一种塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统，它在发酵塔体的顶部设有进料口、尾气出口和连续物位传感器，桥卸料装置安装在发酵塔体的底部，发酵塔体的上部侧壁安装有上限位物位传感器和下限位物位传感器，发酵塔体的侧面以不同高度沿轴向设有温度-氧气传感器和取样口；所述强制通风系统由多层平行排布安装于发酵塔体内的通风管与鼓风机相连接组成；所述破桥卸料装置由破桥卸料驱动电机驱动卸料；所述PLC控制系统与所有传感器、强制通风系统及破桥卸料装置相连接以实现自动控制。本实用新型系统可确保堆肥产品质量稳定，自动化程度高，劳动强度低，解决了常规堆肥尾气需要配套收集系统和除臭设备的投资运行费用问题。
【专利说明】一种塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于有机固体废弃物处理处置【技术领域】，具体是一种塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统。
【背景技术】
[0002]中国每年产生的有机固体废弃物达几十亿吨，近几年污染事故与事件的逐年增力口，使得有机固体废弃物渐渐被人们重视。农业废弃物在生产过程中由于可利用品质不高，成分复杂，二次开发成本高、难度大，同时缺乏政策的引导和资金的投入，导致农业废弃物污染呈现出数量大、品质差、危害多的特点。堆肥技术具有古老的历史，在现代社会中也广泛地应用于餐厨垃圾、畜禽粪便、农作物秸秆和剩余污泥等富含生物可降解有机物的废弃物的无害化处理，堆肥处理的产物还含有丰富的腐殖质和植物养分，适用于土地利用，使堆肥技术具有资源化价值。目前该技术已成为处理农业废弃物资源化、无害化和减量化利用的重要手段。
[0003]好氧堆肥处理是农业废弃物资源化、无害化和减量化处理的常用方法之一。现代好氧堆肥是利用堆肥设备使农业废弃物在有氧条件下利用好氧微生物作用达到稳定化、无害化，转变为有利于土壤性状改良并对农作物生长有益和容易吸收利用的优质有机肥的方法。目前常见的槽式堆肥、条跺堆肥或反应器堆肥技术都需要配套独立尾气收集处理系统，导致系统建设投资和运行成本升高，一定程度上限制了好氧堆肥技术的推广。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以通过堆肥菌群消除尾气异味的封闭塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统，它可以解决槽式堆肥等传统开放式翻堆发酵系统自动化程度低、尾气收集处理设备复杂、需要专门配套尾气处理设施的问题。
[0005]本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题:
[0006]本实用新型一种塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统，它主要由发酵塔体3、强制通风系统、PLC控制系统和破桥卸料装置7组成；发酵塔体3的顶部设有进料口 1、尾气出口2和连续物位传感器10，桥卸料装置7安装在发酵塔体3的底部，发酵塔体3的上部侧壁安装有上限位传感器11和下限位传感器12，发酵塔体3的侧面以不同高度沿轴向设有温度-氧气传感器13和取样口 6 ;所述强制通风系统由多层平行排布安装于发酵塔体3内的通风管4与鼓风机相连接组成；所述破桥卸料装置7由破桥卸料驱动电机5驱动卸料；所述PLC控制系统与所有传感器、强制通风系统及破桥卸料装置相连接以实现自动控制。
[0007]所述发酵塔体高径比为2.0-4.5。
[0008]所述通风管4沿发酵塔体轴向平均分布并径向接入发酵塔体内，通风管4垂直方向设有止回阀。
[0009]所述进料口 I设于发酵塔体顶部中心处，尾气出口 2和连续物位传感器10分别位于进料口 2两侧。[0010]所述上限位传感器11位于下限位传感器12的正上方。
[0011]所述破桥卸料装置为卸料螺旋装置，它包括多组并排安装于螺旋卸料装置框架35上的螺旋输送机二 33构成，螺旋卸料装置框架35与发酵塔体3底端匹配连接，每组螺旋输送机上设有卸料螺旋32，每组螺旋输送机的两端均伸出发酵塔体，其中一端经联轴器31与电机组30连接实现独立驱动，另一端设有出料口二 34。
