一种有机固体废物干燥、堆肥化装置的制作方法

本实用新型属于有机固体废物处理技术领域，具体涉及一种有机固体废物干燥、堆肥化装置。

背景技术：

随着工农业的发展和人类生活水平的提高，产生的固体废弃物越来越多。有相当大一部分是有机固体废弃物，这些有机固体废物含水率较高，在堆积过程中产生含高浓度渗滤液、臭气，并且具有大量的致病菌、寄生虫卵等，所以目前的有机固废处理方式都不可避免地带来臭气、环境污染、危害人类健康等问题。而有机固体废弃物是一种可资源化利用的废物资源，其中有机物含量高，具有较高的经济价值。因此，将其中的含生物质部分进行生物处理，一方面减少了有毒有害物质的排放，起到治理环境的作用；另一方面，使可回收利用的物质与能量得到最大限度的回收与利用。

目前，针对于有机固体废物的处理方式大致可分为：物理处理法、化学处理法和生物处理法。物理处理法具有便捷、操作简单等特点，但能量消耗较大，一般只用于有机固体废物的前处理阶段；化学处理法包括有热解及固化/稳定化等方式，一般也多用于有机固体废物的前处理阶段；与另外两种处理方法相比，利用生物技术处理有机废物具有保护环境、节约原材料和能源、投资少、运行费用低、经济回报高等优点，并且可以直接用于处理以获得有效资源。

有机废物的生物处理可能是最具可持续性的处理方式，通过先进的技术措施，所有的可生物降解废物都可以通过生物方式进行处理。好氧堆肥是将要堆腐的有机物料与填充料按一定的比例混合，在合适的水份、通气条件下，使微生物繁殖并降解有机质，从而产生高温，杀死其中的病原菌及杂草种子，使有机物达到稳定化。生物处理技术是利用生物降解废物，不仅能够得到可再次利用的有机肥，还能利用发酵时产生的热量对废物加热以减少其水份。最早是科学家Jewell于1984年提出的用于畜禽粪便的处理，其原理就是利用堆肥过程中微生物分解有机物，并且利用发酵时产生的能量，增加粪便中水份的散发，起到干燥的目的。秦皇岛市绿港污泥处理厂采用了一种自动控制生物堆肥处理技术（第二代CTB技术），利用该技术可将城市污水处理厂的污泥经过无害化处理后直接作用于植物生长所欲的营养土或有机肥。李国学等人开发了一种堆肥方法，包括：混合堆肥原料与菌剂，得到堆体、将所述堆体进行高温发酵，得到一次堆肥产物、将所述一次堆肥产物继续发酵，得到肥料。该方法的实验证明，基于高温促进堆肥过程中微生物的活性和多样性，微生物高温分解有机物会产生大量热能，在堆肥过程中添加微生物菌剂的同时，将高温发酵的热能也循环利用在堆肥过程中。高定研发了一种双向通风的高效生物堆肥方法，将热干风引入堆肥堆体，在堆肥堆体分别处于微生物培养期、快速升温期以及高温控制期时，依次减少引入的热干风的风量。该方法可以大幅缩短生物堆肥周期，提高生物堆肥的效率。乔玮研发了一种好氧厌氧一体式生物堆肥装置， 该装置通过对发酵仓的通风和关闭通风的选择实现在同一设备内进行厌氧消化和好氧堆肥的反应，并且还可以通过发酵罐的串联而提高生物发酵的效率。

好氧堆肥技术可应用于动物粪便、污泥、底泥等有机固体废物的处理过程中，这些有机固体废物都具有为粘性较大、含水率高、氧气输送困难、不易降解等特点。除了使有机固体废物的含水率降低，还要使其快速高效好氧发酵使有机固体废物腐熟分解、消除其中的有害物质、变成可直接再次利用的资源。然而目前的大多数堆肥方式都面临堆肥操作空间大、频繁翻堆、操作繁琐、堆肥周期长等特点。所以现有的技术不能满足有机固体废物的快速干燥、高效堆肥等现有需求。

因此，需要一种新的方法，保证有机固体废物快速脱水的同时还能高效好氧发酵，并且所需操作空间较小、操作简单，实现有机固体废物真正的高效无害化处理。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的有机固体废物好氧发酵方法中所存在的脱水困难、周期长、步骤繁琐、耗能高以及占地空间较大等缺点；提供一种有机固体废物连续干燥、堆肥化的装置。

