一体化好氧发酵设备的制作方法

本发明涉及一种一体化好氧发酵设备，主要用于城市污泥、粪便、有机工业下脚料等固体废物的好氧发酵(堆肥)处理。

背景技术：

在城市污泥、粪便、有机工业平料装置等固体废物的好氧发酵(堆肥)处理中，需要采用好氧发酵(堆肥)将有机废物经过发酵处理实现物料的无害化、减量化、稳定化、资源化。无害化过程的实现是通过物料中微生物的繁殖，代谢有机质，产生热量，使物料温度达到55度以上，并维持5天以上，将物料中的有害物质和病原菌杀灭；减量化主要体现在微生物对物料的降解和水分的蒸发；稳定化主要指物料中的易降解有机质被微生物降解，并合成腐殖质的过程；经好氧发酵(堆肥)处理后的物料可进行资源化利用，主要用途为园林绿化、土地改良和制作有机肥料等。

好氧发酵(传统上称为堆肥)是处理有机固体废物的主要方式，在国内外均得到广泛应用。传统的好氧发酵工程由若干个具有不同功能的车间构成，配备有数十种机械设备，将发酵物料堆积于发酵车间内的地面上或钢筋混凝土槽中，通过鼓风曝气和翻抛作业为堆体供氧，实现物料的发酵处理过程。由于工程占地面积较大，配备机械设备较多，工程需要配备的人员也较多，对操作人员的技术水平要求较高。

但是，对于中小城镇污泥处理、中等规模养殖废物处理、工业企业有机平料装置处理等中小型有机固废处理工程，若采用传统大型工程的建设模式，将导致投资不经济，运行管理不便。为了避免大型工程实施方式用于中小规模工程时缺乏经济性的弊端，近几年业内出现了一体化好氧发酵设备，其实施方式主要有卧式、塔式、滚筒式几种。卧式一体化设备的运行原理是物料在设备内呈水平方向运动，发酵生料从一端进入，发酵腐熟的物料从另一端移出；塔式一体化设备的运行原理是物料从顶部进入，腐熟物料从底部移出；滚筒式一体化设备的运行原理是物料从进料端进入，靠滚筒的旋转作用，腐熟物料从出料端移出。还有的设备底部为连续的链板，链板上配有曝气装置，通过链板的运动带动物料从进料端向出料端移动，物料重量作用在链条上，故障高，维修非常困难。且环形链板之间为中空结构，曝气系统的空气损失很大，曝气效率低，对发酵效率产生不利影响。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种一体化好氧发酵设备，以解决现有技术存在的体积大、曝气密封性差和故障率高的问题。

本发明的技术方案是：一体化好氧发酵设备，包括一个具有存储发酵物料的隧道式的仓体，仓体的顶部是顶盖，在顶盖上通过引风管道与除臭系统连接；其中，在所述的仓体的底部滑动安装依次排列的多个曝气箱体，在该曝气箱体的上面分布有多个曝气孔；在仓体的一侧或底部设有多个与曝气箱体的入气口对应的曝气装置；在仓体进料端的上方设有入料口和平料装置，在仓体的进料端与出料端之间装有翻抛机构，在该仓体的两端和上面设有用于将曝气箱体从仓体的出料端输送到进料端的回车系统；在该仓体的进料端装有用于将曝气箱体从进料端向出料端推进的推动装置；在仓体的出料端下部装有出料机构；上述的各运动装置均由电控系统自动控制。

在所述仓体的底部设有两条平行的轨道；在所述的曝气箱体的底部两边至少安装有两对与该轨道配合的车轮组成曝气小车。

所述的曝气箱体的顶面设有能够单独拆装的曝气板，在该曝气板上设有所述的曝气孔。

所述的回车系统由回车装置、进料端升降装置和出料端升降装置组成，进料端升降装置和出料端升降装置分别安装在仓体的进料端和出料端，回车装置安装在顶盖的上面；该曝气小车承载发酵物料在所述推动装置的依次驱动下移动到出料端，出料后的曝气小车由出料端升降机提升至顶部，然后由回车装置将曝气小车牵引至进料端，实现曝气小车的循环往复运动。

所述的回车装置包括驱动电机、主动链轮、从动链轮和链条，主动链轮和从动链轮分别转动安装在仓体两端的上面，链条连接在主动链轮和从动链轮之间，驱动电机驱动主动链轮带动链条循环运动，链条通过拨杆或挂钩牵引曝气小车从仓体的出料端移动到进料端。

