专利名称：可移动筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种处理固体废物的反应器及处理方法，特别涉及一种用于处理人类粪便的可移动梨形筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器。
背景技术：
近年来，随着我国社会化进程的加快，我国农村有了较大的发展，国家提出了建设社会主义新农村发展目标。这种新农村对环境生态保护的要求远高于我国传统型农村，但现今我国农村生活中产生的大量人类粪便，从未进行过集中处理，而且绝大多数都是就近采取灌溉施肥，依靠环境吸收自净。这种处理粪便方式的缺点是植被吸收不完全，资源优化利用率较低，同时传染病虫害，即不能让粪便得到充分利用又会对环境造成很大的影响。综上，农村分散型粪便处理问题亟须解决。
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工业化生产中产生了多种好氧堆肥反应器系统，根据系统中反应器的通风方式、有无搅拌和外形特点，将这些反应器系统归纳为被动通风反应器系统、强制通风无搅拌反应器系统、强制通风有搅拌反应器系统和滚筒反应器系统。滚筒式生物反应器是近年来研究较热的一种堆肥反应器。工业界目前的反应器普遍采用的是搅拌式混合，其特点是利用不同类型的搅拌桨在容器中的转动，使桨叶与流体相互作用并将功能输入流体，从而容器中的流体形成一定的流场以达到混合的目的。这种形式的搅拌可能产生不均匀的混合效果，接近搅拌桨的区域其混合强度非常高，而远离搅拌桨的区域却得不到足够的混合。即便达到临界搅拌速度，固体相在整个反应器中的分布仍然很不均匀，有时某些区域存在流动死区，因而对设备的效率和产品质量造成直接影响。从过程要求的角度来看，要达到好的混合效果，常用的桨式搅拌方式必需在较高的转速操作，因而使流体产生很强的剪切应力。鉴于以上问题，需从另一方面考虑能实现较强搅拌效果的搅拌方式。滚筒反应器(又称为滚筒发酵罐)是高温好氧堆肥反应器的一种，其工作原理正是利用特殊搅拌方式以避免以上搅拌桨搅拌方式的弊端。已有滚筒反应器的缺点包括占地面积大、不方便移动、筒体长度过长，加工难度高、投资造价高等。如何有效收集处理分散的人类粪便，降低反应器加工难度，减少反应器投资造价，缩短反应发酵处理周期，提高肥质的质量显的尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有堆肥反应器存在的缺陷和不足，提供一种可移动筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器，用于收集和处理分散型人类粪便。该反应器能快速有效地去除人类粪便中含有的病原体、病毒和多种肠道寄生虫卵等，显著提高处理粪便的效率，从而提高有机肥的使用，减少运输途中粪便的二次污染和占地面积，降低粪便处理设施的投资和运行成本。为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案一种可移动梨形筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器，包括机架、机架上安装的拖轮、电动机和筒体。其特征在于，筒体放置在拖轮之上，筒体四周设有均匀分布的渗滤液接槽和观察取样口 ；筒体一端有进/出料口，筒体的中心轴线处设有进、出气管，进、出气管通过双层筛网与筒体连通；在筒体内壁上均匀分布有无轴螺旋导叶片；筒体的内壁的不同区域安装有温度计；筒体总长为510mm，由前锥、中间圆柱体和后锥三个部分组成，三部分水平尺寸比例约为I : 2 I. 25，前、后锥角度分别为25. 5°和15. 5°，筒体规模可随处理粪便量的不同按比例进行缩放。上述反应器的动力系统由动力装置、齿轮组组成，中间圆柱体筒周设置有大齿轮，筒体外部有小齿轮与动力装置相连接，大、小齿轮相互啮合，外部驱动系统通过大、小齿轮组的传动带动筒体转动。上述反应器的通风系统由鼓风机、进/出气管、双层筛网等部件组成，进气管位于筒体正中心的轴线上为穿孔管，管周分布有大量气孔，为防止气体短流，进气管一端堵塞。鼓风机鼓入的空气经由穿孔进气管均匀分布至筒内各处，使物料能与空气进行充分的接触，反应后尾气由尾侧双层筛网收集后通过出气管排放。
本发明的移动梨形筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器，与国内外现有技术相比，具有以下优点I、环保。可方便的在不同时间、不同地点收集人类粪便并就地进行好氧发酵处理；2、反应器内物料发酵状态保持均一。主要体现在两个方面一是利用搅拌方式避免了传统搅拌桨搅拌方式的弊端。物料在筒转动作用下，被反复抄起、升高、跌落，物料能够充分与水、空气混合均匀，使发酵条件连续、稳定，筒内温度、湿度、氧含量均匀，微生物发酵时间大为缩短，尽快完成了堆肥反应；二是空气与物料运动方向相反，促进了生物和化学反应速度。3、反应器内物料升温快。在此堆肥反应器处理过程中，堆肥温度一般在55 65°C，达到了好氧堆肥的无害化卫生要求4、有机物降解率高、发酵周期短、堆肥产品质量高。该可移动筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器利用梨形筒来混合、通风以及排出堆肥，并且通过一个机械传动装置来翻动。在梨形筒中堆肥过程很快开始，易降解物质很快被好氧降解。5、易管理维护、运行费极低。除每天收集分散式粪便外，几乎再不需要其他人工，因此可大幅降低管理维护成本和运行费用。6、节约场地费用和运输费用，降低生产成本。同时可移动筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器可安装在改造的废旧混凝土搅拌车上，投资造价小，市场推广应用前景广阔。
