本发明涉及堆肥设备领域，尤其涉及一种有机垃圾好氧堆肥设备。
背景技术：
随着生活垃圾分类、源头减量、垃圾资源化、美丽农村建设等政策的推广，农村有机垃圾尤其是厨余垃圾的就地不出镇处理已经成为一项重要的社会难题。
厨余垃圾具有易腐烂、有机质高、含水率较高、组分复杂、尺寸较大等特性，具有好氧发酵堆肥利用的良好条件，但不及时，妥当处理，会对环境产生负面影响。有机垃圾的好氧发酵过程包括原料的预处理(含水率调节、c/n、ph)，微生物的选择与接种，通风方式的选择(自然通风、被动通风和强制通风)，堆肥形式选择(条垛式、反应器、生化处理机)和臭气处理等过程。目前，市场上常见的有机垃圾堆肥设备，如中国专利号为cn104211460a的专利文献公开了一种快速好氧堆肥装置，包括物料混合部分、好氧堆肥部分、循环水部分和送风部分。其优点在于独立的物料混合仓能使物料充分混合均匀且不会出现肥料大面积结块；多孔道鹅卵石承托层为好氧降解提供保证。中国专利号为cn206033597u的专利文献公开了一种厨余垃圾的资源化综合处理系统，包括分拣装置、粉碎装置、压榨脱水装置、超滤膜预处理设备、搅拌装置、发酵处理装置和筛选装置。
但现有的有机垃圾堆肥设备不仅无法进行强制通风和对臭气连续在线监测，而且不能根据好氧堆肥发酵状态动态对发酵过程进行准确控制。
技术实现要素：
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种有机垃圾好氧堆肥设备，能在堆肥过程中强制通风，并对臭气进行连续在线监测以及对好氧堆肥过程进行准确控制，能实现对发酵过程动态进行准确的控制。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明一种有机垃圾好氧发酵设备，包括：
发酵仓、搅拌系统、引风装置、生物除臭系统、加热系统、曝气系统和自动控制装置；其中，
所述发酵仓设有进料口和出料口，发酵仓内从前至后分为依次连通的升温仓、高温仓和腐熟仓，所述进料口处于所述升温仓上方，与所述升温仓内连通，所述出料口处于所述腐熟仓后端，与所述腐熟仓内连通；所述腐熟仓的长度大于所述高温仓的长度，所述高温仓的长度大于所述升温仓的长度；
所述搅拌系统设在所述发酵仓内；
所述生物除臭系统和引风装置设在所述发酵仓外部，该生物除臭系统经引风装置与所述发酵仓内连通；
所述曝气系统的曝气组件设在所述发酵仓内底部；
所述加热系统的加热电板设在所述发酵仓的仓壁上；
所述自动控制装置设在所述发酵仓外，分别与所述引风装置、生物除臭系统、加热系统和曝气系统电气连接，能根据所述发酵仓内的发酵信息对所述引风装置、生物除臭系统、加热系统和曝气系统进行控制。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的有机垃圾好氧堆肥设备，其有益效果为：
通过由自动控制装置根据发酵仓内状态信息进行协同控制的曝气系统、引风装置、生物除臭系统和加热系统，通过曝气系统可根据物料在好氧堆肥过程中所处的阶段进行不同强度的鼓风，节约运营费用的同时保证堆肥效果；通过引风装置和生物除臭系统配合，可对堆肥过程中产生的臭气强制除臭后排放，避免污染环境；通过加热系统能对发酵仓的各分区进行控制；进而实现了对堆肥过程进行动态、准确的控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的有机垃圾好氧堆肥设备的剖面构成示意图；
图1中各标号为：1-进料口；2-温度传感器；3-氧气传感器；4-生物除臭装置；5-氨气传感器；6-硫化氢传感器；7-引风机；8-螺旋浆片；9-鼓风机；10-腐熟仓；11-曝气孔；12-防堵塞底板；13-高温仓；14-升温仓；15-驱动装置；16-显示屏；17-自动控制装置；18-出料口；19-加热电板；20-链条；21-齿轮；22-转动轴；23-机体外壳；
图2为本发明实施例提供的有机垃圾好氧堆肥设备的发酵仓底部曝气孔示意图；
图3为本发明实施例提供的有机垃圾好氧堆肥设备的主控装置构成示意图；
图4为本发明实施例提供的有机垃圾好氧堆肥设备的生物除臭装置构成示意图；
