厨余垃圾堆肥处理系统的制作方法

专利名称：厨余垃圾堆肥处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种城市生活垃圾处理系统，特别是一种厨余垃圾堆肥处理系统。
背景技术：
厨余垃圾是指垃圾中的有机易腐物质，从组成上说，包括菜头菜尾、剩菜剩饭、果皮果核等。目前发达城市生活垃圾中厨余垃圾数量高达65％，主要来源是居民生活垃圾中的厨余成份、餐饮业食物垃圾和菜场清扫垃圾。
厨余垃圾是城市生活垃圾污染环境的主要因素，就生活垃圾管理系统(收集-运输-处理)来说，也是管理的重点和难点，原因如下(1)收集环节---厨余垃圾污染收集容器，带来繁重的清洗工作，滋生细菌、招引虫蝇，带来卫生隐患；产生臭气，造成大面积污染。(2)运输环节---厨余垃圾含水率高达80％～85％，在运输过程中污水沿途洒漏，污染路面，同时对运输机具产生腐蚀。(3)处理环节---厨余垃圾热值低，含水高，大大降低城市垃圾的可燃性，使垃圾焚烧场建设运营费用高居不下；其中的油脂成份是焚烧过程中产生二噁英的重要因素，加大烟气处理难度和成本；厨余垃圾在填埋过程中产生大量沼气和渗滤液，其中沼气对大气臭氧层的破坏性比二氧化碳强二十倍，而渗滤液的防渗和处理消耗了填埋场的建设和运营成本的较大部分。
另外，城市餐饮业十分发达，每天产生大量的泔水与厨余垃圾，水分大、有机质高，易腐烂发臭，影响环境卫生。过去一直被郊农拖去喂猪，现在垃圾量大了，且来源复杂，泔水与厨余垃圾中存在病毒等病源微生物，有些城市已明文规定不准用厨余垃圾喂猪，因此传统的处置手段已不能满足城市环卫要求，必须进行规范的厨余垃圾无害化处理。
根据厨余垃圾的污染特性，先进的厨余垃圾管理理念和原则是源头分离，独立管理；尽量缩短收集运输的环节和途径；全程密封、除臭。
对于厨余的回收，日本、韩国、台湾等亚洲发达国家地区很重视。日本是厨余垃圾源头处理的典范，在家庭或小区设置有机垃圾生化处理机，及时处理产生的厨余垃圾，政府对购买家用厨余垃圾处理机的家庭进行补贴，加上实行垃圾排放按量收费，所以推广的速度很快。
厨余垃圾生物处理机实际上是一种小型堆肥装置，在电加热和好氧的条件下，利用微生物的生化作用，将有机垃圾分解成水、二氧化碳和少量NH3(氨气)、H2S(硫化氢)，废气经水洗后达标排放，减量效果达90％以上，该装置最早是由日本大纳梦公司发明。由于利用该类装置在小区处理厨余垃圾符合当前厨余垃圾管理理念和原则，具有广阔的市场前景，因此，被国内多家企业引进和改良。目前，北京、上海、广州等地有企业生产该类机器，处理能力从每日50升至500升等，以北京和上海两地示范应用较多，主要采用日处理100升和200升的型号。
近几年来，有关厨余垃圾生化处理机的专利较多，如专利号为ZL98218926.5的有机废弃物再生搅拌槽，由主体、底座、搅拌机构、燃煤锅炉及动力机构组成，该主体为一卧式U形槽，搅拌机构置于主体内，利用锅炉蒸汽管预热厨余垃圾，促进发酵成有机肥料。
专利号为ZL00205587.2的环保型家用多功能厨余处理机，由机体、处理部、除臭部及控制部组成，处理部包括垃圾槽、温度控制元件、动力源及横设于槽底的传动轴杆。
专利号为ZL01200862.1的厨余废弃物再生处理设备，将除臭塔、破碎脱水机构、高速发酵槽、后熟槽及液肥发酵槽等组合成一体化，高速发酵槽内安装有搅拌机构。
申请号为01134325.7的厨余废弃物再生成有机肥料制造方法，将厨余垃圾分类、破碎、脱水后送入卧式搅拌槽进行搅拌发酵成有机肥料。
专利号为ZL01220048.4的一种厨余处理机械，将垃圾置于桶槽内，经桶槽中数片切刀连续转切成碎裂状，并在受到加热及添加酵素下，分解成有机肥料。
专利号为ZL01227073.3的厨余有机废弃物的处理机，由容置槽中装设搅拌机构、传动机构、供水机构及控制机构组成。
专利号为ZL02236059.X的有机废弃物再生机，由机台、搅拌驱动装置、具数个容置室的处理槽、搅拌器及抽气、滤气装置组成，处理槽中的搅拌杆间设有连接片，以易于搅拌切割垃圾。
