专利名称：一种农村固体废物好氧发酵一体化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固体废物堆肥处理设备，更具体地涉及一种农村固体废物好氧发
酵一体化装置。
背景技术：
以农村为例，在农村经济不断发展、农民收入水平不断提高的同时，农村固体废弃物的数量也开始迅速增长，农村生态系统中固体废物的来源主要是村民的生活垃圾、禽畜粪便及污水处理站的剩余污泥。据卫生部2007年调查，中国农村生活垃圾人均产生量达0. 86kg/(d 人)，年产生总量约3亿t/a。由于缺乏对垃圾有效管理和处理工艺，约1/3的农村生活垃圾随意堆放， 严重污染了环境。随着我国村镇污水处理率的不断提高，村镇污水处理站污泥产量也急剧增加。据不完全统计，目前全国城镇污水处理厂污泥只有小部分进行填埋、土地利用、焚烧或建材利用等，总有效处理处置率仅5-10%，而农村污水站剩余污泥则大都未进行规范化的处理处置。大量污泥的无序弃置，不只是污染物从污水往陆地的转移，实际上还使污染物进一步扩散，加剧了对环境的危害，成为环境领域的重大问题之一。目前，我国农村垃圾的处理主要采取简易填埋、临时堆放焚烧、随意倾倒三种处理方式。简易垃圾填埋场设施简陋，基本没有防渗措施，完全不符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)；特别是边远的乡镇利用自然沟壑或自然塌陷区来处理生活垃圾，严重污染了周围环境。焚烧可以有效减少垃圾的体积(90% 95% )和重量(75% 85%),但其燃烧过程会产生二噁英等有毒物质，造成二次污染，而且农村生活垃圾含水率高、热值较低、灰分较大，若采取焚烧措施，势必外加燃烧剂从而增加经济成本，这些因素都制约垃圾焚烧法在我国的发展。我国是畜禽养殖大国，养殖行业呈快速发展态势，而其发展必将造成资源需求量和废物排放量的同步增长，给自然资源与生态环境带来诸多问题。中国乳业协会的最新统计数据表面，每年我国由于养殖产生的粪便及饲料残渣等废弃物约18亿吨，这种污染源若无法消纳，将对水质、空气、土壤都带来严重污染。因此，根据我国农村的实际情况，经济有效地处理农村固体废物，实现固体废物的资源化是当前亟待解决的问题。目前，我国农村固体废物的处理主要采取简易填埋、临时堆放焚烧、随意倾倒三种处理方式。近年来以“资源化、无害化、减量化”作为控制固体废物污染的技术政策的提出及垃圾分装化的逐步推广，用堆肥发酵技术来处理固体废物将会得到进一步发展和普及，并且调查发现，我国农村固体废物有一大特点是有机固体废物成分比例大，适宜堆肥处理。另外由于大量施用化肥和缺少有机肥投入，使得农业环境日趋恶化，土质下降，耕地有机质平均含量已降到11.5%，因而必须调整农用肥结构，多用有机肥来改善耕地土质，针对这些情况，采用堆肥发酵技术处理农村有机固废无疑是一种较好的选择。堆肥可作为良好的土壤改良剂及有机肥，能有效改善土质，但这也对堆肥技术和堆肥产品的质量提出更高的要求。现有的固体废物堆肥处理设备主要有塔式发酵设备、水平发酵滚筒、料仓型发酵装置、皮带式条垛工翻堆机、组合型发酵系统、熟化设备等，在现有技术中，还没有一个为农村固体废物处理的专用设备。而这些现有的固体废物堆肥处理设备虽然能较好地实现垃圾的资源化利用，但从经济、管理考虑，现有的堆肥处理工艺不适合农村生活垃圾的处理，因传统的好氧堆肥主发酵阶段进行全过程的曝气，使易降解物质好氧降解，故而需氧量大，动力消耗大，成本较高，较不适合农村的经济发展水平，推广应用较难，且现有的堆肥处理设施大多未考虑到发酵过程中产生的渗滤液如何处理，以及发酵过程中的臭气会对周围环境产生污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种农村固体废物好氧发酵一体化装置，让厨余垃圾、畜禽粪便、秸秆、污水站污泥等固体废物在封闭的发酵筒中发生一系列生化降解反应，得到无