所述的推动装置采用液压缸、气压缸或电动装置。

还设有用于给曝气空气加热的空气预热器，其出口通过曝气管道与所述的曝气装置的气体入口连接；该空气预热器的热源采用太阳能集热器或本发酵设备排放的废热。

所述的平料装置设在仓体的进料端顶部，用于将物料平整至指定高度；所述的翻抛机构包括疏松机和翻抛机，设置在所述仓体的中部，用于发酵物料翻松和抛撒；所述的出料机构包括疏松机、螺旋输送机和刮板输送机，刮板输送机位于仓体出料端的底部，实现物料的输出。

将两套以上的所述一体化好氧发酵设备并列设置，各套发酵设备的进料端和出料端分别共用一套进料端升降装置和出料端升降装置；该进料端升降装置和推动装置安装在进料端转运车上，该出料端升降装置安装在出料端转运车上，进料端转运车和出料端转运车的两侧至少装有两对滚轮；在各套发酵设备的进料端之间的底部或出料端之间的底部分别设有供该进料端转运车和出料端转运车在各套发酵设备之间往复移动的升降装置轨道；升降装置的移动由所述的电控系统自动控制。

本发明的优点是：适用对象为中小型的有机固废处理工程，省去了传统工程的厂房建设，将繁琐的固废处理过程全部在一台设备中完成，可节省工程占地，减少运行人员，降低工程造价和运行成本；物料的移动由曝气小车的运动来实现，液压缸推动曝气小车移动，带动曝气小车上堆积的发酵物料向前运动，以实现连续式运转过程；曝气小车的结构可避免严重漏风的缺陷，且故障率大幅度降低；由液压缸推动曝气小车移动，提供动力充足，运转的可靠性显著提升，避免了现有技术中用于驱动物料移动的链条易断裂和动力不足的问题；利用空气预热器对曝气空气加热，提高了发酵物料的脱水效率和发酵效率，提高了整个发酵设备的工作效率。

附图说明

图1是本发明侧面的总体结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1中的曝气小车的侧面结构示意图；

图4是图3的俯视图(旋转90°)；

图5是本发明并列应用的俯视结构示意图；

图6是应用本发明的污泥好氧发酵处理工艺流程图。

附图标记说明：1、空气预热器，2、液压缸，3、回车装置，4、进料端转运车，5、进料端升降装置，6、进料口，7、平料装置，8、曝气小车，81、曝气孔，82、入气口，83、曝气板，84、箱体，85、车轮，9、中间疏松机，10、翻料机，11、出料端疏松机，12、螺旋输送机，13、刮板出料机，14、出料端转运车，15、出料端升降装置，16、轨道，17、仓体，18、顶盖，19、曝气管道，20、引风管道，21、出料口，22、曝气装置；29、进料端升降装置移动轨道，30、出料端升降装置移动轨道，31、布料输送机，38、1#一体化发酵装置，39、2#一体化发酵装置，40、出料输送机，41、一体化生物除臭系统。

具体实施方式

参见图1～图5，本发明的一体化好氧发酵设备，包括一个具有存储发酵物料的隧道式的仓体17，仓体17的顶部是顶盖18，在顶盖18上通过引风管道20与除臭系统41连接。仓体17的底部装有两条平行的轨道16，在轨道16上设有多个曝气小车8；在轨道16的一侧设有多个与曝气小车8侧面的入气口82对应的曝气装置22(参见图2)，曝气装置22采用风机作为曝气动力。该曝气装置22的气体入口通过曝气管道19与空气预热器1的出口连接，该曝气装置22的气体出口位伸缩结构，由控制系统控制其伸缩与曝气小车8的入气口82自动对接。在该仓体17的两端和上面设有用于将曝气小车8从仓体17的出料端输送到进料端的回车系统，在该仓体17的进料端装有用于将曝气箱体84从进料端向出料端推进的推动装置(液压缸2，也可采用气压缸或电动装置)。在仓体17的进料端上方入料口6和平料装置7，在仓体17的进料端与出料端之间装有翻抛机构9和10，在仓体17的出料端下部装有出料机构11-13。上述的各运动装置均由电控系统进行自动控制。

所述的曝气小车8由曝气箱体84和行走车轮85组成。曝气箱体8的底部和侧面封闭，顶部安装曝气板83，一侧的入气口82与曝气装置11的充气口(能够自动伸缩)对接，实现物料的曝气。曝气小车8底部安装有4个行走车轮85，车轮85在轨道16上行走。曝气小车8通过液压缸2(液压缸2安装在仓体17进料端处的进料端升降机5的左侧，如图1和图2所示)驱动，沿轨道16由进料端向出料端移动。

所述的回车系统由回车装置3、进料端升降装置5和出料端升降装置15组成，进料端升降装置5和出料端升降装置15分别安装在仓体17的进料端和出料端，回车装置3安装在顶盖18的上面；该曝气小车8承载发酵物料在所述的液压缸2的依次驱动下移动到出料端，出料后的曝气小车8由出料端升降机15提升至顶部，然后由回车装置3将曝气小车8牵引至进料端，实现曝气小车8的循环往复运动。

