專(zhuān)利名稱(chēng)：一種廚余物好氧堆肥裝置及多參數(shù)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種廚余物好氧堆肥的耗氧量-濕度-溫度聯(lián)合控制的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
隨著人類(lèi)生活質(zhì)量的提高，廚余物的數(shù)量也在猛增，由于其水分及有機(jī)質(zhì)含量很高而不同于城市垃圾，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)腐爛、降解。如果廚余物與其他城市垃圾混合進(jìn)行焚燒，整體發(fā)熱量達(dá)不到發(fā)點(diǎn)要求的熱量；如果與其他的城市垃圾混合進(jìn)行填埋，其含水率高，會(huì)產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液，而且焚燒和填埋又會(huì)浪費(fèi)廚余物中大量的有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分。 因此，有必要對(duì)廚余垃圾進(jìn)行單獨(dú)處理。堆肥技術(shù)是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的有機(jī)固體廢棄物處理方法之一，這種技術(shù)簡(jiǎn)便易行，能殺死其中大部分病源微生物。好氧堆肥因?yàn)閾碛匈Y源化程度高、處理后對(duì)環(huán)境危害小、處理成本低工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，成為比較常用的生物處理法，其主要是給堆體供給一定量的氣體使堆體保持一定的氧氣濃度，是有機(jī)廢棄物在好養(yǎng)堆肥條件下發(fā)酵、升溫，達(dá)到滅菌、除臭、穩(wěn)定化等目的。由于好氧堆肥是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，其發(fā)酵過(guò)程受多種因素的影響， 如含水率、溫度、通氣量等，各影響因素都可能成為好氧堆肥化總過(guò)程中微生物存活、生長(zhǎng)、 反應(yīng)的主要限制因素。濕度太高會(huì)導(dǎo)致堆料的壓實(shí)度增加，孔隙率降低，氧氣供應(yīng)不足，有機(jī)物降解速率降低，堆肥周期延長(zhǎng)；濕度過(guò)低會(huì)限制微生物新陳代謝，導(dǎo)致微生物活性下降，堆肥物料腐熟困難。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，最適宜的濕度為50% -60%，高于或低于此濕度范圍都將嚴(yán)重影響堆肥系統(tǒng)的成功和產(chǎn)物的質(zhì)量。溫度是堆料中微生物生命活動(dòng)的重要標(biāo)志，直接影響反應(yīng)速率，是堆肥能否順利進(jìn)行的決定因素。一方面，溫度直接決定著優(yōu)勢(shì)微生物的種類(lèi)和發(fā)酵類(lèi)型，在不同的階段，有著不同的最適宜溫度；與此同時(shí)，微生物反應(yīng)也影響反應(yīng)體系的溫度。因此，在各個(gè)時(shí)段調(diào)節(jié)反應(yīng)器溫度至相應(yīng)的適宜溫度對(duì)堆肥的成功是至關(guān)重要的。但是由于調(diào)節(jié)方法的局限，導(dǎo)致傳統(tǒng)的堆肥工藝歷有如下幾個(gè)缺點(diǎn)其一，堆肥耗時(shí)長(zhǎng)；其二，堆肥效率低。以往的堆肥反應(yīng)器對(duì)于濕度和溫度的調(diào)節(jié)都是通過(guò)調(diào)節(jié)通氣量。 通氣可以提供充足的氧氣，移除多余的二氧化碳。但是通氣量過(guò)大會(huì)造成熱量、水蒸汽損失，使得NH3釋放量增加，影響堆肥速率，降低堆肥產(chǎn)物質(zhì)量。問(wèn)題在于，一般很難通過(guò)僅僅調(diào)節(jié)通氣量來(lái)同時(shí)滿(mǎn)足耗氧量、濕度、溫度的要求。