专利号为ZL02221307.4的热风双重加热厨余发酵机，由U形筒体、盖及搅拌器组成，其筒体是中空夹层，筒体内侧有通风孔，利用热风机鼓风，对厨余进行间接和直接的双重加热。
申请号为01822385.0的有机废物发酵处置装置，是日本生活中心有限会社在中国申请的专利，2004年4月7日公开。其处置池是一个倒圆锥形状，带多组刀片的转轴垂直贯穿处置池，其处置池覆盖有绝热材料。
通过仔细研究现在市场上销售的厨余垃圾生化处理机，以及分析前面介绍的9个中国专利，不难发现它们具有相同的缺陷，即存在的共性问题是(1)厨余垃圾在处理槽中通过搅拌机来翻动，而处理槽固定不动，由于垃圾翻动产生阻力大，因此搅拌机的电机功率高，耗电大，运行费用较高。而且垃圾中常混有大块骨头等硬块，搅拌时很容易卡死叶片，造成故障，因此，对厨余垃圾的粒度要求较严，对垃圾要进行分选破碎。
(2)大多采用电加热器或蒸汽对厨余垃圾间接或直接预热升温与保温，以促进有机物快速分解，也加大耗电量及运行成本。
(3)过分强调外加微生物菌种的作用，不重视发酵槽内氧气供应，只设抽风，未设鼓风，致使垃圾发酵效率低下。
(4)虽说采用抽风系统、负压操作，但除臭设施简单，比如活性炭吸附，除臭效果不能令人满意，处理现场仍有异味。
(5)处理机日处理垃圾量偏小，管理费用高。因此，开发低运行成本的厨余垃圾就地堆肥处理系统，以减少厨余垃圾对环境的污染，是目前需要解决的关键问题。

实用新型内容
(一)要解决的技术问题本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种运行成本低的厨余垃圾堆肥处理系统。
(二)技术方案为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案本实用新型所述的厨余垃圾堆肥处理系统，包括安装在底架上的发酵堆肥系统、生物滤池除臭系统及抽风系统，其中所述发酵堆肥系统包括固定在底架上的电机和发酵滚筒，其中发酵滚筒外环绕两个齿轮带，底架上设有分别与两个齿轮带相合的两对挡托轮，发酵滚筒端部装有大齿轮，电机输出轴上装与所述大齿轮啮合的小齿轮，所述发酵滚筒内壁上设有均布的若干个抄料板。
其中所述发酵滚筒的筒体包括内壳、外体和填充在内、外壳之间的保温材料。
其中所述底架下面设有行走轮。
其中所述抄料板的形状为呈30度倾斜状铁板。
其中还包括送风系统，该系统包括暖风机和暖风导管，其中暖风导管的一端伸入到发酵滚筒内右端部，另一端与暖风机的出风管连通。
其中所述暖风导管呈“”字形，上面的水平管及竖直管固定在发酵滚筒内的侧壁和端壁上，下面的水平管位于发酵滚筒的中轴线位置处，端部由密封旋转接头I与暖风机的出风管连接。
其中所述生物滤池除臭系统包括安装在一起的上、中、下三部分，其中上部分由上壳体及填充其中的生物炭材料垫层组成，中部分由中壳体及填充其中的沸石块组成，下部分是一块多孔滤水板，下部分底部设有排水阀。
其中所述抽风系统包括固定在底架上的冷凝器和抽风管，其中抽风管包括连通冷凝器下部和发酵滚筒的抽风管I、连通冷凝器上部和生物滤池除臭系统下部分的抽风管II，抽风管II上装有抽风机，冷凝器的底部设有放水阀。
其中所述抽风管I由两个各自呈“”字形的抽风管III和抽风管IV对接组成，该两个抽风管上面的水平管由密封旋转接头II连接在一起，抽风管III下面的水平管连通在冷凝器底部，抽风管IV的下面的水平部分和竖直部分固定在发酵滚筒内的侧壁和端壁上，且其上面的水平管位于发酵滚筒的中轴线位置。
其中所述冷凝器内设有脱硫剂。
