图； 图3表示了螺旋推动器的优选角度； 图4表示了螺旋推动器沿处理盆内部的预定轨迹前进； 图5表示了用于切割线的装置； 图6表示了抽出装置的两个实施例； 图7表示了处理槽和容纳它的建筑物的剖视图。
具体实施例方式
下面参考附图，特别是参考图1，有机物质2 (图1中未示出) 通过传送器皮带或类似装置而供给到处理槽1中，优选是以连续方 式。处理槽1的上面是桥5，两个或更多触轮沿该桥5运行， 一组一 个或多个螺旋推动器7安装在该触轮上，其特征在于(i)它们绕它 们自身轴线旋转，并由桥5运送而从处理槽1的末端运动至相对端； (ii)它们沿桥5而横过处理槽1从一个末端运动至相对端；(iii)它 们可以通过绕它们的旋转轴线8 (图1中未示出)旋转而翻转，从而使它们能够在需要时从有机物质中抽出。
图3表示了螺旋推动器7的工作位置的优选实施例，该螺旋推动 器7尽管它们都掠过处理槽的底部，但是它们都有分离的末端部分， 以便保证更有效地搅拌有机物质的最低层。
图4表示了处理槽的平面图，且螺旋推动器从开始点9至端部点 10的运动方向为根据由虚线表示的阶梯图形。在从端部点10向开始 点9的运动结束时，螺旋推动器优选是通过使它们绕它们的轴线8旋 转而从有机物质2中抽出，且该操作如前所述在处理循环结束时进 行，该处理循环通常持续一天，因为根据优选实施例，有机物质一天 混合一次。螺旋推动器7的翻转主要用于使桥5能够运动离开处理槽 1以便进行维护，或者运动至其它处理槽，因为相同的桥可以用于不 同的处理槽。
优选实施例包括两个螺旋推动器7，这两个螺旋推动器相互并排 纵向布置， 一个螺旋推动器追踪沟槽，而另一个螺旋推动器完成工作。 螺旋推动器的整个运行都有效，且它们的阶梯状运动由计算机引导， 该计算机的程序用于多种不同循环，这些不同循环可以在阶梯状运动 中有很小变化，这样，螺旋推动器的底端追踪不断变化的沟槽(与前 一个循环相比)，以便保证在有机物质的整个深度中犁过该有机物质。
如前所述，系统还提供有用于切割线和碎布的装置，如图5中所 示，该线和碎布缠绕在螺旋推动器上，并不可避免地将向上运动。
安装在螺旋推动器的杆上的刀片11将通过安装在螺旋推动器触 轮6上的相对刀片来切割在旋转过程中缠绕在螺旋推动器的杆上的线和碎布，否则将需要停止机器来切割。
图6表示了抽出和批量处理有机废物的装置的两个不同实施例。
第一装置包括由伸縮臂14承载的圆形磨13，而第二装置包括支 承在伸縮臂16上的螺旋供给器15。
这两个装置与桥5成一体地运动，并每次当桥到达处理槽的一个 末端以便改变它的方向时暂时穿过要抽出的有机废物，以这种方式， 当螺旋推动器7犁过在处理槽1内部的有机物质2时，抽出和批量处 理装置完成流出操作，从而当螺旋推动器运行新处理循环的第一路程 时，保证能除去足够量的物质，例如以便形成用于流入物质的空间。
众所周知，有机物质必须充分通气，以便向进行生物处理的微生 物供给氧。
根据本发明，图1和2所示的强制通气系统通过从处理槽的底部 将空气吹入有机废物中而实现。因此，根据处理槽的宽度，处理槽的 底部被纵向地分成特定数目的区域；这些区域对应于沿处理槽的整个 长度生物处理转变有机物质的各种阶段，并对于各阶段需要不同的空 气量。各区域提供有特定组的管18，这些管18布置在处理槽的底部 并穿孔，以便使空气能够经过它们。
本发明的通气系统的特征在于，通过图7中所示的管18进行的 通风将通过吸气来进行，且在盆的各个部分中吸入的空气不同。在中 心区域C中吸入的空气量小于在相邻区域中吸入的空气量，另外，在 相邻区域中的空气量使得生物物质饱和氧。
而且，朝着流出侧lb的前进的速度和在不同区域中的所述空气量将选择成这样，在中心区域C中，物质达到在60和65T:之间的温 度。这样，在60-65"C下的处理时间等于有机废物在各盆中的过渡时 间的1/3。中心区域C的相邻区域处于45和55"C之间的温度。.