以往的調(diào)節(jié)機(jī)制為單因素反饋機(jī)制，以濕度或者溫度為反饋條件來(lái)控制風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和關(guān)閉。往往另一因素則處于抑制堆肥反應(yīng)的水平。另外的，如果反饋得到的通氣量過(guò)低，還可能導(dǎo)致耗氧量過(guò)低不滿(mǎn)足微生物最低需氧量，影響微生物反應(yīng)。以上因素直接影響到堆肥的成敗和產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，現(xiàn)階段針對(duì)改進(jìn)堆肥工藝、提高堆肥成品質(zhì)量的研究主要集中于如何加快堆肥進(jìn)程，從而提高廚余堆肥效果、保證肥料肥效，同時(shí)也減少由于氨的釋放造成的難聞氣味以及對(duì)環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有工藝調(diào)節(jié)機(jī)制單一的不足，本發(fā)明提供了一種廚余物好氧堆肥的耗氧量-濕度-溫度聯(lián)合控制的裝置，以及對(duì)耗氧量、濕度、溫度聯(lián)合調(diào)控的多參數(shù)控制方法?！N廚余物好氧堆肥的耗氧量-濕度-溫度聯(lián)合控制裝置，該裝置包括反應(yīng)桶和反應(yīng)桶蓋，反應(yīng)桶內(nèi)裝有廚余物，反應(yīng)桶外部包覆一層隔熱材料、堆肥過(guò)程產(chǎn)生的廢氣由反應(yīng)桶蓋上的廢棄導(dǎo)管排出、堆肥過(guò)程滲出的液體由反應(yīng)桶底部的滲濾液導(dǎo)出管排出、反應(yīng)桶內(nèi)設(shè)置有溫度/濕度計(jì)，空氣導(dǎo)入管和空壓泵用于向反應(yīng)桶內(nèi)提供空氣，該裝置還包括水循環(huán)熱交換器、空氣流量計(jì)、水箱和氧氣檢測(cè)器，其中，反應(yīng)桶的底部設(shè)置布?xì)獗P(pán)；空氣通過(guò)空氣導(dǎo)入管經(jīng)空壓泵、空氣流量計(jì)和水箱進(jìn)入反應(yīng)桶的底部，并通過(guò)反應(yīng)桶底部的布?xì)獗P(pán)進(jìn)入反應(yīng)桶內(nèi)部；所述水循環(huán)熱交換器是位于反應(yīng)桶和隔熱材料之間的一個(gè)夾層，水循環(huán)加熱裝置和水循環(huán)冷卻裝置向水循環(huán)熱交換器提供水，通過(guò)水循環(huán)熱交換器中水的水浴作用來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)桶內(nèi)的溫度，水箱用于調(diào)節(jié)反應(yīng)桶的濕度；氧氣檢測(cè)器用于檢測(cè)堆肥過(guò)程的耗氧量。所述水循環(huán)熱交換器的出口與第一三通閥相連，入口與第二三通閥相連，第一三通閥還與水循環(huán)加熱裝置和水循環(huán)冷卻裝置的入水口相連，第二三通閥還與水循環(huán)加熱裝置和水循環(huán)冷卻裝置的出水口相連；所述溫度/濕度計(jì)與安裝在反應(yīng)桶外的溫度/濕度傳感器相連，溫度/濕度傳感器中濕度傳感器的一端與空壓泵相連，溫度傳感器的一端與第一三通閥及第二三通閥連接，空壓泵通過(guò)濕度數(shù)值調(diào)節(jié)通氣量的大小，第一三通閥及第二三通閥通過(guò)溫度數(shù)值選擇水浴的水源。所述水循環(huán)加熱裝置通常把水加熱到80°C，所述水循環(huán)冷卻裝置水溫通常為室所述溫度/濕度計(jì)可以設(shè)置兩個(gè)上部溫度/濕度計(jì)和下部溫度/濕度計(jì)，上部溫度/濕度計(jì)和下部溫度/濕度計(jì)分別插在廚余物中央的上部和下部。所述廢棄導(dǎo)管從反應(yīng)桶蓋引出后通過(guò)一閥門(mén)插入氨捕集阱，氨捕集阱的上口穿出一導(dǎo)管插入帶所述氧氣檢測(cè)器的收集阱內(nèi)；冷凝管套在插入收集阱的導(dǎo)管上。其中，氨捕集阱中裝有稀硫酸溶液，防止氨氣釋放到空氣中產(chǎn)生異味；冷凝管使廢氣溫度降低到室溫，氣體經(jīng)收集阱吸收冷凝的液體后，進(jìn)入氧氣檢測(cè)器測(cè)量氧氣濃度。