[0012]所述破桥卸料装置为旋转卸料装置，它由多组并排安装于旋转卸料装置框架25上并带有翅片的旋转卸料辊29构成，旋转卸料装置框架25与发酵塔体3底端匹配连接，旋转卸料辊29之间留有间歇，所述翅片之间不相互咬合，每组旋转卸料辊29与驱动电机26连接。
[0013]所述破桥卸料装置为液压滑架卸料装置，它由至少两组以滑动配合安装于液压滑架卸料装置框架21上的液压破桥滑架17及位于液压破桥滑架17下方的螺旋输送机一 23构成，液压滑架卸料装置框架21与发酵塔体3底端匹配连接，液压破桥滑架17由液压缸20驱动可作来回摆动，螺旋输送机一 23的两端均伸出发酵塔体，其中一端与螺旋输送机电机22连接，另一端设有出料口一 19。
[0014]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:
[0015](I)好氧发酵全程堆体温度-氧浓度通过多层通风实现自动控制，精确调控不同阶段的堆肥参数，确保堆肥产品质量稳定；
[0016](2)堆肥系 统进料分配及堆肥卸料设备化、自动化，简化运行操作，降低生产劳动强度；
[0017](3)本实用新型采用模块化设计，可根据堆肥处理量配套单台或多组发酵塔满足生产要求。
[0018](4)利用发酵塔内不同堆肥阶段优势菌种的特点，借助独特的塔式堆肥结构将高温堆肥与除臭生物滤池相结合，形成自耦合尾气除臭模式，解决了常规堆肥尾气需要配套收集系统和除臭设备的投资运行费用问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统的主视图；
[0020]图2是图1的俯视示意图；
[0021]图3是本实用新型采用的液压滑架卸料装置的俯视图；
[0022]图4是本实用新型采用的旋转卸料装置的俯视图；
[0023]图5是本实用新型采用的卸料螺旋装置的俯视图。
[0024]图中:1 一进料口、2-尾气出口、3-发酵塔体、4-通风管、5-通风管支撑架、6—取样口、7—破桥卸料装置、8—落料口、9—堆肥塔支架、10—连续物位传感器、11—上限位传感器、12—下限位传感器、13—温度-氧气传感器、14一加强筋、15—破桥卸料驱动电机、16-电机支架、17-液压破桥滑架、19-出料口一、20-液压缸、21--液压滑架卸料装置框架、22—螺旋输送机电机、23—螺旋输送机一、24—液压推杆、25—旋转卸料装置框架、26 —驱动电机、27 —轴承、28 —电机座、29—旋转卸料辑、30 —电机组、31 —联轴器、32—卸料螺旋、33—螺旋输送机二、34—出料口二、35—螺旋卸料装置框架。【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式不限于下列实施例。
[0026]下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
[0027]如图1和图2所示，该发酵塔体3的顶部设有进料口 1、尾气出口 2和连续物位传感器10，进料口 I设在发酵塔体3顶部的中间位置，尾气出口 2和连续物位传感器10分别位于进料口 2两侧；桥卸料装置7安装在发酵塔体3的底部，并由破桥卸料驱动电机5驱动卸料，桥卸料装置7的末端设有落料口 8，破桥卸料装置7下部设堆肥塔支架9作为整个发酵塔体的支撑脚，堆肥塔支架9侧边连接用于安装破桥卸料驱动电机5的电机支架16。发酵塔体3的上部侧壁设有垂直沿轴向排布的上限位传感器11和下限位传感器12，上限位传感器11位于下限位传感器12的正上方。发酵塔体3的侧面以不同高度沿轴向设有温度-氧气传感器13和取样口 6，温度-氧气传感器13用于实时采集堆体内温度和氧气数据，取样口 6用于采集堆体各发酵阶段的样品进行分析。发酵塔体3侧面设有多层平行排布的通风管4并由通风管支撑架5固定支撑，多层通风管4与鼓风机相连接组成强制通风系统；本实用新型采用的所有传感器、强制通风系统及破桥卸料装置均与PLC控制系统形成连接以实现自动控制。
[0028]本实例采用的发酵塔体高径比为3.0 ;加强筋14设在发酵塔体3侧面加强塔体刚性。