(三)有益效果本实用新型所述的厨余垃圾堆肥处理系统的优点和积极效果是本实用新型中的发酵滚筒是可以转动的，其内壁上设有均布的若干个抄料板，发酵筒体内堆肥物料的混合通过其端部的大齿轮定期缓慢运转来实现，滚筒转速设计为8-15转/小时，选用大速比减速箱，电机功率仅为550W，加上2台风机，日处理500升垃圾的堆肥系统电机总功率才38KW，而市面上大部分生化处理机是内部螺杆搅拌，同类产品电机功率高达22KW。所以与现有技术相比，约了大量电能，降低运行成本。另外本实用新型为一体化设备，安装方便，日处理500kg的厨余垃圾，占地面积为1个5吨垃圾车位。厨余垃圾不用分选直接投入，不但进一步节约电能和运行成本，每天耗电量仅为12度，而且简化了垃圾处理工艺，整个处理过程只有一人管理即可，节约了人工成本。


图1是本实用新型所述厨余垃圾堆肥处理系统的处理流程图；图2是本实用新型所述厨余垃圾堆肥处理系统的结构示意图；图3是图2中的A向视图；图4是图2中的B-B剖视图；图5是图4中的D部分放大结构示意图。
图中1.行走轮；2.螺栓；3.底架；5.密封旋转接头II；6.轮带；7.发酵滚筒；8.大齿轮；9.密封旋转接头I；10.暖风机；11.电机；1 2.挡托轮；13.多孔滤水板；14.空气导管II；19.冷凝器；21.排气口；22.抽风机；23.生物滤池；24.排水阀；25.固定螺栓；26.填料入口；27.暖风导管；29.导流板；30.发酵滚筒进料口；31.发酵滚筒出料口；32.抽风管III；33.抽风管IV；34.放水阀。
以下结合附图，进一步详细说明本实用新型所述的厨余垃圾堆肥处理系统的具体实施方式
，但不用来限制本实用新型的保护范围。
具体实施方式
参见图2。本实用新型所述厨余垃圾堆肥处理系统包括安装在底架3上的发酵堆肥系统、生物滤池除臭系统及送风系统、抽风系统，该4个系统均固定在底架3上面，底架3下面设有行走轮1，底架3的上设有螺栓2。底架3和行走轮1构成了行走小车，所以本实用新型可以很方便地移动到合适的位置，然后用螺栓2固定，再进行垃圾处理作业。
参见图2、图3和图5。发酵堆肥系统是本实用新型的主体设备，其呈卧式转鼓式，包括固定在底架3上的电机11及其减速机、发酵滚筒7。其中发酵滚筒7外环绕两个齿轮带6，底架3上设有分别与两个齿轮带6相合的两对挡托轮12，该两对挡托轮12主要用于支撑发酵滚筒7，发酵滚筒7端部用法兰盘固定装有大齿轮8，电机11输出轴上装与所述大齿轮8啮合的小齿轮，为发酵滚筒7提供动力。发酵滚筒7内壁上设有均布的若干个抄料板29。所述抄料板29的形状为呈30度倾斜状铁板。发酵滚筒7的筒体包括内壳16、外体17和填充在内、外壳之间的5cm厚保温材料18。筒体上有投料口30与出料口31。堆肥物料的混合通过大齿轮8定期缓慢运转来实现。本实用新型中，由于发酵滚筒7的转速设计为8-15转/小时，在选用大速比减速箱情况下，电机功率仅为550W。由于筒体内没有安装任何搅拌装置，不但大幅度节省了电能，而且不易造成卡轴故障，本实用新型对物料粒度的要求不高，厨余垃圾不用分选破碎即可进入发酵滚筒7。在试验中发现，一旦投入大骨头类垃圾，对机器正常运转有一定影响，在实际使用中，建议将大骨头从垃圾中除去。
参见图2。送风系统和抽风系统。其中送风系统包括暖风机10和暖风导管27，暖风导管27呈“”字形，上面的水平管及竖直管固定在发酵滚筒7内的侧壁和端壁上，下面的水平管位于发酵滚筒7的中轴线位置处，端部由密封旋转接头I9与暖风机10的出风管连接。暖风导管27随筒体转动而转动，暖风机10的出风管不动。暖风导管27也可以是直管，其位于发酵滚筒7中轴线位置，并与发酵滚筒7密封，一端伸入到发酵滚筒7内，另一端与暖风机10的出风管固定连通，这时可能不使用密封旋转接头，使用普通的接头即可。