上述廚余物好氧堆肥的耗氧量-濕度-溫度聯(lián)合控制裝置的一種控制方法，該方法如下a、將廚余物裝入反應(yīng)桶中，蓋上反應(yīng)桶蓋，從反應(yīng)桶底部通風(fēng)，同時(shí)打開(kāi)反應(yīng)桶頂部的廢氣導(dǎo)管和底部的滲濾液導(dǎo)出管，防止?jié)B濾液的累積，堆肥反應(yīng)開(kāi)始；b、堆肥反應(yīng)開(kāi)始后，在確保氧氣檢測(cè)器結(jié)果檢查耗氧量大于100mg/g的前提下， 通過(guò)選擇通氣量調(diào)節(jié)堆肥體系中的濕度在50% -60%，從而使得耗氧量、濕度均滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求。如果堆肥體系內(nèi)濕度過(guò)低導(dǎo)致需要的通氣量不能達(dá)到耗氧量要求，則加大通氣量， 同時(shí)通過(guò)水箱以彌補(bǔ)加大通氣量帶來(lái)的水分損失。而后根據(jù)堆肥體系中的實(shí)際溫度控制第一三通閥和第二三通閥的開(kāi)關(guān)，溫度過(guò)高時(shí)啟用水循環(huán)冷卻裝置，溫度過(guò)低時(shí)啟用水循環(huán)加熱裝置，修正通氣造成的溫度偏差，調(diào)節(jié)溫度到70-75°C。本階段持續(xù)5天。c、5天后，在確保氧氣檢測(cè)器結(jié)果檢查耗氧量大于100mg/g的前提下，通過(guò)選擇通氣量調(diào)節(jié)堆肥體系中的濕度在50% -60%，如果堆肥體系內(nèi)濕度過(guò)低導(dǎo)致需要的通氣量不能達(dá)到耗氧量要求，則加大通氣量，同時(shí)通過(guò)水箱來(lái)彌補(bǔ)加大通氣量帶來(lái)的水分損失，在滿(mǎn)足耗氧量及濕度的情況下，根據(jù)堆肥體系中的實(shí)際溫度控制第一三通閥和第二三通閥的開(kāi)關(guān)，溫度過(guò)高時(shí)啟用水循環(huán)冷卻裝置，溫度過(guò)低時(shí)啟用水循環(huán)加熱裝置，調(diào)節(jié)溫度到 55-60°C。從而使得耗氧量、濕度、溫度均滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求。本階段持續(xù)至堆肥反應(yīng)結(jié)束(從堆肥反應(yīng)開(kāi)始到結(jié)束約20天)。d、堆肥反應(yīng)開(kāi)始后，每6小時(shí)翻堆一次，持續(xù)至堆肥反應(yīng)結(jié)束。所述廚余物中的成分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為馬鈴薯10% _15%、米飯 10%-25%、胡蘿卜10%-25%、樹(shù)葉5%-10%、肉類(lèi)3%_8%、大豆15%_25%、接種土壤15% -25% ο本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用的耗氧量-濕度-溫度聯(lián)合控制對(duì)耗氧量、濕度、 溫度進(jìn)行聯(lián)合調(diào)控，與以往堆肥處理廚余物的方法比較，具有反應(yīng)迅速、提高腐熟度的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)入高溫堆肥階段后，第一階段(步驟b)控制堆體中心溫度在70-75°C，可以更好的殺滅致病菌；在第二階段(步驟c)控制堆體中心溫度在55-65°C，保持堆體底物降解和水分去除最佳。采用本發(fā)明堆肥化可比傳統(tǒng)堆肥法提前3-5天獲得堆肥成品，且堆肥成品腐熟程度高、品質(zhì)好。實(shí)現(xiàn)了廚余物的減量化與資源化，提高了堆肥產(chǎn)物在農(nóng)業(yè)中的實(shí)用性和應(yīng)用價(jià)值。堆肥產(chǎn)品也可用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園林等。