所述的回车装置3可以常规的传输装置，如链传动机构，由驱动电机、主动链轮、从动链轮和链条组成(未图示)，主动链轮和从动链轮分别转动安装在仓体17两端的上面，链条连接在主动链轮和从动链轮之间，驱动电机驱动主动链轮带动链条循环运动，链条通过拨杆或挂钩牵引曝气小车8从仓体17的出料端移动到进料端。

所述的进料端升降装置5和出料端升降装置15可以采用任何常规的升降装置，如剪刀式升降装置(平台)，或直接用液压缸直接驱动的升降装置，或链传动机构的升降装置。

所述的空气预热器1设在仓体17的进料端，用于给曝气空气加热，提高发酵物料的脱水效率；所述的平料装置7设在仓体17的进料端顶部，可将物料平整至指定高度；所述的翻抛机构设置在所述仓体17的中部，包括疏松机9和翻抛机10，用于发酵物料翻松和抛撒；所述的出料机构设在仓体的出料端，包括疏松机11、螺旋输送机12、刮板输送机13，刮板输送机13位于仓体出料端的底部，将曝气小车8顶部的粘着物料刮下，并输送出仓体，实现物料的输出。

所述的空气预热器1设在仓体17的进料端，用于给曝气空气加热，提高发酵物料的脱水效率；该空气预热器1的热源采用太阳能集热器或本发酵设备排放的废热。

本发明的工作过程说明如下：

物料由进料口6输送进入仓体17内部，堆积在曝气小车8上，由液压缸2推动曝气小车8每间隔一定的时间(根据发酵程度设定)向出料端移动，带动曝气小车8上的发酵物料同步移动。物料经平料装置7平整物料至指定高度，使物料可以充分装满到曝气小车8上。在每一次停顿的时间内，曝气小车8一侧的入气口82与曝气装置22的气体出口对接，曝气装置22的入口通过曝气管道19与由空气预热器1加热后的空气经曝气管19道输送至曝气小车8的曝气板83，气体经曝气板83输送到物料中，以达到为物料充氧的目的。堆体内的检测探头实时监测物料中的温度、氧气等发酵参数，根据监测数据反馈控制曝气装置22的鼓风机的启停。曝气小车8以根据发酵实际需要设置的速度在轨道16上行走，一个发酵周期内曝气小车8刚好由进料端移动到出料端。在物料移动到发酵仓体17的翻抛区域，物料移动至翻抛机构，通过疏松机9和翻抛机10对物料进行翻动和抛撒，实现物料与氧气充分接触，消除堆体层次差异，增加物料的孔隙度，加速物料发酵水分的脱除，促使物料充分发酵。出料端安装的螺旋输送机12和刮板输送机13，将发酵腐熟的物料输出发酵仓体17。出料后的曝气小车8移动到出料端升降机15上面，并被提升到设备顶部，通过回车装置3送回到设备的进料端。设备顶盖内的臭气经过引风管道20和引风机将收集的臭气送入除臭系统41处理后达标排放，水蒸气管道收集后集中处理达标排放。被输送到设备进料端的曝气小车8由进料端升降机5下降到酵仓体17进料端的底部，由液压缸2向出料端方向推进，进行下一个循环过程。

参见图5，本发明的一种应用方式是将两套以上的一体化好氧发酵设备(只图示了1#一体化发酵装置38和2#一体化发酵装置39两套)并列设置，各套发酵设备的进料端和出料端分别共用一套进料端升降装置5和出料端升降装置15；该进料端升降装置5和液压缸2安装在进料端转运车4上，该出料端升降装置15安装在出料端转运车14上，进料端转运车4和出料端转运车14的两侧至少装有两对滚轮；在各套发酵设备的进料端之间的底部设有供该进料端升降装置5在各套发酵设备之间往复移动的进料端升降装置移动轨道29；在各套发酵设备的出料端之间的底部设有供该出料端升降装置15在各套发酵设备之间往复移动的出料端升降装置移动轨道30。进料端升降装置5和出料端升降装置15的移动由设备的电控系统自动控制。多套发酵设备共用升降装置提高了设备的利用率，降低了设备投资。

本发明用于图6所示的城市污泥、粪便、有机工业平料装置等固体废物的好氧发酵(堆肥)处理工艺中的好氧发酵工序，总的处理工艺为常规技术，包括：

1、将被处理物添加调理剂后进行混料；

2、送入本发明的发酵设备进行好氧发酵：利用鼓风机鼓风曝气，排放的废气(液体)经过生物滤池进行过滤，达标后排放；

3、经好氧发酵后的固体物料进行筛分，筛上物重新处理，筛下物作为土壤或肥料加以利用。