抽风系统包括固定在底架3上的冷凝器19和抽风管，其中抽风管包括连通冷凝器19下部和发酵滚筒7的抽风管I、连通冷凝器19上部和生物滤池除臭系统下部分的抽风管II14，抽风管II14上装有抽风机22，冷凝器19的底部设有放水阀34。抽风管I由两个各自呈“”字形的抽风管III32和抽风管IV33对接组成，该两个抽风管上面的水平管由密封旋转接头II5连接在一起，抽风管III32下面的水平管连通在冷凝器19底部，抽风管IV33的下面的水平部分和竖直部分固定在发酵滚筒7内的侧壁和端壁上，且其上面的水平管位于发酵滚筒7的中轴线位置。当发酵滚筒7旋转时，空气导管随筒体同步旋转，提高了暖气供给及抽气的效率，密封旋转接头5的应用保证了系统的密封效果，优化了工作环境。当发酵滚筒7转动时，抽风管IV33与酵滚筒7一同转动，抽风管III32固定不动。冷凝器19内设有块状脱硫剂，冷凝器底部设有一定的盛水空间，由放水阀34定期放水。由发酵滚筒7排出的湿热气体先进入冷凝器19中除湿、脱硫，然后再进入生物滤池除臭系统。其中的密封旋转接头I9、密封旋转接头II5采用现有结构。
本实用新型采用强制通暖风供氧(50℃热空气)、及时除湿以及筒体全封闭包覆保温层，所以，垃圾发酵堆肥效率高，发酵滚筒中物料温度高达78℃，投料正常后每天物料温度基本上处于70℃以上，充分发挥有机垃圾自身发酵作用产生的热量来蒸发水分，并强制抽风除湿，不需要安装电热管装置，节约了电能。
参见图2。本实用新型还配置了独立的大容量生物滤池除臭系统，生物滤池23包括安装在一起的上、中、下三部分，该三部分由固定螺栓25固定连接在一起。其中上部分由上壳体及填充其中的生物炭材料垫层组成，上壳体上设有排气口21和填料入口26；中部分由中壳体及填充其中的沸石块组成；下部分是一块多孔滤水板13，下部分底部设有排水阀24。生物滤池的底部有一定盛水空间，排水阀24定期排放。
本实用新型的生物滤池除臭系统，负压操作，生物除臭效果好、运行时间长。不象市面上的垃圾处理机仅附带一个小型吸附、催化转化除臭系统，容易饱和，不能自我再生。
参见图1和图2。本实用新型的处理工艺流程为(1)厨余垃圾收集与预处理。利用行走小车上100升蓝色塑料桶(内衬滤水筛网)收集厨余垃圾，用常规方法进行沥水处理，然后用铁铲将沥水后的厨余垃圾倒入发酵滚筒7中。
(2)垃圾好氧堆肥过程。发酵滚筒7启动前，预先驯化培养好一定量的生物填料，投入一定量的膨松剂、生物填料，向发酵滚筒7内加入50kg好氧微生物，该好氧微生物可以采用市售的，启动电机11；待发酵滚筒7内温度升到50℃左右时，启动暖风机10和抽风机22；暖风机10通过暖风导管27提高发酵滚筒7内的温度，电机11启动后，由啮合的齿轮带动发酵滚筒7滚动，使发酵滚筒7内的厨余垃圾与好氧微生物充分混合，厨余垃圾在高温好氧微生物的作用下不断发生生物降解，产生热量，蒸发水分与挥发性物质，每天有大量的小分子糖类、淀粉及蛋白质优先降解变成二氧化碳和水，而植物纤维素类物质分解较慢，最后转化成腐植酸类物质在发酵滚筒7中积累，平均20天出一次料即可，出料量依具体情况而定，以保持发酵滚筒中物料填充率在50％左右为原则。在抽风机22的作用下，高温高湿的臭气被抽出，由抽风管III32、抽风管IV33输送到冷凝器19，进行冷却、除湿、脱硫处理，避免高温高湿臭气直接进入生物滤池，而使生物滤池处于厌氧状态，除臭效果变差，在此过程中，冷凝产生的水分由放水阀定期排出。
(3)负压堆肥臭气处理。因此，经冷却、除湿、脱硫处理的臭气由抽风管II14输送到生物滤池除臭系统中的生物滤池，中试结果表明生物滤池的除臭效果非常理想，氨气的去除率可达98％左右。
本实用新型是一种运行成本低、对厨余垃圾不用分选破碎直接投入、而且除臭系统运行良好的小型厨余垃圾就地堆肥处理系统。经过近10个月生产运行，500kg/日厨余垃圾的厨余垃圾堆肥处理系统，每天耗电量仅为12度，是同类产品电耗量的1/8，运行费用低。厨余垃圾经过高温好氧消化，发酵滚筒中物料温度高达78℃，投料正常后每天物料温度基本上处于70℃以上，充分保证垃圾无害化的时间，垃圾减量化率达75％以上，并定期产生一定量的优质堆肥。我们的堆肥试验一直在室内进行，由于采用负压操作，外接生物滤池除臭系统，所以在运行现场感觉不到异味，利于工作人员的身体健康。堆肥应用试验发现，垃圾堆肥对黑麦草生长有很好的促进作用。