圖1 本發(fā)明所采用的堆肥裝置示意圖；圖2，堆肥系統(tǒng)溫度變化趨勢(shì)；圖3，堆肥系統(tǒng)有機(jī)物降解百分率比較圖；圖中標(biāo)號(hào)1隔熱材料、2反應(yīng)桶蓋、3反應(yīng)桶、4水循環(huán)熱交換器、5上部溫度/濕度計(jì)、6下部溫度/濕度計(jì)、7布?xì)獗P(pán)、8廢氣導(dǎo)管、9氨捕集阱、10冷凝管、11氧氣檢測(cè)器、12 滲濾液導(dǎo)出管、13空氣導(dǎo)入管、14空壓泵、15空氣流量計(jì)、16水箱、17-1第一三通閥、17_2 第二三通閥、18水循環(huán)加熱裝置、19水循環(huán)冷卻裝置。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例采取模擬的廚余物，廚余物及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為馬鈴薯10% -15%、米飯10% -25%、胡蘿卜10% -25%、樹(shù)葉5% -10%、肉類(lèi)3% _8%、大豆15% -25%、接種土壤15% -25%0以下實(shí)施例中廚余物好氧堆肥的裝置(如圖1所示)由隔熱材料1、反應(yīng)桶蓋2、 反應(yīng)桶3、水循環(huán)熱交換器4、上部溫度/濕度計(jì)5、下部溫度/濕度計(jì)6、布?xì)獗P(pán)7、廢氣導(dǎo)管 8、氨捕集阱9、冷凝管10、氧氣檢測(cè)器11、滲濾液導(dǎo)出管12、空氣導(dǎo)入管13、空壓泵14、空氣流量計(jì)15、水箱16、第一三通閥17-1、第二三通閥17-2、水循環(huán)加熱裝置18和水循環(huán)冷卻裝置19構(gòu)成，其中，反應(yīng)桶3內(nèi)裝有廚余物；上部溫度/濕度計(jì)5和下部溫度/濕度計(jì)6分別插在廚余物中央的上部和下部，用于檢測(cè)廚余物的溫度和濕度；反應(yīng)桶3的底部設(shè)置布?xì)獗P(pán)7 ；滲濾液導(dǎo)出管12安裝在反應(yīng)桶3的桶底上；廢氣由反應(yīng)桶蓋2上的廢棄導(dǎo)管8排出；新鮮空氣通過(guò)空氣導(dǎo)入管13經(jīng)空壓泵14、空氣流量計(jì)15和一個(gè)控制閥進(jìn)入反應(yīng)桶的底部，再通過(guò)反應(yīng)桶3底部的布?xì)獗P(pán)7進(jìn)入反應(yīng)桶3內(nèi)部，空氣流量計(jì)15用于檢測(cè)堆肥過(guò)程的通氣量，所述控制閥用于調(diào)節(jié)堆肥過(guò)程的通氣量；所述水循環(huán)熱交換器4是位于反應(yīng)桶3 和隔熱材料1之間的一個(gè)夾層，水循環(huán)加熱裝置18和水循環(huán)冷卻裝置19向水循環(huán)熱交換器4提供水，通過(guò)水循環(huán)熱交換器4中水的水浴作用來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)桶3內(nèi)的溫度；所述水循環(huán)熱交換器4的出口與第一三通閥17-1相連，入口與第二三通閥17-2 相連，第一三通閥17-1還與水循環(huán)加熱裝置18和水循環(huán)冷卻裝置19的入水口相連，第二三通閥17-2還與水循環(huán)加熱裝置18和水循環(huán)冷卻裝置19的出水口相連；所述上部溫度 /濕度計(jì)5和下部溫度/濕度計(jì)6與安裝在反應(yīng)桶3外的溫度/濕度傳感器相連，溫度/濕度傳感器中濕度傳感器的一端與空壓泵14相連，溫度傳感器的一端與第一三通閥17-1和第二三通閥17-2連接，空壓泵通過(guò)濕度數(shù)值調(diào)節(jié)通氣量的大小，第一三通閥17-1和第二三通閥17-2通過(guò)溫度數(shù)值選擇水浴的水源。所述廢棄導(dǎo)管8從反應(yīng)桶蓋2弓丨出后通過(guò)一閥門(mén)插入氨捕集阱9，氨捕集阱9的上口穿出一導(dǎo)管插入帶氧氣檢測(cè)器11的收集阱內(nèi)；冷凝管10套在插入收集阱的導(dǎo)管上。其中，氨捕集阱中裝有稀硫酸溶液，防止氨氣釋放到空氣中產(chǎn)生異味；冷凝管10使廢氣溫度降低到室溫，氣體通過(guò)冷凝管10后部分凝集成液體進(jìn)入收集阱，剩余氣體進(jìn)入氧氣檢測(cè)器 11測(cè)量氧氣濃度。實(shí)施例1采用傳統(tǒng)堆肥法進(jìn)行堆肥由馬鈴薯、米飯、胡蘿卜、樹(shù)葉、肉類(lèi)、大豆和接種土壤組成的模擬廚余物(C N= 16) IOkg裝入堆肥反應(yīng)桶3中，蓋上反應(yīng)桶蓋2，空壓泵14提供固定通氣量3L/min，進(jìn)行模擬廚余物堆肥處理實(shí)驗(yàn)。