一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统，包括发酵温室、设置在发酵温室内的发酵床、设置在发酵温室外的用于给发酵床提供热源的光能集热装置、污水源热泵以及用于热量转换的热量转换器，所述的热量转换器与发酵床内的供热装置连接。本实用新型采用光能集热装置和污水源热泵两个热源对发酵床供热，运行稳定、工艺周期短、空气传质效率高、好氧发酵效果好。
【专利说明】一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种有机固体废弃物处理领域，具体说是涉及一种有机固体废弃 物好氧发酵处理系统。
【背景技术】
[0002] 目前随着城镇化进程的加快，城市产生的垃圾量迅速增加，垃圾的处理难度越来 越大，尤其是有机物含量较高的垃圾，比如餐厨垃圾和污泥等。由于有机废弃物一般含水量 大且成分复杂，处理难度较大。
[0003] 对于有机固体废弃物的处理，一般采用好氧发酵处理，但是现有的好氧发酵处理 车间通过光能辐射进行好氧发酵，热源单一，在夜间、长时间阴雨天气以及寒冷的冬季由于 温度较低、微生物酶活性低的原因运行效果差、甚至无法启动，并且现有的好氧发酵车间中 有机固体废弃物的酵解时间较长、占地面积大，处理能力和处理效率低下。
[0004] 另外，在好氧发酵的过程中由于物料堆积时间较长，堆体内的空气传质率低，导致 厌氧微生物滋生，从而产生大量的臭气，污染环境。 实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低温条件下稳定运行、工艺周期短的 有机固体废弃物好氧发酵处理系统。
[0006] 本实用新型采用如下技术方案：
[0007] 本实用新型包括发酵温室、设置在发酵温室内的发酵床、设置在发酵温室外的用 于给发酵床提供热源的光能集热装置、污水源热泵以及用于热量转换的热量转换器，所述 发酵床内设置有供热装置，所述的热量转换器与发酵床内的供热装置连接。
[0008] 作为本实用新型的进一步改进，所述的光能集热装置包括双曲面光能集热器和进 行热量传递的真空导热油管，所述真空导热油管与热量转换器相通，所述的污水源热泵与 真空导热油管连接。
[0009] 作为本实用新型的进一步改进，所述的光能集热装置还包括控制双曲面光能集热 器转动的二维追日系统。
[0010] 作为本实用新型的进一步改进，所述的发酵床包括发酵降解区，所述的发酵降解 区自下而上包括地面基础层、填充层、砾石层以及布气层，所述的填充层内设置有供热盘 管，所述的供热盘管与热量转换器连接，供热盘管构成填充层内的供热装置，所述砾石层内 设置有用于通入新鲜空气的布气管。
[0011] 作为本实用新型的进一步改进，所述的发酵降解区还包括设置在地面基础层和填 充层之间的绝热层和反射层，所述反射层位于绝热层的上层。
[0012] 作为本实用新型的进一步改进，所述的发酵床还包括陈化稳定区，所述的陈化稳 定区自下而上包括地面基础层、砾石层和布气层，所述砾石层内设置有用于通入新鲜空气 的布气管。
[0013] 作为本实用新型的进一步改进，还包括空气净化系统，所述空气净化系统进气口 与发酵温室相通，出气口与布气管连通。
[0014] 作为本实用新型的进一步改进，所述的空气净化系统包括除湿装置、空气净化器 和鼓风机，所述的除湿装置的进气口与发酵温室连通，出气口与空气净化器的进气口连接， 空气净化器的出气口与鼓风机的进气口连接，鼓风机的出气口与设置在砾石层中的布气管 连通。
[0015] 作为本实用新型的进一步改进，所述的发酵床两侧设置有渗滤液收集渠。
[0016] 作为本实用新型的进一步改进，所述的发酵床上设置有布料翻抛装置。
[0017] 本实用新型的积极效果如下：
[0018] 本实用新型的通过光能集热器和污水源热泵双能源供热，保证了系统在连续的阴 雨天气或者夜间也能正常运行，通过发酵温室的阳光直接照射和填充层的供热盘管由底面 向上辐射热量，大大增加了发酵床的发酵效率，双热源热能高效积蓄系统在夜间、长时间阴 雨天以及北方寒冷季节仍能保证好氧发酵系统高效稳定运行，有效解决发酵工艺冬季微生 物酶活性低、启动困难、运行效果不佳以及酵解时间长、占地面积大等问题。地源供热系统 直接作用于有机物料，能够充分利用热空气上升过程在物料间与之充分接触，将热能高效、 均匀的传递至堆体内部，与在发酵车间设置散热器维持所需温度的技术相比，热能有效利 用率得到大大提高，有效避免堆体表面与内部温度状态不一致的现象发生。光能集热器采 用双曲抛物面弧形反光镜，能够大幅度提高采光量，同时采用二维追日控制系统，能够将光 能集热器的集热效率增加至90%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 附图1为本实用新型结构示意图；