本实用新型有机固体废物连续干燥、堆肥化装置包括滚筒部、支撑部、动力传动部、轮子；滚筒部包括筒体、加强方管、滚圈、抄板、内置钢条、固定环,加强方管均匀设置在筒体内侧或/和外侧，抄板沿筒体轴向均匀分布于筒体内壁，3根以上的内置钢条通过2个以上的固定环安装在筒体内轴向中部；2个以上滚圈分别套装在筒体外侧，筒体3端分别开有进料口和出料口； 支撑部包括底板和托轮，2个以上的托轮安装于底板上，滚圈设置在托轮上并与托轮相配合，轮子安装在底板下；动力传动部包括电机、大齿圈、小齿轮、减速机，大齿圈固定于筒体外侧，减速机与电机联用，小齿轮装于减速机输出端并与大齿圈啮合。

所述筒体通过滚圈倾斜安装于托轮之上，倾斜角度为2-10°。

所述加强方管用于提升筒体强度并安装固定固定环等部件。

所述内置钢条直径为1-5mm。

所述抄板为折板，宽度为30-100mm。

所述筒体的转动速度为5-20r/min。

上述装置利用滚筒回转搅拌的方式，实现有机固体废物的连续快速干燥、发酵，物料在滚筒内部的最大充满度为1/3。

所述有机固体废物在筒体的空间内，实现回转搅拌的同时，对物料进行循环切割，在较大的空间保证了空气与有机固体废物的有效接触，在对有机固体废物进行搅拌、干燥的同时还能够能够加快微生物对有机固体废物的发酵作用；所述切割过程无需外加动力，当物料随着筒体搅拌并上升至筒体顶部时，物料自由下落，下落的过程中经过内置钢条，即实现了对物料的不断循环切割；所述搅拌及切割过程能够有效的增大物料与空气之间的频繁接触，即加强了物料与空气之间的物质和热量的传质过程，同时还能够进一步的促进好氧发酵过程的进行。

部分物料在通过内置钢条时会附着在内置钢条上，这些有机物中微生物会进行繁殖，从而在内置钢条上会附着有微生物，在进行下一循环切割作用时，会使微生物混合在新的物料当中，一起回到反应器的底部，于此能够加快微生物的繁殖过程，缩短堆肥化时间。

物料进入筒体之前，启动电机，通过减速器减速后带动筒体转动，此时，物料从进料口处进入到筒体当中，当物料到达抄板处时会随着抄板的转动而翻转，物料翻转至筒体顶部时自由下落，由于筒体内部均匀分布有内置钢条，会对物料产生切割作用，如此不断地循环至筒体末端，筒体末端设有出料口并且筒体采用倾斜安装，因此当物料积累到一定程度后则可实现自动出料，无需人工出料。

在加入有机固体废物的同时加入辅料，所述辅料为调理剂、除臭剂和表面活性剂。

所述调理剂为含水率低于30%的锯末、碎秸秆、木屑、烟末、石灰、堆肥中的一种或几种，锯末、碎秸秆、木屑、烟末、堆肥的加入量为每次加入有机固体废物质量的5%~20%，石灰的加入量为每次加入有机固体废物质量的0.1%~2%。

锯末、碎秸秆、木屑、烟末、堆肥等，主要成分是有机物，能够被微生物有效分解，主要作用是对物料的化学成分进行调节，调整物料的C/N比；同时锯末、碎秸秆、木屑、烟末、堆肥等与有机物均匀混合会起到调节物料物理结构的作用，产生利于通气的均匀孔道，使氧气更容易并且更充分的进入物料；物料在好氧堆肥的初期，会有酸化现象，使得pH下降，会严重影响到好氧微生物的繁殖及存货，加入石灰调节pH可以避免严重酸化，并且还能够使温度上升加快，缩短好氧堆肥的周期。

所述除臭剂为生物除臭剂、锯末、植物型除臭剂、纳微级金属、纳微级金属氧化物中的一种。生物除臭剂的加入量为有机固体废物质量的1%~10%，锯末的加入量为有机固体废物质量的5%~10%，植物型除臭剂的加入量为有机固体废物质量的0.01%~2%，纳微级金属或者纳微级金属氧化物的加入量为有机固体废物质量的0.002%~0.3%。

选用的除臭剂为生物除臭剂，在有机物分解过程中所产生的氨、硫化氢等气体是恶臭污染源，它们是生物除臭剂钟有效微生物群的营养物质，它们通过新陈代谢放出氧气，消除了恶臭产生的物质基础。本实用新型中选用的锯末除臭剂，锯末具有通气性好、吸附性强、保水性适中、适合于微生物生长和繁殖等特点除臭。本实用新型中选用的植物型除臭剂，其中具有的活性成分对发酵中的微生物有协同作用，可以和主要恶臭物质如氨和硫化氢等结合；本实用新型中选用的纳微级金属或纳微级金属氧化物等除臭剂，其本身具有独特的物理化学性质，其本身是一种粒径小、多孔的特殊材料，能够均匀的分散在物料当中，纳微级金属或纳微级金属氧化物能够与恶臭气体成分中的硫化物等发生反应，其在达到除臭目的的同时还能够提高物料的活性，促进微生物对有机固体废物的发酵过程。