图7表示了处理槽和容纳它的建筑物的剖视图，表示了用于有机 物质的强制通气的管的剖面。它表示具有穿孔截面的管18布置在处 理槽的底部，保护装置19覆盖管的穿孔部分，导管20与各管18连 接，用于收集凝结物，且可透过材料层布置在管18和保护装置19上， 以便防止与有机物质的任何接触。而且，还表示了在盆VI和V2以 及中心通气区域之间的分离挡板B。
标号17是位于处理槽外部的一个歧管，用于处理槽的特定区域 的管18从该歧管开始。标号19表示覆盖管18的穿孔部分的保护装 置，以便防止任何物质渗透，该物质渗透可能阻塞管。各歧管直接与 风扇连接，以便能够将吸入空气吹入处理槽的底部或从该处理槽的底 部吹出。当空气吸入时，由于它相当热(40-50°C)，因此它首先经过 一组换热器，该组换热器在该空气用于使容纳处理槽的建筑物通风之 前将热量传送给新鲜空气。
这种结构在受到冷和潮湿气候影响的区域中或者在潮湿季节中 非常重要，因为预先加热空气将通过提高它的水蒸汽承载能力而大大 减少凝结，同时减少使建筑物通风所需的空气量。从环境影响的观点 来看，这有多个优点，因为经过建筑物的空气有恶臭，需要在排出至 大气中之前进行除臭；不过，因为除臭处理不能100%有效，因此需 要处理的空气越少，它的污染影响就越小。
权利要求
1、一种用于固体有机废物的生物处理站，其供给至处理槽(1)中，该处理槽包括-水平底部(P)；-流入侧(1a)；-流出侧(1b)；-机械工具(7)，该机械工具具有倾斜旋转轴线和总是指向流入侧(1a)的尖端，该机械工具(7)使得有机废物从流入侧(1a)朝着流出侧(1b)运动；-桥(5)，用于使机械工具(7)在处理槽(1)内部平行于流入侧(1a)地运动；其特征在于该处理槽(1)细分成至少两个处理盆(V1、V2)，以便各盆通过分离挡板(B)与其它盆分开；挡板(B)有两个壁(B1、B2)，一个壁朝着处理槽(1)的流入侧(1a)，另一个朝着处理槽(1)的流出侧(1b)；以及在处理槽(1)的各盆(V1、V2)中有至少一个机械工具(7)。
2、 根据权利要求1所述的生物处理站，其特征在于，螺旋推动 器的轴线相对于垂直方向在10°和50°之间倾斜，且朝着流入侧(la) 挡板(B)的壁(Bl)的斜度与机械工具(7)的旋转轴的斜度相同。
3、 根据权利要求1或2所述的生物处理站，其特征在于，机械`工具(7)是螺旋推动器。
4、 根据权利要求1~3任一所述的生物处理站，其特征在于，在 处理槽(1)的各盆(Vl、 V2)中的机械工具(7)的旋转轴线的斜 度不同。
5、 根据前述任一权利要求所述的生物处理站，其特征在于，桥 (5)包括多个触轮(6)，该触轮(6)的数目等于盆的数目，在各触轮上安装至少一个螺旋推动器(7);以及螺旋推动器提供有刀片(11)和固定在触轮(6)上的相反刀片 的系统。
6、 根据前述任一权利要求所述的生物处理站，其特征在于，螺 旋推动器(7)距离处理槽(1)的底部(P)的最大高度至少等于在 处理槽的盆(Vl、 V2)之间的分离挡板(B)的高度。
7、 根据前述任一权利要求所述的生物处理站，其特征在于，处 理槽(1)的底部(P)提供有通气系统，该通气系统包括管(18)， 该管(18)具有由空气可透过的材料保护的穿孔部分(19)，且该管(18)根据生物处理所需的不同空气量分组成对于各盆(Vl、 V2) 的至少三个区域。
8、 根据权利要求7所述的生物处理站，其特征在于，各管(18) 铺设在处理槽(1)的底部，并提供有用于收集凝结物的导管(20)， 该凝结物通过一个或多个歧管(17)排出。
9、 根据前述任一权利要求所述的生物处理站，其特征在于，处 理槽(1)的流出侧(lb)提供有安装在桥(5)上用于抽出和分离有机物质的系统，所述系统独立于机械工具(7)的操作。
10、 根据权利要求9所述的生物处理站，其特征在于，所述系统 包括伸縮臂(14)，该伸縮臂有圆形磨(13)或螺旋供给器(15)。.