[0020] 附图2为本实用新型发酵床纵向截面结构示意图；
[0021] 附图3为本实用新型发酵床发酵降解区横向截面结构示意图；
[0022] 附图4为本实用新型光能集热装置与供热盘管的连接结构示意图；
[0023] 附图5为本实用新型发酵降解区结构示意图；
[0024] 附图6为本实用新型陈化稳定区结构示意图；
[0025] 附图7为本实用新型空气净化装置与布气管连接结构示意图。
[0026] 在附图中：1.发酵温室，2.发酵床，2-1.发酵降解区，2-2.陈化稳定区，21.底 面基础层，22.绝热层，23.反射层，24.填充层，24-1.供热盘管，25.砾石层，25-1.布 气管，26.布气层，3.热量转换器，4.光能集热装置，4-1.双曲面光能集热器，4-2.真空 导热油管，4-3.二维追日系统，5.污水源热泵，6.空气净化系统，61.除湿装置，62.空 气净化器，63.鼓风机，7.布料翻抛装置，8.渗滤液收集渠，9.鼓风管，10.物料层。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的描述。
[0028] 如附图1所示的有机固体废弃物好氧发酵处理系统，包括发酵温室1、设置在发酵 温室1内的发酵床2、设置在发酵温室1外的光能集热装置4、污水源热泵5、热量转换器3 以及空气净化系统6,所述光能集热装置4和污水源热泵5通过热量转换器3给发酵床2提 供热量。所述的空气净化系统6的进气口与发酵温室1的上部连通，出气口与发酵床2连 通，用于向发酵床2中鼓入新鲜空气。所述的发酵温室1下部由砖石水泥抹面基础与矮墙 支撑，上部由镀锌钢条做支架，顶部覆盖透光率大于75%的双层玻璃或者聚碳酸酯材料，采 光性能优良，可以通过太阳辐射对发酵床2进行光热辐射，发酵过程中有机固体废弃物通 过太阳辐射和发酵床2向上进行热辐射，双向作用，发酵效率高。
[0029] 如附图2所示，所述的发酵床2包括发酵降解区2-1和陈化稳定区2-2,发酵降解 区2-1用于有机固体废弃物进行快速的好氧发酵处理，陈化稳定区2-2用于将经过好氧发 酵处理的有机固体废弃物进行堆放，在堆放的过程中进行后续缓慢的发酵过程，达到完全 发酵、陈化稳定的效果，经过陈化稳定区2-2处理的熟料可以直接填埋、填埋场覆土、燃料 化利用、废弃土壤修复等。
[0030] 如附图2、附图5所示，发酵降解区2-1自下而上依次为混凝土打造的地面基础层 21、用于保温的绝热层22、用于反射热量的反射层23、对有机固体废弃物进行热辐射的填 充层24、透气性能优良的砾石层25以及均匀布气的布气层26,，所述的填充层24内设置有 供热盘管24-1，所述的供热盘管2-41内装有导热用的循环水，所述砾石层25内设置有用于 鼓入新鲜空气的布气管25-1，所述的布气管25-1两侧下方设置有布气孔，将布气孔设置在 布气管25-1两侧下方，可有效的防止布气孔堵塞。
[0031] 如附图2、附图6所示，所述的陈化稳定区2-2自下而上包括地面基础层21、砾石 层25和布气层26。
[0032] 所述的地面基础层21为混凝土层，所述绝热层22采用导热系数较低的泡沫材料， 反射层23采用金属薄板，填充层24的主体为供热盘管24-1，供热盘管24-1之间采用水泥 砂浆抹平，所述砾石层25采用优化级配砾石，透气性能良好，增加氧气的传质路径，所述布 气层26采用穿孔布气砖。
[0033] 所述的发酵床2两侧设置有渗滤液收集渠7,与砾石层25和填充层24之间相通， 填充层24顶面中间高两边低，呈人字形，这样有利于废弃物中渗出的废液汇集到渗滤液收 集渠7中，渗滤液收集渠7末端设置潜污泵将渗滤液输送至污水处理构筑物实现稳定处理， 有效提1?干化效率、减轻臭味。