[0029]本实例的通风管4沿发酵塔体轴向平均分布并径向接入发酵塔体内，通风管4垂直方向设有止回阀。
[0030]本实用新型采用的破桥卸料装置7有多种实现形式，下面结合图3、4、5进一步说明。
[0031]如图3所示，破桥卸料装置7为液压滑架卸料装置，它由至少两组以滑动配合安装于液压滑架卸料装置框架21上的液压破桥滑架17及位于液压破桥滑架17下方的螺旋输送机一 23构成，液压滑架卸料装置框架21与发酵塔体3底端匹配连接，液压破桥滑架17与液压缸20的液压推杆连接，通过液压缸20驱动实现液压破桥滑架17水平往复运动，螺旋输送机一 23的两端均伸出发酵塔体，其中一端与螺旋输送机电机22连接，另一端设有出料口一 19。
[0032]使用时，由液压缸20驱动液压推杆24，并通过液压破桥滑架17将发酵塔体3内堆肥破碎并推送至发酵塔体3底部的螺旋输送机一 23，最终至螺旋输送机一 23末端的出料口一 19完成卸料过程。液压滑架卸料装置可以均匀的将堆肥堆体逐层破碎收集，保障发酵塔内物料呈均匀轴流下落状态。
[0033]如图4所示:破桥卸料装置7为旋转卸料装置，它由多组并排通过轴承27支撑安装于旋转卸料装置框架25上并带有翅片的旋转卸料辊29构成，旋转卸料装置框架25与发酵塔体3底端匹配连接，旋转卸料辊29之间留有间歇，所述翅片之间不相互咬合，每组旋转卸料辊29与驱动电机26连接，驱动电机26安装在电机座28上。
[0034]使用时，旋转卸料辊29由设在电机座28上的驱动电机26驱动，卸料辊29之间有缝隙通过堆肥架桥封阻，卸料辊29沿轴向旋转会造成其上方堆肥失稳跌落至设在塔底下方的输送带上运走，从而完成卸料并实现堆肥破碎功能。
[0035]如图5所述:破桥卸料装置7为卸料螺旋装置，它包括多组并排安装于螺旋卸料装置框架35上的螺旋输送机二 33构成，螺旋卸料装置框架35与发酵塔体3底端匹配连接，每组螺旋输送机上设有卸料螺旋32，每组螺旋输送机的两端均伸出发酵塔体，其中一端经联轴器31与电机组30连接实现独立驱动，另一端设有出料口二 34。
[0036]使用时，由电机组30驱动每个螺旋输送机二 33旋转，塔内堆肥依靠自重压向塔底卸料螺旋32并由螺旋卸料机二的出料口二 34排出堆肥塔体，从而完成卸料过程。
[0037]下面对本实用新型的工作原理进行描述:
[0038]由上料分配输送机送至发酵塔顶部并从进料口 I进入发酵塔体3，物位计监控塔内堆体高度，当塔内物位达到上限位传感器11时停止进料。
[0039]PLC控制系统在时间控制的基础上，根据温度-氧气探测系统提供的堆体温度和氧气浓度为控制因素，对强制通风系统工作状态进行控制，工作原理如下:PLC控制系统以时间、堆体温度和氧气浓度为控制变量，以风机启停和通风速率为操作变量。常规运行状态下风机根据PLC控制系统设定程序管理风机启停，当温度-氧气探测系统提供的堆体温度和氧气浓度超出设定范围时，程序自动调整风机启停或通风速率。例如，当堆体温度高于设定值或氧气浓度低于设定值时，PLC控制系统终止时间控制模式，强制启动风机加大通风速率对堆体进行强制降温和供氧；当堆体温度和氧气浓度达到设定范围后，PLC控制系统自动切换至时间控制模式，根据设定时间控制程序调整强制通风系统工作状态。
[0040]利用PLC控制系统控制鼓风机启停或通风速率，根据各层物料发酵强度供氧，延长堆体处于的高温发酵(50°C -70°C)周期，在半续批式模式下，堆体自上而下会形成超温除臭区(60°C -70°C )、高温分解区(55-50°C)、降温腐熟区(< 45°C)。
[0041]顶部堆体的高温环境下，堆肥物料自身具有的孔道结构内会形成天然生物滤层，此环境下高温微生物形成优势菌群对水溶性有机物分解迅速。塔内堆体层间不是孤立的单元，挥发性分子会随尾气流动在塔内逐层向塔顶扩散，同时发生气相-液相-固相间的转换。滤层吸附尾气的异味分子被自养嗜热无芽孢等菌群氧化分解为水、二氧化碳、单质硫和硝酸盐，形成堆肥自体处理的自耦合生物除臭滤床，避免了敞开式堆肥的尾气收集问题，节省独立建设尾气处理设施的投资，解决了堆肥尾气处理的问题。
[0042]位于塔底的破桥卸料装置通过水平或轴向运动使堆体失稳，从塔底下方或侧面输送出发酵系统，完成为期7-10天的高温发酵，物位计监控塔内堆体高度，当塔内物位达到下限位传感器12时停止破桥卸料装置工作。