图4中各标号为：51-进气口；52-喷淋装置；53-排气口；54-生物滤料板；55-气流分隔板。
图5为本发明实施例提供的有机垃圾好氧堆肥设备的处理工艺流程图。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
如图2所示，本发明实施例提供一种有机垃圾好氧发酵设备，是一种能实时进料、动态堆肥，无机调理，仓体内氧气、温度、气体排放口氨气、硫化氢和臭气浓度的实时在线监测的好氧发酵设备，可主要用于厨余垃圾、园林绿化垃圾及混有的少量餐厨垃圾的好氧发酵，包括：
发酵仓、搅拌系统、引风装置、生物除臭系统、加热系统、曝气系统和自动控制装置；其中，
所述发酵仓设有进料口和出料口，发酵仓内从前至后分为依次连通的升温仓、高温仓和腐熟仓，所述腐熟仓的长度大于所述高温仓的长度，所述高温仓的长度大于所述升温仓的长度，所述进料口处于所述升温仓上方，与所述升温仓内连通，所述出料口处于所述腐熟仓后端，与所述腐熟仓内连通；
所述搅拌系统设在所述发酵仓内；
所述生物除臭系统和引风装置设在所述发酵仓外部，该生物除臭系统经引风装置与所述发酵仓内连通；
所述曝气系统的曝气组件设在所述发酵仓内底部；
所述加热系统的加热电板设在所述发酵仓的仓壁上；
所述自动控制装置设在所述发酵仓外，分别与所述引风装置、生物除臭系统、加热系统和曝气系统电气连接，能根据所述发酵仓内的发酵信息对所述引风装置、生物除臭系统、加热系统和曝气系统进行控制。
上述好氧发酵设备中，发酵仓包括：
机体外壳，该机体外壳内前端为驱动部件安装室，后端为依次连通的所述升温仓、高温仓和腐熟仓，所述驱动部件安装室与所述升温仓由隔板分隔，互不连通；
所述升温仓，高温仓和腐熟仓的长度比例为1：2：3；这样长度的各仓室，能有效延长堆肥腐熟期，有利于堆肥腐殖质的生成，进而有利于产品的土地利用。
所述出料口上方设置连接所述引风装置的通风口。
上述发酵仓的出料口处设有过滤格栅，能防止出料时，无机调理剂随物料逃出发酵仓。
上述好氧发酵设备中，引风装置采用引风机，设在所述发酵仓后端的通风口处，该引风机与所述自动控制装置电气连接。
上述好氧发酵设备中，生物除臭系统包括：
暂存仓，设在所述发酵仓顶部，经管路与所述引风装置连接；
生物除臭装置，经管路与所述暂存仓连接；
所述生物除臭装置的排气口内分别设置氨气传感器和硫化氢传感器，所述生物除臭装置、氨气传感器和硫化氢传感器分别与所述自动控制装置电气连接。
上述好氧发酵设备中，生物除臭装置结构如图2所示，包括：
壳体，其前端下部设置进气口，后端上部设置排气口；
所述壳体内从前至后间隔交错设置多个气流分隔板，所述多个气流分隔板在所述壳体内分隔形成所述进气口至排气口之间的折返气流通路；
所述壳体内壁和各气流分隔板表面分别设有生物滤料板；
所述壳体内顶部设置多个喷淋装置。
上述好氧发酵设备中，搅拌系统包括：
驱动装置，和与该驱动装置连接的传动装置，该驱动装置和传动装置均设在所述发酵仓内前端的驱动部件安装室内，该驱动装置与所述自动控制装置电气连接；
转动轴，横置贯穿设在所述发酵仓的升温仓、高温仓和腐熟仓内，该转动轴的前端经所述传动装置与所述驱动装置连接；
螺旋浆片，设在所述转动轴上。
上述好氧发酵设备中，传动装置采用链条和齿轮组成的链式传动机构。
上述好氧发酵设备中，加热系统包括：
多块加热电板，分别铺设在所述发酵仓的升温仓、高温仓和腐熟仓的顶壁以及腐熟仓的后壁上，多块加热电板分别与所述自动控制装置电气连接；
三个温度传感器，分别设在所述发酵仓的升温仓、高温仓和腐熟仓内的上部，各温度传感器分别与所述自动控制装置电气连接。
这种结构的加热系统，能在升温仓、高温仓和腐熟仓三个仓室分别形成可单独控制的电加热系统，根据各仓室的温度需要进行加热。
上述好氧发酵设备中，曝气系统包括：
曝气组件，设在所述发酵仓的升温仓、高温仓和腐熟仓内底部；
三个氧气传感器，均通过升降装置分设在所述发酵仓的升温仓、高温仓和腐熟仓内的上部，各氧气传感器分别与所述自动控制装置电气连接；
鼓风机，设在所述发酵仓外部，经管路与所述曝气组件连接，该鼓风机与所述自动控制装置电气连接。
进一步的鼓风机可以设置三个，分别通过三条管路分别与升温仓、高温仓和腐熟仓内底部的曝气组件连接，这种可单独控制各仓室内的曝气。