11、 一种应用于如权利要求1~10所述的生物处理站的用于生物 处理有机固体废物的方法，所述方法包括以下步骤-连续或成批量地将废物材料供给处理槽(1)中； -搅拌和使得所述材料从流入侧(la)向流出侧(lb)运动； 其特征在于第一组螺旋推动器平行于处理槽(1)的流入侧(la)前进，且 在运行结束时与该侧垂直地沿预定轨迹前进，以便开始沿相反方向与 流入侧平行地再次前进，从而搅拌和使材料向前运动，以便产生由平 行于流入侧(la)的沟槽分开的一系列土墩，该土培在每个循环中都 朝着流出侧(lb)前进，且它的速度能够使每一部分物质都同时保持 在处理槽的第一盆(VI)中；螺旋推动器的运动将朝着在两个相邻处理盆之间的分离挡板(B)推动生物物质，从而使得所述物质跨越所述挡板(B);第二盆(V2)的螺旋推动器平行于处理槽(1)的流入侧(la) 前进，且在运行结束时与该侧垂直地沿预定轨迹前进，以便开始沿相 反方向与流入侧平行地再次前进，从而搅拌和使材料运动，以便产生 由平行于流入侧的沟槽分开的一系列土墩，该土墩在每个循环中都朝 着流出侧(lb)前进，且它的速度能够使每一部分物质都同时保持在 处理槽的第二盆(V2)中；重复上述阶段，或者排出处理后的材料。
12、 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，通过管(18) 的通气通过吸气来进行，且吸入由各盆分成的各区域中的空气流速不 同。
13、 根据权利要求12所述的方法，其特征在于， -吸入中心区域C中的空气流速小于吸入相邻区域中的空气； -在相邻区域中的空气量使得生物物质饱和氧；以及 -选择朝着流出侧(lb)的前进速度和在各盆(VI、 V2)的不同区域中的空气量，以便在中心区域C中物质达到60和65'C之间的温 度。
14、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，-在60 65-C温度时的处理时间等于有机废物在各盆中的过渡时 间的l/3;和/或-中心区域(C)的上游和下游的区域的温度低于在中心区域(C) 中的温度，优选为45 55t:温度。
全文摘要
本发明涉及一种生物废物处理站，该处理站1分成至少两个处理盆V1、V2，各盆通过挡板B而与其它盆分离。挡板B有两个壁B1和B2，一个壁朝着流入侧，另一个壁朝着流出侧，且各盆提供有至少一个机械搅拌工具，各盆提供有分成区域的通气系统。
文档编号C05F17/02GK101626996SQ200780037151
公开日2010年1月13日 申请日期2007年9月13日 优先权日2006年10月3日
发明者阿尔贝托·卡雷拉 申请人:Sct太阳雨神枪手技术有限公司