[0034] 如附图4所示，所述的光能集热装置4包括双曲面光能集热器4-1、真空导热油管 4-2以及二维追日系统4-3,所述的双曲面光能集热器4-1采集光能，用于加热架设在其上 部的真空导热油管4-2,所述真空导热油管4-2与热量转换器3相通，所述的填充层2-4内 的供热盘管2-41与热量转换器3相通，热量转换器3内部设置有蒸发器、冷凝器等装置，通 过热量转换器3将真空导热油管4-2中的热量传递到供热盘管2-41内的循环水中，同理， 所述的污水源热泵5与真空导热油管4-2连接，所述污水源热泵5作为辅助热源，将污水中 的地位热能向高位热能转移，通过过热量转换器3将热量传递给供热盘管2-41内的循环 水。所述的双曲面光能集热器4-1的支架上设置有二维追日系统4-3,所述二维追日系统 4-3控制双曲面光能集热器4-1以位于双曲面光能集热器4-1热能汇聚点的部分真空导热 油管4-2为轴，根据太阳的运动调整双曲面光能集热器4-1的角度。所述污水源热泵5采 用型号为GE0-1700HP的污水源热泵。
[0035] 通过采用双曲面光能集热器4-1和控制双曲面光能集热器4-1与太阳同步转动的 二维追日系统4-3来采集光能，光能集热效率增加至90%以上，真空导热油管4-2内装导热 油，通过这种方式进行热量转换和传递，增加了热量传递的效率，并且有效的防止冬季导热 管路冻结爆管。
[0036] 采用光能集热装置和污水热源泵双热源可使系统在夜间、长时间阴雨天以及北方 寒冷季节里仍能保证好氧发酵系统高效稳定运行，有效的解决发酵工艺在冬季微生物酶活 性低、启动困难、运行效果不佳的弊端，同时解决发酵时间长、占地面积大的问题。所述的双 曲面光能集热器4-1采用型号为BYTB-2的槽式轻型高性能太阳能集热器，所述的二维追日 系统4-3为本领域技术人员所熟知的现有技术，在此不再赘述。
[0037] 如附图3、附图7所示，所述的空气净化系统6包括除湿装置61、空气净化器62和 鼓风机63,所述的除湿装置61的进气口与发酵温室连接，出气口与空气净化器62的进气 口连接，空气净化器62的出气口与鼓风机63的进气口连接，鼓风机的出气口与鼓风管9连 接，所述鼓风管9与设置在碌石层25中的布气管25-1连接。在鼓风机63的作用下，发酵 温室1内部的湿臭气体进入除湿装置61中除掉其中的水分，然后经过空气净化器62出去 臭味，空气净化器62同时产生高能离子，由空气净化器62出口端排出的空气为含高能离子 的离子风，鼓风机63同时补入一定比例的新风，高能离子风和新风通过鼓风机63鼓入鼓风 管9中，然后通过布气管25-1吹入砾石层25中，帮助好痒微生物发酵，提高发酵效率。
[0038] 本实用新型所述的发酵床2两侧设置有矮墙，在矮墙上架设有布料翻抛装置7,用 于对有机固体废弃物进行布料、翻料、双向移料，所述的布料翻抛装置7为本领域技术人员 所熟知的现有技术，本实施例中所采用的布料翻抛装置7采用型号为9FYD-3600的自行式 翻堆机。
[0039] 本实用新型还包括自动监测控制系统，包括室内外及堆体内温度监测探头、室内 湿度监测探头、室内NH 3和H2S浓度监测探头、堆体水分含量监测探头、堆体氧气含量监测探 头以及与上述监测探头的信号输出端连接的控制器，所述的控制器的输出端与空气净化系 统6的控制端连接。通过对发酵温室1以及物料堆体内的相关信息进行检测，由控制器分 析数据，调节空气净化系统6鼓入砾石层25中的高能离子风和新风的比例和进风量，从而 控制发酵温室1中的温湿度和好氧发酵的效果。
[0040] 本实用新型用于有机固体废弃物的好氧发酵处理，如市政污水处理时产生的污 泥、餐厨垃圾等。
[0041] 下面说明本实用新型的工作过程：
[0042] 如附图2所示，发酵床2上铺设有物料层10,所述的发酵床2两侧的墙体上架设 有布料翻抛装置7,通过布料翻抛装置7将物料在发酵床2的发酵降解区2-1均匀铺料，铺 料高度〇. 35~1. 00m，停留5~8天，期间通过阳光辐射和供热盘管24-1加热，通过供热盘管 24-1进行地源供热，能够充分利用热空气上升过程中与物料间充分接触，将热能高效、均匀 的传递至堆体内部，热能有效利用率得到大大提高，有效避免堆体表面与内部温度状态不 一致的现象发生，空气净化系统6通过鼓风管9和布气管25-1向碌石层25中鼓入含高能 离子的新鲜空气，促进物料中好氧微生物的生长，增加好氧发酵的效率，避免厌氧微生物的 滋生，同时减少了臭气的产生。
[0043] 经过发酵降解区2-1发酵处理的物料由布料翻抛装置7移送到陈化稳定区2-2均 匀布料，铺料厚度〇. 35~1. 50m，物料停留时间8~12天，期间由空气净化系统6通过鼓风管9 和布气管25-1向砾石层25中鼓入含高能离子的新鲜空气，高能离子自下而上穿过物料，进 一步与物料中为充分降解的小分子有机物、致臭物质、细菌等物质反应，达到辅助稳定和从 源头减少臭味物质产生的作用。