上述好氧发酵设备中，曝气组件由设有曝气孔的穿孔管，和铺设在所述穿孔管上的防堵塞底板组成；
处于发酵仓的升温仓、高温仓和腐熟仓底部的穿孔管的曝气孔孔径大小不同。具体的，处于高温仓底部的曝气孔孔径最大，为大孔，升温仓底部的曝气孔孔径为中孔，腐熟仓底部的穿孔管的曝气孔孔径最小，为小孔(参见图3)。设置这样孔径的穿孔管，方便对不同仓室的曝气量进行准确控制；
穿孔管的曝气孔开孔方向为斜面向下45度，能有效防止上层物料从底板漏下后堵孔。
如图4所示，上述好氧发酵设备中，自动控制装置设在所述发酵仓外的前仓壁上，该自动控制装置包括：dtu数据接收与处理模块、无线数据传输模块、无线射频识别定位模块、搅拌控制模块、加热控制模块、曝气控制模块和显示屏；其中，
所述dtu数据接收与处理模块与所述生物除臭系统电气连接，该dtu数据接收与处理模块经所述无线数据传输模块与无线射频识别定位模块通信连接；
所述搅拌控制模块与所述搅拌系统电气连接，该搅拌控制模块经所述无线数据传输模块与无线射频识别定位模块通信连接；
所述加热控制模块与所述加热系统电气连接，该加热控制模块经所述无线数据传输模块与无线射频识别定位模块通信连接；
所述曝气控制模块与所述搅拌系统电气连接，该曝气控制模块经所述无线数据传输模块与无线射频识别定位模块通信连接；
所述无线射频识别定位模块与显示屏电气连接，该无线射频识别定位模块通过网络与云平台通信连接。
上述好氧发酵设备中，所述发酵仓的升温仓、高温仓和腐熟仓的外壳均采用保温材料。这样可以保证在温度较高的环境下减少加热，或不用加热，在温度较低的环境下很好的保温。
上述好氧发酵设备还包括：还包括：设在所述发酵仓内作为无机调理剂的多个多面惰性空心球。多面惰性空心球表面设有圆孔，圆孔直径为30～50cm，设置这种多面惰性空心球能保证物料的孔隙率，空气可均匀分散。多面惰性空心球可采用硬质塑料球。
利用本发明的好氧发酵设备，对有机垃圾进行好氧发酵的步骤如下(参见图5)：
对有机垃圾进行预处理，包括人工分拣平台、传送带、剪切破碎装置和挤压脱水装置，预处理后的物料尺寸为3～5cm，含水率为60％，预处理后的物料经螺旋杆作用进入到发酵仓中进行好氧发酵。
发酵仓分为升温仓，高温仓和腐熟仓，发酵仓底部分布有曝气孔，三个仓内的曝气孔密度和大小不一，高温仓曝气孔密度和尺寸最大(7～8mm)，腐熟仓曝气孔密度和尺寸最小(2～3mm)。物料自进入发酵仓体后，通过螺旋杆的间歇旋转作用，搅拌的同时，往前推进。鼓风时采用鼓风机强制从发酵仓底部通风，鼓风机考虑降噪和散热措施。三个仓体的长度比例为1:2:3(这是因为一个完整的堆肥过程，升温期、高温期和腐熟期的时间比为1:2:3)。
物料经预处理(剪切破碎、挤压脱水)，进入发酵仓后与仓体内提前放入的无机调理剂混合。无机调理剂(多面惰性空心球)，直径6～10cm，耐高温，不参与生化反应，调节物料空隙比，使氧气均匀分布。为了防止出料时，无机调理剂随物料逃出发酵仓，可在出料口设置过滤格栅。采取发酵仓底部穿孔管曝气的方式，曝气量的多少由鼓风机的鼓风频率和鼓风时间长短决定，采取间歇鼓风方式，穿孔管的开孔方向为斜面向下45度，以防止上层物料从底板漏下后堵孔。同时，为防止上层物料移动过程中落入到底层曝气管周围，发酵层底部曝气板上安装孔径细小的纱网一层，放置曝气管的底部空间侧面安装为可开式的门，以利于定期清理。
发酵仓内微生物接种可选用技术较成熟，市场认可度较好的复合em菌剂。
气体经处理后排放，处理采用生物除臭装置。
三个发酵仓内分别装有温度传感器、氧气传感器，处理后的气体在排放口装有氨气传感器和硫化氢传感器，所有传感器的输出端和信号调理器的输入端相连接，信号调理器的输出端和a/d转换器的输入端相连接，a/d转换器的输出端和显示屏、自动控制装置相连接。
气体从底部进入生物除臭装置，在生物装置内设有喷淋装置，气体在装置内由于多个气流分隔板的作用，而折回前进，在滤料微生物的作用下，净化后的气体从排放口排出。
该发酵设备在北方地区使用时，外壳采用保温材料，并外源加热；在南方地区使用时，只采用保温材料，可不采取外源加热。所述加热系统在升温仓、高温仓和腐熟仓是独立的系统，根据各仓的温度传感器反馈温度，通过自动控制装置设置的各仓温度参数，启动各自的加热系统，自动控制装置的输入端和定时器相连接。