堆肥開(kāi)始時(shí)取原樣樣品，以后每隔6小時(shí)取樣品一次，每天共4次，同時(shí)進(jìn)行翻堆，堆肥反應(yīng)持續(xù)沈天，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)， 測(cè)定樣品中NH/-N含量。新鮮空氣由空氣導(dǎo)入管13經(jīng)空壓泵14、空氣流量計(jì)15 —個(gè)控制閥進(jìn)入系統(tǒng)，廢氣由反應(yīng)桶蓋子2上的廢棄導(dǎo)管8排出。實(shí)施例2由馬鈴薯、米飯、胡蘿卜、樹(shù)葉、肉類(lèi)、大豆和接種土壤組成的模擬廚余物 (C N= 16)10kg裝入堆肥反應(yīng)桶3中，蓋上反應(yīng)桶蓋2，從反應(yīng)桶3底部通風(fēng)，同時(shí)打開(kāi)反應(yīng)桶3頂部的廢氣導(dǎo)管8和底部的滲濾液導(dǎo)出管12，并防止?jié)B濾液的累積，堆肥反應(yīng)開(kāi)始；該堆肥系統(tǒng)通氣量由上部溫度/濕度計(jì)5，下部溫度/濕度計(jì)6自動(dòng)控制空壓泵14 運(yùn)行，進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，通過(guò)選定合適的通氣量，保證堆肥體系中的濕度在50% -60%之間， 并檢查耗氧量是否大于100mg/g。進(jìn)行模擬廚余物堆肥處理實(shí)驗(yàn)。該堆肥系統(tǒng)溫度由上部溫度/濕度計(jì)5，下部溫度/濕度計(jì)6測(cè)得，并控制第一三通閥17-1和第二三通閥17-2，調(diào)整水循環(huán)熱交換器4的水源，溫度過(guò)高時(shí)啟用水循環(huán)冷卻裝置19，溫度過(guò)低時(shí)啟用水循環(huán)加熱裝置18，其中水循環(huán)加熱裝置18中水體溫度為80°C，水循環(huán)冷卻裝置19中水體溫度為室溫。通過(guò)水浴使堆肥體系溫度在前5天保持在70-75°C，5天后保持在55-65°C至堆肥反應(yīng)結(jié)束。如果堆肥體系內(nèi)濕度較低，相應(yīng)的要求的通氣量也很低達(dá)不到耗氧量的要求，則加大通氣量，同時(shí)在進(jìn)氣口的空氣流量計(jì)和控制閥之間接一個(gè)水箱16以彌補(bǔ)加大通氣量帶來(lái)的水分損失。若堆肥體系內(nèi)濕度適宜或較高，則可以移除水箱16，從而使得耗氧量、濕度均滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求。堆肥開(kāi)始時(shí)取原樣樣品，以后每隔6小時(shí)取樣品一次，每天共4次，同時(shí)進(jìn)行翻堆， 堆肥反應(yīng)持續(xù)沈天，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，測(cè)定樣品中nh4+-N含量。如圖2所示，從圖中可以看出，實(shí)施例二與實(shí)施例一相比，提前3天進(jìn)入高溫堆肥階段，由此可見(jiàn)，第一階段保持溫度在75°C左右有利于堆肥反應(yīng)的進(jìn)行，此后實(shí)施例二的溫度穩(wěn)定在60°C左右，有利于底物的降解，當(dāng)實(shí)施例一的溫度于二十天后下降時(shí)，此時(shí)實(shí)施例二的溫度仍然保持在60°C左右，便于有機(jī)物繼續(xù)分解。如圖3所示，從圖中可以看出，實(shí)施例二與實(shí)施例一相比，最終的有機(jī)物降解率明顯升高，分別為51. 45%和57. 49%，進(jìn)行復(fù)合調(diào)控后，有機(jī)物的降解率提高了 11%。此外， 實(shí)施例二的有機(jī)物降解率在21天左右就超過(guò)50%，此后溫度保持恒定，而實(shí)施例一直至第 M天才進(jìn)入腐熟階段。由此可見(jiàn)，采用多元調(diào)控后，增加了肥料的腐熟度，降低了堆肥耗時(shí)。根據(jù)上述分析結(jié)果，本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中可按照下面的實(shí)施例3進(jìn)行實(shí)施例3堆肥時(shí)間為20天(第一階段持續(xù)5天，第二階段持續(xù)15天)，其它條件與實(shí)施例 2相同。
