一種智能化倉(cāng)式好氧堆肥裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種智能化倉(cāng)式好氧堆肥裝置。包括發(fā)酵倉(cāng)、通風(fēng)裝置、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，特點(diǎn)是：發(fā)酵倉(cāng)本體為PVC雙層圓柱體，在發(fā)酵倉(cāng)頂部設(shè)溫度探桿、氧氣探桿、排氣管，在內(nèi)外兩層側(cè)壁之間靠熱氣流形成保溫層；發(fā)酵倉(cāng)側(cè)壁設(shè)尾氣管，底部設(shè)緩沖層、導(dǎo)流折板、進(jìn)氣孔、排水管；通風(fēng)系統(tǒng)包括氣泵、流量計(jì)、電磁閥、風(fēng)管，風(fēng)管與進(jìn)氣孔連接；在線監(jiān)測(cè)設(shè)備包括溫度、氧氣、尾氣（CO2、NH3、H2S）監(jiān)測(cè)儀和流量計(jì)。本發(fā)明能使保溫層使堆體快速升溫，實(shí)現(xiàn)持續(xù)高溫；緩沖層和導(dǎo)流板使布?xì)獬浞志鶆?；采用溫度、氧氣、尾氣在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種智能化倉(cāng)式好氧堆肥裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)固體廢棄物穩(wěn)定化、無(wú)害化的堆肥技術(shù)，特別是涉及一種倉(cāng)式污泥好氧堆肥裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化進(jìn)程的加快，城市污水處理量逐年增加，污水中的污泥產(chǎn)量也急劇上升。城市污泥成分復(fù)雜，除含水率高、易腐爛外還含有病原菌、寄生蟲(chóng)卵及有毒物質(zhì)，并伴有惡臭。若不進(jìn)行妥善處理進(jìn)入環(huán)境后，直接給大氣、水體和人類(lèi)健康構(gòu)成威脅。城市污泥中含有豐富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等植物生長(zhǎng)繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)元素，經(jīng)過(guò)堆肥處理的城市污泥可以生產(chǎn)有機(jī)肥，或用以改良土壤，增加封肥力，有效的實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化。
[0003]好氧堆肥是在有效控制水分、氧氣的條件下，利用污泥中的好氧微生物對(duì)有機(jī)質(zhì)進(jìn)行生物降解的過(guò)程。與厭氧堆肥相比，它具有堆肥周期短、有機(jī)物降解率高、易于操控等特點(diǎn)。
[0004]目前國(guó)內(nèi)外正在研究開(kāi)發(fā)的好氧堆肥技術(shù)主要以條垛式和強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛工藝為主。前者存在占地面積大、處理效率低和臭氣難以控制等缺點(diǎn)，而后者為主流的發(fā)酵工藝，但該技術(shù)的污泥處理規(guī)模較大，因而對(duì)場(chǎng)地和配套設(shè)備的要求較高，不適合分散式和小規(guī)模的污泥產(chǎn)生方式發(fā)。好氧堆肥發(fā)酵倉(cāng)按其形狀可分為立式、筒式、臥式。專(zhuān)利號(hào)為201220121636.8對(duì)一種立式發(fā)酵倉(cāng)進(jìn)行了報(bào)道。專(zhuān)利號(hào)為02208727.7對(duì)滾筒式污泥堆肥發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行了報(bào)道。其中立式發(fā)酵倉(cāng)處理量大，占地小，但容易引起物料混合不均勻，導(dǎo)致局部發(fā)酵效果不理想；滾筒式發(fā)酵倉(cāng)具有占地小、操作靈活、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，但其發(fā)酵倉(cāng)底部橫截面積較大，缺少緩沖層對(duì)通風(fēng)氣流的均化，易使物料壓實(shí)，甚至出現(xiàn)局部厭氧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種智能化倉(cāng)式好氧堆肥裝置。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:倉(cāng)式污泥好氧堆肥裝置包括發(fā)酵倉(cāng)、通風(fēng)裝置和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備；發(fā)酵倉(cāng)安裝在不銹鋼支架上，不銹鋼支架上設(shè)置0.5t-l.0t電葫蘆；發(fā)酵倉(cāng)頂部設(shè)有溫度探桿、氧氣探桿和排氣管，發(fā)酵倉(cāng)本體為PVC (聚氯乙烯)雙層圓柱體，其內(nèi)壁層和外壁層之間形成熱氣流保溫層；發(fā)酵倉(cāng)側(cè)壁設(shè)有尾氣管；發(fā)酵倉(cāng)底部設(shè)有緩沖層、導(dǎo)流折板、進(jìn)氣孔、排水管；導(dǎo)流折板呈鋸齒狀，傾角為90度；導(dǎo)流折板上設(shè)有孔蓋板；通風(fēng)系統(tǒng)包括氣泵、流量計(jì)、電磁閥和風(fēng)管，流量計(jì)和電磁閥設(shè)在風(fēng)管靠近氣泵處，氣泵通過(guò)風(fēng)管與進(jìn)氣孔連接；實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備包括氧氣監(jiān)測(cè)儀、溫度監(jiān)測(cè)儀、二氧化碳監(jiān)測(cè)線路、氨氣監(jiān)測(cè)線路和硫化氫監(jiān)測(cè)線路。