安装在发酵仓的机体外壳上的自动控制装置能进行搅拌控制、曝气控制、加热控制和故障自动报警。
下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明的好氧发酵设备包括：发酵仓、生物除臭系统、加热系统、曝气系统、搅拌系统和自动控制装置；图中，1为发酵仓上设置的进料口、2、201、202均为温度传感器；3、301、302均为氧气传感器；4为生物除臭装置4；5为氨气传感器；6为硫化氢传感器；7为引风装置(采用引风机)；8为螺旋浆片；9为鼓风机；10为腐熟仓；11为穿孔管的曝气孔；12为防堵塞底板；13为高温仓；14为升温仓；15为驱动装置；16为自动控制装置的显示屏；17为自动控制装置；18为出料口；19、191、192为加热电板；20为链条；21为齿轮；22为转动轴；23为发酵仓的机体外壳。
发酵仓内分为三个仓室，分别为升温仓，高温仓和腐熟仓，三个仓室的长度比例为1：2：3；发酵仓底部通过鼓风机强制通风，各腔室的曝气孔大小和密度不一。高温期需要的氧气量最多，因此采用大孔，高密度；腐熟期为避免热量散失采用小孔，低密度。根据发酵仓内温度和氧气含量的高低，间歇启动曝气装置。进一步的，曝气系统也可采用三个鼓风机，分别对升温仓，高温仓和腐熟仓三个仓室各由一个鼓风机进行控制，根据各仓室温度、氧气，分别启动各自的加热或鼓风机，各鼓风机采取不同的鼓风频率和鼓风间歇时间。
上述的加热系统；作为温度探头的温度传感器通过升降分设在升温仓，高温仓和腐熟仓三个仓室内，实现了温度传感器可升降，能下降深入到物料中50cm以下。温度传感器的接线柱和加热电板的接线柱全部与自动控制装置17相连接。加热电板外部包裹有保温岩棉，保温岩棉外部组装有机体外壳。
上述的曝气系统；采取发酵仓底部穿孔管曝气的方式，曝气量的多少由鼓风机的鼓风频率和鼓风时间长短决定，采取间歇鼓风方式，穿孔管的曝气孔开孔方向为斜面向下45度，以防止上层物料从底板漏下后堵孔。
上述的搅拌系统；驱动装置(可采用电动机)带动链条和齿轮转动，从而带动转动轴旋转，转动轴上有螺旋浆片。转动过程中，实现了物料的搅拌及物料随螺旋浆片前进。物料从升温仓进入到高温仓并最终进入到腐熟仓，达到腐熟后从出料口排出。从而实现了连续进料和连续出料。
上述的生物除臭系统；排放气体经引风机作用通过进气口51进入到生物除臭装置4，喷淋装置52喷淋吸附剂(弱碱性液体)，一方面降低气体温度，吸收酸性气体的同时，为生物除臭装置内的微生物创造湿润的环境。气流分隔板55的设置是为延长气体路程，使臭气和微生物充分接触，从而被微生物利用达到除臭的目的。
净化后的气体经排气口53排放到外界环境中，排气口53设置有监测氨气、硫化氢的氨气传感器和硫化氢传感器。氨气、硫化氢数据通过传输系统传至自动控制装置，经预先设定的拟合计算公式，输出显示臭气浓度，同时，显示氨气和硫化氢浓度。从而实现排放气体的实时监控及生物除臭装置运行状态的实时监控。
上述的自动控制装置安装在机体外壳上，该自动控制装置构成如图4所示，包括搅拌控制模块、曝气控制模块、加热控制模块和故障自动报警等。
该设备内部有温度传感器和氧气传感器，在排出处理后气体的生物除臭装置的排气口装有氨气传感器和硫化氢传感器，所有传感器的输出端和信号调理器的输入端相连接，信号调理器的输出端和a/d转换器的输入端相连接，a/d转换器的输出端和自动控制装置相连接。通过设置的自动控制装置，该设备能根据调试结果，设置好运行参数后，实现设备的自动搅拌、自动间歇鼓风、自动加热，并可实时连续在线显示仓体内的氧气含量、温度、仓体排放口的臭气情况(氨气、硫化氢、臭气浓度)，为是否启动加热装置和判断除臭装置状态提供数据支撑。
该设备在运行的过程中，为了保证堆肥效果，可以通过进料口在发酵仓中放入一定量的无机调理剂，无机调理剂为惰性的空心球，空心球表面有圆孔，圆孔直径为30～50cm。无机调理剂的目的是保证物料的孔隙率，空气可均匀分散。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。