[0044] 经过陈化稳定区2-2处理后的物料，可以用于直接填埋、填埋场覆土、燃料化利 用、废弃土壤修复等。
【权利要求】
1. 一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统，其特征在于：包括发酵温室（1)、设置在发 酵温室（1)内的发酵床（2)、设置在发酵温室（1)外的用于给发酵床（3)提供热源的光能集 热装置（4)、污水源热泵（5)以及用于热量转换的热量转换器（3)，所述发酵床（2)内设置有 供热装置，所述的热量转换器（3)与发酵床（2)内的供热装置连接。
2. 根据权利要求1所述的一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统，其特征在于：所述 的光能集热装置（4)包括双曲面光能集热器（4-1)和进行热量传递的真空导热油管（4-2)， 所述真空导热油管（4-2)与热量转换器（3)相通，所述的污水源热泵（5)与真空导热油管 (4-2)连接。
3. 根据权利要求2所述的一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统，其特征在于：所述 的光能集热装置（4)还包括控制双曲面光能集热器（4-1)转动的二维追日系统（4-3)。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统，其特征在 于：所述的发酵床（2)包括发酵降解区（2-1)，所述的发酵降解区（2-1)自下而上包括地面 基础层（21)、填充层（24)、砾石层（25)以及布气层（26)，所述的填充层（24)内设置有供热 盘管（24-1 )，所述的供热盘管（24-1)与热量转换器（3 )连接，所述砾石层（25 )内设置有用 于通入新鲜空气的布气管（25-1)。
5. 根据权利要求4所述的一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统，其特征在于：所述 的发酵降解区（2-1)还包括设置在地面基础层（21)和填充层（24)之间的绝热层（22)和反 射层（23 )，所述反射层（23 )位于绝热层（22 )的上层。
6. 根据权利要求4所述的一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统，其特征在于：所述 的发酵床（2)还包括陈化稳定区（2-2)，所述的陈化稳定区（2-2)自下而上包括地面基础层 (21)、砾石层（25)和布气层（26)，所述砾石层（25)内设置有用于通入新鲜空气的布气管 (25-1)。
7. 根据权利要求4所述的一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统，其特征在于：还包 括空气净化系统（6)，所述空气净化系统（6)进气口与发酵温室（1)相通，出气口与布气管 (25-1)连通。
8. 根据权利要求7所述的一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统，其特征在于：所述 的空气净化系统（6)包括除湿装置（61)、空气净化器（62)和鼓风机（63)，所述的除湿装置 (61) 的进气口与发酵温室（1)连通，出气口与空气净化器（62)的进气口连接，空气净化器 (62) 的出气口与鼓风机（63)的进气口连接，鼓风机（63)的出气口与设置在砾石层（25)中 的布气管（25-1)连通。
9. 根据权利要求1-3任一项所述的一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统，其特征在 于：所述的发酵床（2)两侧设置有渗滤液收集渠（8)。
10. 根据权利要求1-3任一项所述的一种有机固体废弃物好氧发酵处理系统，其特征 在于：所述的发酵床（2 )上设置有布料翻抛装置（7 )。
【文档编号】B09B3/00GK203886918SQ201420326065
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】白旭佳, 祖建锁, 韩大为, 侯成林 申请人:北方工程设计研究院有限公司