生活垃圾发酵制肥装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明属于固体废弃物处理技术及资源化领域，具体涉及一种生活垃圾处理利用发酵制肥装置及其方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国社会经济的发展、城市化进程的加快和人民生活水平的迅速提高，生活垃圾的排放量不断增加，大量的生活垃圾废弃于环境中，既超出了环境的自然消纳能力，又将严重危害生态环境和人民的身体健康，所以处理好生活垃圾这一量大面广的污染成为当今社会亟待解决的重要难题。
[0003]目前，对于生活垃圾的处理主要以填埋、焚烧等为主。然而，填埋处理需要占用大量的土地，同时生活垃圾中有机物内含有的有害成分还会对土壤、水源、空气造成严重的污染，影响生态环境，危害人类的健康;焚烧则会在燃烧过程中产生大量的浓烟，给空气造成严重污染，所产生的固态残渣得不到合理的利用将会形成新的固态垃圾从而污染环境。
[0004]将生活垃圾进行堆肥处理是当前相对较为合理有效的一种处理方法，既可以解决生活垃圾的污染问题，又能够变废为宝达到废物资源化的目的。但是，传统的堆肥法是将大量的有机物堆放到发酵池内或空地上进行发酵，这种方法不仅占地面积大，发酵时间受到季节和气候的限制，而且在发酵过程中会释放出难闻的恶臭味，影响周边地区的环境。。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是在于克服现有技术的不足，并提供一种生活垃圾处理利用发酵制肥装置及其方法。具体技术方案如下:
[0006]—种生活垃圾发酵制肥装置，其主体为发酵仓，发酵仓上部开设的进料口和排气口，并在进料口处设置进料挡板;发酵仓下部开设用于排放渗滤液的出液口和输出发酵后物料的出料口；发酵仓内设有破碎装置。破碎装置可实现堆肥发酵的同时，对物料进行同步破碎，减小物料的粒径，提高堆肥效果。
[0007]为了提高破碎效果，所述的破碎装置为若干组呈十字型布设的破碎刀片，具有两个相互垂直的旋转维度。
[0008]作为一种上述破碎装置的优选方案，所述的破碎刀片均设置在中心转动球体上；中心转动球体由右球冠、左球冠和中间块组成，右球冠、左球冠旋转固定于中间块上，右球冠、左球冠之间通过连接轴固定连接;右球冠、左球冠上分别设置2组破碎刀片；中心转动球体通过驱动轴与减速电机相连，并由减速电机带动绕驱动轴旋转;连接轴通过传动带与旋转电机相连实现转动;所述的破碎刀片的刀刃呈螺旋状延伸。
[0009]该破碎装置能通过减速电机带动中心转动球体在水平维度旋转，同时还能通过旋转电机通过连接轴驱动左右球冠在垂直维度旋转。在该旋转状态下，刀片周边的物料能够在各个方向都得到充分的破碎。且呈螺旋状延伸的刀刃由于本身存在直径，能够在旋转过程中起到搅拌作用，进一步提高了物料的细度和混合度。
[0010]作为优选，所述的进料口下方设有用于承接物料的螺旋输送机;螺旋输送机底部呈倾斜状，使螺旋输送机的内部腔室呈进料端大、出料端小的锥形结构，进料端底部通过导流管与出液口相通。生活垃圾一般含水率较高，通过初步的挤压脱水可降低原始物料的含水率，避免颗粒间隙充水而产生厌氧现象所致的微生物代谢不完全以及恶臭气体的产生，前期脱水可为后续好氧发酵提供适宜的条件，保证堆肥工艺的顺利进行，同时可避免渗滤液聚集于仓体底部而导致的出料过湿现象。
[0011]作为优选，所述的发酵仓的仓体侧壁呈中空状，内置用于调节发酵温度的热水管道，发酵仓外壁采用绝热材料，内壁采用导热材料;发酵仓内部空腔中也设有热水管道，呈两个倒置相连的Y字形结构，Y字形的分叉端均与内置于仓体侧壁内的热水管道相连。通过对仓体进行保温可维持微生物较高的活性状态，加快物料的分解，提高堆肥的效能。
[0012]作为优选，所述的发酵仓内部空腔中设有若干片搅拌叶；搅拌叶呈三段式中空管结构，中间为直管段，左右两侧分别为倾斜段，倾斜段与直管段的夹角为135°;直管段和倾斜段上均设有若干个曝气口；空气栗通过曝气管与搅拌叶相连，用于供氧。通过搅拌可以更好地均匀物料，并增加空气在物料间的传质速率和被微生物的利用率，进而加速堆肥进程。
[0013]作为上述搅拌叶的进一步优选，所述的搅拌叶数量为两片，且相向设置形成一个不完全封闭的腔室，曝气口的出气方向朝向该腔室中心，所述的破碎装置设置于该腔室中；上、下两片搅拌叶分别设置于仓体2/3和1/3高度处。上述设置，使得整个舱体中部1/3的体积能在发酵过程中，形成了特殊的腔室。在该腔室中，由于强烈的搅拌作用和曝气鼓风作用，发酵速率和强度会远大于其他部位，成为主发酵层。在主发酵层中温度最高、氧气最为充足，反应最为剧烈，可快速降解绝大多数有机物并达到杀菌灭虫害的效果，经过主发酵层发酵后，堆料下沉，进入后腐熟阶段，基本可达到所需的腐熟度。分层发酵一改传统混合发酵低效、产品附加值低、设备占用周期长的缺点，可以很好地适应堆肥过程的中温、高温、降温三阶段，最大程度地发挥各阶段的工艺优势，提高堆肥效率和质量。