所述表面活性剂为如RCOOH、R-SO₃H、H₂SO₄、氨基或胺基及其盐中的一种或几种。表面活性剂加入量为每次加入有机固体废物质量的0.001%~2%；选用RCOOH、R-SO₃H、H₂SO₄、氨基或胺基等表面活性剂，其通过降低相界面的表面张力而降低了相界面的表面自由能，进而提高水分在有机固体废物中的渗透能力，进一步的加快有机固体废物的干燥和堆肥化过程。

本实用新型具有成本低、周期短、操作简单、臭气量小、生产安全、设备占用场地不大、随处理随排放等特点；此装置处理有机固体废物仅需5-15天，并且处理后的有机固体废物，不再稀稠黏连，而获得颗粒小、疏松透气、肥效较高的有机肥。

附图说明

图1是本实用新型装置结构示意图；

图2为本实用新型内部结构示意图；

图3为本实用新型剖面结构示意图；

图4为本实用新型抄板与内置钢条相互作用示意图；

图中：1为进料口；2为内置钢条；3为筒体；4为滚圈；5为加强方管；6为大齿圈；7为固定环；8为出料口；9为底板；10为托轮；11为轮子；12为小齿轮；13为减速机；14为电机；15为抄板，16为有机固体废物。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。

实施例1：如图1-4所示，本有机固体废物干燥、堆肥化装置包括滚筒部、支撑部、动力传动部、轮子11；滚筒部包括内置钢条2、筒体3、滚圈4、加强方管5、固定环7、抄板15,加强方管5均匀焊接在筒体3内侧和外侧，抄板15沿筒体轴向均匀分布于筒体3内壁，一圈一圈轴向排列，固定环是固定在筒体内壁上，8根内置钢条2通过3个固定环7安装在筒体内轴向中部；2个滚圈4分别套装在筒体3外侧，筒体3两端分别开有进料口1和出料口8；支撑部包括底板9和托轮10，2个托轮10安装于底板9上，2个滚圈4分别设置在2个托轮10上并与托轮相配合，轮子11安装在底板下；动力传动部包括大齿圈6、小齿轮12、减速机13、电机14，大齿圈6固定于筒体3外侧，减速机13与电机14联用，小齿轮12装于减速机13输出端并与大齿圈6啮合。所述筒体通过滚圈倾斜安装于托轮之上，倾斜角度为3°；内置钢条直径为5mm；抄板为折板，宽度为80mm；筒体的转动速度为10r/min。

本实施例的处理对象：某城市污水处理厂产生的脱水污泥16，其含水率为85%，有机质含量为68%，碳氮比为10.9，密度为1.05t/m³。

在污泥原料中加入调理剂烟末和碎秸秆（质量比1:2）混合物8kg、石灰15kg。将原料混合均匀后均匀投加至滚筒内进行搅拌并堆肥化；物料在反应器内的最大充满度为1/3。

污泥进入通体后，主要在好氧状态下堆肥发酵，10天后完成堆肥和干燥，通过排料口从反应器中排出；排出的污泥含水率为50%，不再稀稠黏连，而是疏松透气、肥效较高的有机肥，可直接用于后续的处理和处置。

实施例2：本有机固体废物干燥、堆肥化装置结构同实施例1，不同在于所述筒体通过滚圈倾斜安装于托轮之上，倾斜角度为5°；内置钢条直径为3mm；抄板为折板，宽度为50mm；筒体的转动速度为8r/min。

本实施例的处理对象：某猪养殖场厂产生的猪粪便，其含水率为95%，有机质含量为14.2%，碳氮比为22，密度为1t/m³。

将2t左右的奶牛粪便加入调理剂烟末、堆肥、草粉（质量比1:1:1）混合物80kg、石灰20kg，除臭剂纳米铁粉200g；将混合后的猪粪便原料均匀投入筒体进行好氧堆肥；物料在反应器内的最大充满度为2/3。干燥并降解好的有机固体废物通过出料口外排。

猪粪便在进入反应器后主要为好氧状态下堆肥发酵，9天后筒体中猪粪便完成堆肥和发酵可以随时排出，当有机固体废物开始出料后，可再继续循环向反应器中加入新鲜的猪粪便，以此类推循环。排出的猪粪便含水率为45%，不再稀稠黏连，而是疏松透气、肥效高的有机肥，可直接用于农业施肥。