害化处理。为实现上述目的，本发明的提供的农村固体废物好氧发酵一体化装置，其结构包括一滚筒状的堆肥发酵仓，仓体内轴线安装有一端为开口，另一端封闭的一中空螺旋传动杆，该螺旋传动杆上开设有出气孔，该螺旋传动杆上呈反方向地设有若干对开有出气孔的空心叶片，该空心叶片与螺旋传动杆上的出气孔相对应；堆肥发酵仓的底部设有垃圾渗滤液收集管道，该垃圾渗滤液收集管道连接至废水处理装置；堆肥发酵仓的顶部设有除臭管道，该除臭管道通过抽风机连接至冷凝塔；该冷凝塔通过臭气管道连接至生物滤池，该生物滤池通过一曝气机连接至螺旋传动杆的开口端；该冷凝塔通过蒸馏水管道连接废水处理装置；废水处理装置的出水管连接至堆肥发酵仓内。所述的农村固体废物好氧发酵一体化装置，其中，堆肥发酵仓为一滚筒状。所述的农村固体废物好氧发酵一体化装置，其中，堆肥发酵仓的仓体为双层保温仓体。所述的农村固体废物好氧发酵一体化装置，其中，生物滤池中填充有填料。所述的农村固体废物好氧发酵一体化装置，其中，废水处理装置的出水管连接至堆肥发酵仓内的自动喷淋管道。本发明的农村固体废物好氧发酵一体化装置，具有自动化控制，分解能力强，使用方便，无污染产生，占地少、结构紧凑等特点，有利于处理过程中的供养、传质、传热，可改善和促进微生物生物转化的功能，加快微生物降解有机物的速度，且发酵周期短，有机肥料品质较好，适用于农村、城市社区、宾馆、食品加工业、养殖业等对有机废物的处理使用，具有广阔的发展前景。
图1是本发明的农村固体废物好氧发酵一体化装置结构示意图。附图中标记符号说明堆肥发酵仓1 ；螺旋传动杆2，传动装置2A ；叶片3 ；出气孔4 ；垃圾渗滤液收集管道 5 ；废水处理装置6 ；除臭管道7 ；抽风机8 ；冷凝塔9 ；臭气管道10 ；生物滤池11 ；填料12 ；蒸馏水管道13 ；曝气机14 ；出水管15 ；喷淋管道16 ；进料口 17 ；出料口 18。
具体实施例方式本发明提供了一种集好氧发酵、渗滤液收集及处理、臭气收集及处理为一体的农村固体废物好氧发酵一体化装置。本发明包括一滚筒状的堆肥发酵仓1，堆肥发酵仓1的仓壁为双层保温材质，内置加热装置(公知技术，图中未示)，以保证堆体内部温度持续保持60°C左右。堆肥发酵仓1 的仓体内中的轴线上装有由传动装置2A (如电机)带动旋转的螺旋传动杆2，螺旋传动杆2 为一端封闭，另一端为开口的中空管道，该中空管道上开设有出气孔(图中未示)作为配气管道使用，在螺旋传动杆上2等距装有若干对反方向空心叶片3，该空心叶片3上设有出气孔4。安装时，该些空心叶片3的进气道(图中未示)对应于螺旋传动杆2上的出气孔。堆肥发酵仓1的底部设有垃圾渗滤液收集管道5，该垃圾渗滤液收集管道5连接至废水处理装置6 ；堆肥发酵仓1的顶部设有除臭管道7，该除臭管道7通过抽风机8连接至冷凝塔9 ；该冷凝塔9通过臭气管道10连接至生物滤池11，生物滤池11中填充有填料12 (填料可用堆肥腐熟料、陈腐树皮等，可参考文献《生物滤池中填料高度对鸡粪堆肥尾气除臭效果的影响》(陆日明，王德汉，张玉帅，王星，农业环境科学学报2005，24 (增刊)200-203))； 该冷凝塔9还通过蒸馏水管道13连接至废水处理装置6。该生物滤池11通过一曝气机14连接至螺旋传动杆2的开口端。该废水处理装置 6设有一出水管15连接至堆肥发酵仓内的喷淋管道16。实际使用时，废弃物从堆肥发酵仓的进料口 17进入堆肥发酵仓内，在方向相反的空心叶片3的作用下，使物料向相反方向运动进行充分搅拌。曝气机14产生的空气经过螺旋传动杆1从叶片3的出气孔中进入仓体内，与物料充分接触混合，利用空气中的氧气促进物料发酵。堆肥发酵仓1内设有喷淋管道16，保证物料含水率为最适合指标。