[0014]作为优选，所述的发酵仓底部与螺旋挤压造粒机的入口相通，出料口设置于螺旋挤压造粒机的入口处，且出料口下方设有烘干机承接输出的物料;螺旋挤压造粒机的入口处设有可开闭的出料挡板。经堆肥的腐熟物料可进一步通过脱水造粒烘干加工成高附加值的肥料，可直接袋装保存使用。
[0015]作为优选，还设有用于自动化控制装置的调控箱，所述的调控箱与测温装置连接，并控制装置中各部件的工作状态。
[0016]同时，本发明还提供了一种使用所述装置进行生活垃圾发酵制肥的方法，步骤如下:
[0017]初次进料时，首先由进料口投加占发酵仓内体积1/3?2/5的腐熟堆料，铺设于底部;再将待处理的生活垃圾经螺旋输送机挤压脱水后填满仓体，渗滤液经导流管排至出液口处集中收集;垃圾经脱水进入发酵仓内后，利用热水管维持仓内发酵温度适宜;通过搅拌叶的搅拌和曝气作用，同时利用破碎装置在两个相互垂直的维度上对主发酵层内的堆料进行充分破碎，减小堆料粒径;从而使上下两片搅拌叶间的腔室内形成主发酵层;发酵过程中产生的渗滤液由出液口排出；经发酵后的生活垃圾进入到螺旋挤压造粒机内进行脱水处理，缩短后续烘干处理的时间；脱水过程中产生的滤液经出液口排出进行集中处理，物料从出料口进入到烘干机进行烘干处理;每次出料体积占仓内物料总体积的I /4?I/3，出料后相应地重新进料以填满仓体。
[0018]与现有技术相比，本发明具有的有益效果在于:①该制肥机集挤压、破碎、加热、发酵、脱水造粒、干燥于一体，设计合理、结构简单、占地面积小、操作简便，可防止仓内阻塞，将生活垃圾减量化、无害化和资源化，实现了变废为宝的目的。②利用太阳能为堆肥系统提供热量，提高了堆肥效率，节省运行费用。③该制肥机在进料口采用螺旋输送装置，末端成锥形，对垃圾进行挤压脱水前处理，提高了后续发酵的效率。④该装置设有调控箱，可有效调节温度，曝气量和搅拌速率，从而达到最佳的发酵条件，自动化程度较高。⑤物料发酵后经螺旋造粒机挤压，可大大减少其含水率，缩短后续的烘干时间，提高效率的同时减少能耗。⑥通过分层发酵能减少不同层物料间的混合率，很好地适应堆肥过程的中温、高温、降温三阶段，最大程度地发挥工艺优势，提高堆肥效率和腐熟度。
【附图说明】
[0019]图1为生活垃圾发酵制肥装置的结构示意图；
[0020]图2为本发明的中心转动球体的结构示意图；
[0021 ]图3为本发明的破碎刀片和中心转动球体设置示意图。
[0022]图中:发酵仓1、热水管道2、太阳能热水器3、进料口4、进料挡板5、空气栗6、曝气管
7、搅拌叶8、曝气口 9、螺旋输送机10、导流管11、破碎刀片12、中心转动球体13、测温装置14、排气口 15、滤膜16、出液口 17、出料挡板18、减速电机19、螺旋挤压造粒机20、出料口 21、烘干机22、电源23、调控箱24、导线25、驱动轴26、旋转电机27、传动带28、右球冠1301、左球冠1302、连接轴1303和中间块1304。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0024]如图1所示，一种生活垃圾发酵制肥装置，其装置主体为发酵仓I，发酵仓I上部开设的进料口 4和排气口 15，并在进料口 4处设置进料挡板5;发酵仓I下部开设用于排放渗滤液的出液口 17和输出发酵后物料的出料口 21;发酵仓I内设有破碎装置。发酵仓I仓体底部呈倾斜状，且出液口 17和进料口 4设置于最低处附近。排气口 15可通过外置的排气机与除臭塔相连。
[0025]破碎装置为若干组呈十字型布设的破碎刀片12，具有两个相互垂直的旋转维度。而本实施方式中采用如下结构:
[0026]如图2?3所示，破碎刀片12均设置在中心转动球体13上。中心转动球体13可固定于驱动轴26上或单独固定。中心转动球体13由右球冠1301、左球冠1302和中间块1304组成，右球冠1301、左球冠1302旋转固定于中间块1304上，右球冠1301、左球冠1302之间通过连接轴1303固定连接。由此，在连接轴1303被驱动旋转时，能带动右球冠1301、左球冠1302—起绕轴旋转，实现垂直维度的破碎。右球冠1301、左球冠1302上分别设置2组破碎刀片12;中心转动球体13通过驱动轴26与减速电机19相连，并由减速电机19带动绕驱动轴26旋转;连接轴1303通过传动带28与旋转电机27相连实现转动；所述的破碎刀片12的刀刃呈螺旋状延伸，最好选用硬质合金材料。
[0027]螺旋输送机10的入口设置于进料口4下方，用于承接进料口 4落下的物料。螺旋输送机10底部呈倾斜状，使螺旋输送机10的内部腔室呈进料端大、出料端小的锥形结构。物料在经过螺旋输