图I为本发明的可移动梨形筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器结构示意图。图2为图I的右视图。图中的标记分别表示1、进气口，2、双层筛网，3、叶片，4、温度计，5、拖轮，6、渗滤液接槽，7、小齿轮，8、大齿轮，9、动力装置，10、出气管，11、筒体，12、进/出料口，13、观察取样口。下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施例方式参照图I和图2，本实施例给出一种可移动梨形筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器，包括机架，机架上安装有拖轮5，在拖轮5上有筒体11，筒体11圆周上设有均匀分布的渗滤液接槽6和观察取样口 13 ;筒体11 一端有进/出料口 12，筒体11的水平中心线两端设有进气管I和出气管10，进气管I和出气管10通过双层筛网2与筒体11连通；在筒体11内壁上均匀分布有叶片3 ;筒体11的内壁的不同区域安装温度计4 ;筒体11的圆周上还设置有大齿轮8，大齿轮8与筒体11外的小齿轮7啮合，小齿轮7与动力装置9相连接，动力装置9通过小齿轮7带动大齿轮8使筒体11旋转。筒体11由前锥、中间圆柱体和后锥三个部分组成，水平尺寸比例约为1:2: I. 25，其中，前锥角度和后锥角度分别为25. 5°和15. 5°。筒体11的规格随处理 粪便量的不同按比例缩放，本实施例中，筒体11的长度为510mm，处理粪便量约为3kg，叶片3采用4条无轴螺旋导叶板，2个温度计4位于筒体11的前锥、中间圆柱体上，渗滤液接槽6和观察取样口 13各为4个，均匀分布在筒体11的中间圆柱体上。筒体11与混凝土搅拌车筒体类似，可通过机架方便地安置于运输车上。采用本实施例制备的可移动梨形筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器，安装在中小型运输车上，或者安装在通过废旧混凝土搅拌车改造的车辆上，对人类粪便处理方法步骤如下I、根据分散型人类粪便的特点，确定收集粪便的时间，分析堆肥物料的各种参数t匕，如C/N、含水率等；2、将人类粪便堆体从进/出料口 12进入筒体11，调节堆体的含水率，以利于堆肥有效的生化反应速度，一般认为堆肥初始含水量在40% 70%就能保证堆肥的顺利进行，最适宜含水量为50% 60% ;3、根据物料量与堆肥腐殖度等因素，控制进气管I的通风量大小；4、以锯末作为调理剂与粪便堆体同时反应，通过调节物料W(C)/V(N)比、含水率、孔隙率、堆肥养分和调控重金属等作用，保证堆肥的快速高效进行，使其能满足好氧微生物生长的要求；5、启动动力装置9，动力装置9的小齿轮7带动大齿轮8使筒体11旋转，从温度计4观察筒体11内的温度，并且定期从观察取样口 13取样，实时观察粪便堆体内温度和各项指标的变化情况，运行15天左右，粪便堆体完全达到腐殖度标准，满足《粪便无害化卫生标准》中的规定，从进/出料口 12排出物料，作为有机肥施于土壤中。也可以采用连续堆肥的方式进行人类粪便的好氧堆肥，即每天向反应器内筒体11投加人类粪便堆体方式进行处理，达到长期高效稳定运行的要求。连续投加物料的处理方式可以增加筒体11内的处理物料的有机物含量，人类粪便堆体反应速率增加，处理效果更明显，连续运行32天左右，使得人类粪便堆体完全达到腐殖度标准，满足《粪便无害化卫生标准》中的规定。
权利要求
1.一种可移动梨形筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器，包括机架，机架上安装有拖轮(5)，其特征在于，在拖轮(5)上有筒体(11)，筒体(11)圆周上设有均匀分布的渗滤液接槽(6)和观察取样口(13);筒体(11) 一端有进/出料口(12)，筒体(11)的中心线两端设有进气管(I)和出气管(10)，进气管(I)和出气管(10)通过双层筛网(2)与筒体(11)连通；在筒体(11)内壁上均匀分布有叶片⑶；筒体(11)的内壁的不同区域安装温度计⑷；筒体(11)的圆周上还设置有大齿轮(8)，大齿轮⑶与筒体(11)外的小齿轮(7)啮合，小齿轮(7)与动力装置(9)相连接，动力装置(9)通过小齿轮(7)带动大齿轮(8)使筒体(11)旋转。
2.如权利要求I所述的可移动梨形筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器，所述的叶片(3)采用4条无轴螺旋导叶板。
3.如权利要求I所述的可移动梨形筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器，所述筒体(11)由前锥、中间圆柱体和后锥三个部分组成，水平尺寸比例为I : 2 I. 25，其中，前锥角度和后锥角度分别为25. 5°和15. 5°。
全文摘要
本发明公开了一种可移动梨形筒式无轴螺旋导叶搅拌型好氧堆肥反应器，包括机架，机架上安装有拖轮，在拖轮上有筒体，筒体圆周上设有均匀分布的渗滤液接槽和观察取样口；筒体一端有进/出料口，筒体的中心线两端设有进气管和出气管，进气管和出气管通过双层筛网与筒体连通；在筒体内壁上均匀分布有叶片；在筒体的内壁的不同区域安装温度计；筒体的圆周上还设置有大齿轮，大齿轮与筒体外的小齿轮啮合，小齿轮与动力装置相连接。具有显著提高粪便的处理速率，提高有机肥的使用，减少占地面积，降低粪便处理设施的投资和运行成本等特点，能有效削减和控制环境与健康风险。
文档编号C05F3/06GK102746044SQ201210044279
公开日2012年10月24日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者任勇翔, 何丹, 王晓昌, 王玉新, 迟文慧, 陈威, 陈荣, 陈靖韬 申请人:西安建筑科技大学