權(quán)利要求
1.一種廚余物好氧堆肥裝置，該裝置包括反應(yīng)桶(3)和反應(yīng)桶蓋(2)，反應(yīng)桶(3)內(nèi)裝有廚余物，反應(yīng)桶(3)外部包覆一層隔熱材料(1)、堆肥過(guò)程產(chǎn)生的廢氣由反應(yīng)桶蓋(2)上的廢棄導(dǎo)管(8)排出、堆肥過(guò)程滲出的液體由反應(yīng)桶(3)底部的滲濾液導(dǎo)出管(12)排出、 反應(yīng)桶(3)內(nèi)設(shè)置有溫度/濕度計(jì)，空氣導(dǎo)入管(13)和空壓泵(14)用于向反應(yīng)桶(3)內(nèi)提供空氣，其特征在于該裝置還包括水循環(huán)熱交換器(4)、空氣流量計(jì)(15)、水箱(16)和氧氣檢測(cè)器(11)；反應(yīng)桶(3)的底部設(shè)置布?xì)獗P(pán)(7)；空氣通過(guò)空氣導(dǎo)入管(13)經(jīng)空壓泵 (14)、空氣流量計(jì)(15)和水箱(16)進(jìn)入反應(yīng)桶的底部，并通過(guò)反應(yīng)桶(3)底部的布?xì)獗P(pán) (7)進(jìn)入反應(yīng)桶(3)內(nèi)部；所述水循環(huán)熱交換器⑷是位于反應(yīng)桶(3)和隔熱材料⑴之間的一個(gè)夾層，通過(guò)水循環(huán)熱交換器⑷中水的水浴作用來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)桶⑶內(nèi)的溫度冰箱 (16)用于調(diào)節(jié)反應(yīng)桶(3)內(nèi)的濕度；廢棄導(dǎo)管⑶排出的廢氣要經(jīng)過(guò)氧氣檢測(cè)器(11)，以檢測(cè)廢氣中的氧氣濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述水循環(huán)熱交換器(4)的出口與第一三通閥(17-1)相連，入口與第二三通閥(17-2)相連，第一三通閥(17-1)還與水循環(huán)加熱裝置(18)和水循環(huán)冷卻裝置(19)的入水口相連，第二三通閥(17-2)還與水循環(huán)加熱裝置(18)和水循環(huán)冷卻裝置(19)的出水口相連；所述溫度/濕度計(jì)與安裝在反應(yīng)桶(3)外的溫度/濕度傳感器相連，溫度/濕度傳感器中濕度傳感器的一端與空壓泵(14)相連，溫度傳感器的一端與第一三通閥(17-1)及第二三通閥(17-2)連接，空壓泵(14)通過(guò)濕度數(shù)值調(diào)節(jié)通氣量的大小，第一三通閥(17-1)及第二三通閥(17-2)通過(guò)溫度數(shù)值選擇水浴的水源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述水循環(huán)加熱裝置(18)中水溫為 80°C，所述水循環(huán)冷卻裝置(19)水溫為室溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述溫度/濕度計(jì)分為上部溫度/濕度計(jì)(5)和下部溫度/濕度計(jì)(6)，上部溫度/濕度計(jì)(5)和下部溫度/濕度計(jì)(6)分別插在廚余物中央的上部和下部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述廢棄導(dǎo)管⑶從反應(yīng)桶蓋(2)引出后通過(guò)一閥門(mén)插入氨捕集阱(9)，氨捕集阱(9)的上口穿出一導(dǎo)管插入帶有所述氧氣檢測(cè)器(11)的收集阱內(nèi)；冷凝管(10)套在插入收集阱的導(dǎo)管上。