[0043]一次发酵的堆肥尚需二次发酵槽进行堆肥腐熟最终形成腐殖土，二次发酵周期为10-30天，稳定后的堆肥作为土壤调理剂或复合肥基肥资源化利用。
【权利要求】
1.一种塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统，其特征在于:它主要由发酵塔体(3)、强制通风系统、PLC控制系统和破桥卸料装置(7)组成；发酵塔体(3)的顶部设有进料口(I)、尾气出口( 2 )和连续物位传感器(10 )，桥卸料装置(7 )安装在发酵塔体(3 )的底部，发酵塔体(3)的上部侧壁安装有上限位传感器(11)和下限位物位传感器(12)，发酵塔体(3)的侧面以不同高度沿轴向设有温度-氧气传感器(13)和取样口(6);所述强制通风系统由多层平行排布安装于发酵塔体(3 )内的通风管(4 )与鼓风机相连接组成；所述破桥卸料装置(7 )由破桥卸料驱动电机(5)驱动卸料；所述PLC控制系统与所有传感器、强制通风系统及破桥卸料装置相连接以实现自动控制。
2.根据权利要求1所述塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统，其特征在于:所述发酵塔体(3)高径比为2.0-4.5。
3.根据权利要求1所述塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统，其特征在于:所述通风管(4 )沿发酵塔体轴向平均分布并径向接入发酵塔体内，通风管(4 )垂直方向设有止回阀。
4.根据权利要求1所述塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统，其特征在于:所述进料口(I)设于发酵塔体顶部中心处，尾气出口( 2 )和连续物位传感器(10 )分别位于进料口( 2 )两侧。
5.根据权利要求1所述塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统，其特征在于:所述上限位传感器(11)位于下限位传感器(12)的正上方。
6.根据权利要求1所述塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统，其特征在于:所述破桥卸料装置(7)为卸料螺旋装置，它包括多组并排安装于螺旋卸料装置框架(35)上的螺旋输送机二(33)构成，螺旋卸料装置框架(35)与发酵塔体(3)底端匹配连接，每组螺旋输送机上设有卸料螺旋(32)，每组螺旋输送机的两端均伸出发酵塔体，其中一端经联轴器(31)与电机组(30 )连接实现独立驱动，另一端设有出料口二( 34 )。
7.根据权利要求1所述塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统，其特征在于:所述破桥卸料装置(7 )为旋转卸料装置，它由多组并排安装于旋转卸料装置框架(25 )上并带有翅片的旋转卸料辊(29)构成，旋转卸料装置框架(25)与发酵塔体(3)底端匹配连接，旋转卸料辊(29)之间留有间歇，所述翅片之间不相互咬合，每组旋转卸料辊(29)与驱动电机(26)连接。
8.根据权利要求1所述塔式自耦合除臭高温好氧发酵系统，其特征在于:所述破桥卸料装置(7)为液压滑架卸料装置，它由至少两组以滑动配合安装于液压滑架卸料装置框架(21)上的液压破桥滑架(17)及位于液压破桥滑架(17)下方的螺旋输送机一(23)构成，液压滑架卸料装置框架(21)与发酵塔体(3)底端匹配连接，液压破桥滑架(17)由液压缸(20)驱动可作来回摆动，螺旋输送机一(23)的两端均伸出发酵塔体，其中一端与螺旋输送机电机(22)连接，另一端设有出料口一(19)。
【文档编号】C05F9/02GK203602514SQ201320850808
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】杨崎峰, 宋海农, 张健, 罗庆德, 黄海山, 班飞, 王景龙, 宁夏, 谢运枝, 成刚, 丁瑞, 黄洪波, 罗剑云, 潘振 申请人:广西博世科环保科技股份有限公司