该部分水源可以来自两个部分一个是堆肥发酵仓1内产生的垃圾渗滤液，通过垃圾渗滤液收集管道5 经过废水处理装置6处理后的水源；另一个是堆肥发酵过程中产生的臭气通过抽风机收集至冷凝塔9内冷却，由水蒸气冷凝成的液体水经过废水处理装置6处理后的水源。本发明的废水处理装置可采用文献《MBR反应器处理垃圾渗滤液的探讨》(侯磊、王增长科技情报开发与经济2010年第20卷第11期134-136)公开的A/0-MBR —体化废水处理装置，该废水处理装置BOD出水为8mg/L，出水COD稳定在50mg/L，氨氮出水为％ig/L，SS出水为15mg/ L，可达到垃圾渗滤液排放标准GB16889-2008中的一级标准。喷淋管道16还可以将不同阶段的耐高温复合微生物菌剂喷洒在物料内，加速反应进程。发酵过程中产生的渗滤液返回污水处理可以装置进行处理；发酵过程中产生的高温臭气由堆肥发酵仓内部通过抽风机17抽出至冷凝塔9进行冷凝，在冷凝塔9分离的冷却后的臭气送至生物滤池11进行除臭，达标后排放；冷凝塔9内由水蒸气冷凝成的液体水经过废水处理装置6处理后通过喷淋管道16进入堆肥发酵仓内调节物料的含水率。
堆肥发酵仓内的发酵分为两步，第一步是物料在堆肥发酵仓内进行高温发酵，然后进行第二步的后腐蚀发酵。最后得到的物料通过粉碎、筛分，从堆肥发酵仓的出料口 18 排出，获得营养土。本发明的使用效果工艺参数含水率50-60%，C/N= 30 1，pH = 6. 0-7. 5，发酵周期7天，供风量 0. 05m3/m3· min。堆肥产品指标蛔虫卵杀死率98%，大肠菌值10_2，含水率40%，有机份35%，总氮 4. 5%,总磷 0. 4%，总钾 0. 4%。
权利要求
1.一种农村固体废物好氧发酵一体化装置，其结构包括一肥发酵仓，仓体内轴线安装有一端为开口，另一端封闭的一中空螺旋传动杆，该螺旋传动杆上开设有出气孔，该螺旋传动杆上呈反方向地设有若干对开有出气孔的空心叶片， 该空心叶片与螺旋传动杆上的出气孔相对应；堆肥发酵仓的底部设有垃圾渗滤液收集管道，该垃圾渗滤液收集管道连接至废水处理装置；堆肥发酵仓的顶部设有除臭管道，该除臭管道通过抽风机连接至冷凝塔；该冷凝塔通过臭气管道连接至生物滤池，该生物滤池通过一曝气机连接至螺旋传动杆的开口端；该冷凝塔通过蒸馏水管道连接废水处理装置；废水处理装置的出水管连接至堆肥发酵仓内。
2.根据权利要求1所述的农村固体废物好氧发酵一体化装置，其中，堆肥发酵仓为一滚筒状。
3.根据权利要求1所述的农村固体废物好氧发酵一体化装置，其中，堆肥发酵仓的仓体为双层保温仓体。
4.根据权利要求1所述的农村固体废物好氧发酵一体化装置，其中，生物滤池中填充有填料。
5.根据权利要求1所述的农村固体废物好氧发酵一体化装置，其中，废水处理装置的出水管连接至堆肥发酵仓内的喷淋管道。
全文摘要
一种农村固体废物好氧发酵一体化装置，包括一肥发酵仓，仓体内轴线安装有一端为开口，另一端封闭的一中空螺旋传动杆，该螺旋传动杆上开设有出气孔，该螺旋传动杆上呈反方向地设有若干对开有出气孔的空心叶片，该空心叶片与螺旋传动杆上的出气孔相对应；堆肥发酵仓的底部设有垃圾渗滤液收集管道，该垃圾渗滤液收集管道连接至废水处理装置；堆肥发酵仓的顶部设有除臭管道，该除臭管道通过抽风机连接至冷凝塔；该冷凝塔通过臭气管道连接至生物滤池，该生物滤池通过一曝气机连接至螺旋传动杆的开口端；该冷凝塔通过蒸馏水管道连接废水处理装置；废水处理装置的出水管连接至堆肥发酵仓内。
文档编号C05F9/04GK102503618SQ20111036180
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者张列宇, 徐婷婷, 马永生 申请人:北京国环清源环境工程咨询有限责任公司