6.權(quán)利要求2 5任意一個(gè)權(quán)利要求所述裝置的控制方法，其特征在于該方法如下a、將廚余物裝入反應(yīng)桶(3)中，蓋上反應(yīng)桶蓋(2)，從反應(yīng)桶(3)底部通風(fēng)，同時(shí)打開(kāi)反應(yīng)桶(3)頂部的廢氣導(dǎo)管(8)和底部的滲濾液導(dǎo)出管(12)，堆肥反應(yīng)開(kāi)始；b、在確保氧氣檢測(cè)器(11)結(jié)果檢查耗氧量大于100mg/g的前提下，通過(guò)選擇通氣量調(diào)節(jié)堆肥體系中的濕度在50% -60%，從而使得耗氧量、濕度均滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求；如果堆肥體系內(nèi)濕度過(guò)低導(dǎo)致需要的通氣量不能達(dá)到耗氧量要求，則加大通氣量，同時(shí)通過(guò)水箱(16) 以彌補(bǔ)加大通氣量帶來(lái)的水分損失；而后根據(jù)堆肥體系中的實(shí)際溫度控制三通閥的開(kāi)關(guān)， 溫度過(guò)高時(shí)啟用水循環(huán)冷卻裝置(19)，溫度過(guò)低時(shí)啟用水循環(huán)加熱裝置(18)，調(diào)節(jié)溫度到 70-75°C，該階段持續(xù)5天；c、5天后，在確保氧氣檢測(cè)器(11)結(jié)果檢查耗氧量大于100mg/g的前提下，通過(guò)選擇通氣量調(diào)節(jié)堆肥體系中的濕度在50% -60%，如果堆肥體系內(nèi)濕度過(guò)低導(dǎo)致需要的通氣量不能達(dá)到耗氧量要求，則加大通氣量，同時(shí)通過(guò)水箱(16)以彌補(bǔ)加大通氣量帶來(lái)的水分損失，在滿(mǎn)足耗氧量及濕度的情況下，根據(jù)堆肥體系中的實(shí)際溫度控制三通閥的開(kāi)關(guān)，溫度過(guò)高時(shí)啟用水循環(huán)冷卻裝置(19)，溫度過(guò)低時(shí)啟用水循環(huán)加熱裝置(18)，調(diào)節(jié)溫度到 55-600C，從而使得耗氧量、濕度、溫度均滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求，該階段持續(xù)至堆肥反應(yīng)結(jié)束； d、堆肥反應(yīng)開(kāi)始后，每6小時(shí)翻堆一次，持續(xù)至堆肥反應(yīng)結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述廚余物中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為馬鈴薯10% -15% ；米飯10% -25% ；胡蘿卜10% -25% ；樹(shù)葉5% -10% ；肉類(lèi)3% -8% ； 大豆15% -25% ；接種土壤15% -25%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了屬于有機(jī)物固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域的一種廚余物好氧堆肥的耗氧量-濕度-溫度聯(lián)合調(diào)控的裝置及方法。該裝置增加了溫度、濕度控制裝置，可以對(duì)耗氧量、濕度、溫度進(jìn)行聯(lián)合調(diào)控。本發(fā)明首先通過(guò)控制通氣量以保證濕度達(dá)到50％-60％，并通過(guò)水循環(huán)加熱或冷卻裝置修正通氣造成的溫度偏差，第一階段調(diào)整到70-75℃，第二階段調(diào)整到55-65℃。采用耗氧量-濕度-溫度聯(lián)合調(diào)控技術(shù)與普通堆肥技術(shù)相比，堆肥時(shí)長(zhǎng)縮小了3-5天，堆肥產(chǎn)物提早3天進(jìn)入高溫堆肥階段，有機(jī)物降解率提高了11％，該方法實(shí)現(xiàn)了廚余物的減量化與資源化，提高了堆肥產(chǎn)物在農(nóng)業(yè)中的實(shí)用性和應(yīng)用價(jià)值。堆肥產(chǎn)品也可用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園林等。
文檔編號(hào)C05F9/04GK102432348SQ20111028574
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者姚堯, 安春江, 張曉東, 李晟, 趙珊, 魏佳, 黃國(guó)和 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)