本实用新型的设备全封闭，负压操作，生物除臭大容量、效果好。利用小型厨余垃圾堆肥处理系统对宾馆、饭店和食品加工业产生的厨余垃圾进行现场处理、实现垃圾减量化、无害化及资源化，特别是在运行成本与臭气污染控制方面具有突出的有益效果。
以上为本实用新型的最佳实施方式，依据本实用新型公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种厨余垃圾堆肥处理系统，包括安装在底架(3)上的发酵堆肥系统、生物滤池除臭系统及抽风系统，其特征在于所述发酵堆肥系统包括固定在底架(3)上的电机(11)和发酵滚筒(7)，其中发酵滚筒(7)外环绕两个齿轮带(6)，底架(3)上设有分别与两个齿轮带(6)相合的两对挡托轮(12)，发酵滚筒(7)端部装有大齿轮(8)，电机(11)输出轴上装与所述大齿轮(8)啮合的小齿轮，所述发酵滚筒(7)内壁上设有均布的若干抄料板(29)。
2.根据权利要求1所述的厨余垃圾堆肥处理系统，其特征在于所述发酵滚筒(7)的筒体包括内壳、外体和填充在内、外壳之间的保温材料。
3.根据权利要求1所述的厨余垃圾堆肥处理系统，其特征在于所述底架(3)下面设有行走轮(1)。
4.根据权利要求1所述的厨余垃圾堆肥处理系统，其特征在于所述抄料板的形状为呈30度倾斜状铁板。
5.根据权利要求1～4之任一所述的厨余垃圾堆肥处理系统，其特征在于还包括送风系统，该系统包括暖风机(10)和暖风导管(27)，其中暖风导管(27)的一端伸入到发酵滚筒(7)内右端部，另一端与暖风机(10)的出风管连通。
6.根据权利要求5所述的厨余垃圾堆肥处理系统，其特征在于所述暖风导管(27)呈“”字形，上面的水平管及竖直管固定在发酵滚筒(7)内的侧壁和端壁上，下面的水平管位于发酵滚筒(7)的中轴线位置处，端部由密封旋转接头I(9)与暖风机(10)的出风管连接。
7.根据权利要求5所述的厨余垃圾堆肥处理系统，其特征在于所述生物滤池除臭系统包括安装在一起的上、中、下三部分，其中上部分由上壳体及填充其中的生物炭材料垫层组成，中部分由中壳体及填充其中的沸石块组成，下部分是一块多孔滤水板(13)，下部分底部设有排水阀(24)。
8.根据权利要求5所述的厨余垃圾堆肥处理系统，其特征在于所述抽风系统包括固定在底架(3)上的冷凝器(19)和抽风管，其中抽风管包括连通冷凝器(19)下部和发酵滚筒(7)的抽风管I、连通冷凝器(19)上部和生物滤池除臭系统下部分的抽风管II(14)，抽风管II(14)上装有抽风机(22)，冷凝器(19)的底部设有放水阀(34)。
9.根据权利要求8所述的厨余垃圾堆肥处理系统，其特征在于所述抽风管I由两个各自呈“”字形的抽风管III(32)和抽风管IV(33)对接组成，该两个抽风管上面的水平管由密封旋转接头II(5)连接在一起，抽风管III(32)下面的水平管连通在冷凝器(19)底部，抽风管IV(33)的下面的水平部分和竖直部分固定在发酵滚筒(7)内的侧壁和端壁上，且其上面的水平管位于发酵滚筒(7)的中轴线位置。
10.根据权利要求8所述的厨余垃圾堆肥处理系统，其特征在于所述冷凝器(19)内设有脱硫剂。
专利摘要本实用新型涉及一种城市生活垃圾处理系统。本实用新型厨余垃圾堆肥处理系统包括安装在底架上的发酵堆肥系统、生物滤池除臭系统及抽风系统，其中发酵堆肥系统包括固定在底架上的电机和发酵滚筒，发酵滚筒外环绕两个齿轮带，底架上设有分别与两个齿轮带相合的两对挡托轮，发酵滚筒端部装有大齿轮，电机输出轴上装与大齿轮啮合的小齿轮，发酵滚筒内壁上设有均布的若干个抄料板。本实用新型的有益效果是可以节约大量电能，运行成本低，处理效果好。
文档编号C05F17/02GK2905782SQ20062002284
公开日2007年5月30日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者王德汉, 曾锦林, 王小伟, 廖宗文 申请人:华南农业大学