[0007]利用本發(fā)明智能化倉(cāng)式好氧堆肥裝置進(jìn)行堆肥的步驟為:
(I)在戶外溫度為15°c -30°C時(shí)，首先，在發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)有孔蓋板上均勻鋪設(shè)直徑為50mm的PVC球型懸浮濾料，然后將污水處理廠的脫水污泥和鋸末按照脫水污泥:鋸末=2:1-5:1的質(zhì)量比混合均勻，裝入發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)；上堆前控制混合堆體含水率和VS (揮發(fā)性有機(jī)物)分別在60%-70% 和 65%-80% 之間。
[0008](2)將溫度探桿、氧氣探桿插入堆體，其中以堆體中心點(diǎn)溫度作為控制溫度值，采用申請(qǐng)?zhí)枮?01310076268.9的發(fā)明的分段氧氣-溫度反饋通風(fēng)的控制策略，即在適應(yīng)期控制堆體不通風(fēng)；快速升溫期根據(jù)堆體耗氧速率調(diào)節(jié)通風(fēng)量，保證堆體供氧充分；高溫持續(xù)期根據(jù)堆體中心點(diǎn)溫度調(diào)整通風(fēng)量，使堆體維持一定時(shí)間的持續(xù)高溫；物料脫水期采取較高的固定通風(fēng)量，使堆體達(dá)到脫水降溫的目的。當(dāng)氣泵啟動(dòng)后，空氣通過(guò)風(fēng)管進(jìn)入風(fēng)室，依次通過(guò)緩沖層、導(dǎo)流折板、有孔蓋板和球型懸浮濾料，使布?xì)獬浞志鶆颍欢逊蔬^(guò)程中，依靠堆體高溫尾氣形成氣態(tài)保溫層，降低堆體向裝置環(huán)境的熱量損失，對(duì)堆體進(jìn)行保溫。堆肥進(jìn)程共歷時(shí)14-18天，其中堆體溫度上升至55°C的時(shí)間為3-4天，50°C以上的高溫期維持6-8天，550C以上維持4-6天，堆體的溫度從第10天開(kāi)始迅速下降。
[0009]本發(fā)明具有顯著的有益效果:
1.本發(fā)明設(shè)有實(shí)時(shí)在線溫度、氧氣、尾氣監(jiān)測(cè)裝置，可將探頭探測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，解決了目前手持式儀器難以獲取連續(xù)數(shù)據(jù)的問(wèn)題。
[0010]2.本發(fā)明的發(fā)酵倉(cāng)底部自下而上設(shè)有緩沖層、導(dǎo)流折板、有孔蓋板、球形懸浮濾料，空氣由氣泵經(jīng)風(fēng)管傳入，在鼓風(fēng)室得到有效均化，避免了由于局部通風(fēng)量過(guò)大導(dǎo)致堆體升溫效果不理想以及通風(fēng)不均勻?qū)е碌亩逊市实汀?br> [0011]3、本發(fā)明在發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)外兩層側(cè)壁之前靠熱氣流形保溫層，利用堆體本身散發(fā)的熱量對(duì)空氣進(jìn)行傳熱，反作用于堆體進(jìn)行保溫，相較外部水浴加熱方式能耗低。
[0012]4、本發(fā)明設(shè)置0.5t-l.0t微型電葫蘆，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸堆，減輕勞力。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明智能化倉(cāng)式好氧堆肥裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中標(biāo)記:1_溫度探桿；2-氧氣探桿；3-排氣管；4-外壁層；5-內(nèi)壁層；6_保溫層；7-尾氣管；8-緩沖層；9-導(dǎo)流折板；10-進(jìn)氣孔；11-排水管；12-有孔蓋板；13-球型懸浮濾料；14_流量計(jì)；15_電磁閥；16_氣泵；17_尾氣監(jiān)測(cè)儀；18-氧氣監(jiān)測(cè)儀；19-溫度監(jiān)測(cè)儀；20_電葫蘆；21_不銹鋼支架；22_ 二氧化碳監(jiān)測(cè)線路；23_氨氣監(jiān)測(cè)線路；24-硫化氫監(jiān)測(cè)線路。
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)施例溫度動(dòng)態(tài)變化圖。
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)施例氧氣動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)圖。
[0017]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二氧化碳動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)圖。
[0018]圖5為本發(fā)明實(shí)施例氨氣動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)圖。
[0019]圖6為本發(fā)明實(shí)施例硫化氫動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例:
智能化倉(cāng)式好氧堆肥裝置如圖1，包括發(fā)酵倉(cāng)、通風(fēng)裝置和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備；發(fā)酵倉(cāng)外形尺寸為 XH=800mmX1300mm，有效容積為 XH=600mmX 1100mm，發(fā)酵倉(cāng)安裝在不銹鋼支架21上，不銹鋼支架21上設(shè)置0.5t-l.0t電葫蘆20 ;發(fā)酵倉(cāng)頂部設(shè)有溫度探桿1、氧氣探桿2和排氣管3，發(fā)酵倉(cāng)本體為PVC雙層圓柱體，其內(nèi)壁層5和外壁層4之間形成熱氣流保溫層6 ;發(fā)酵倉(cāng)側(cè)壁設(shè)有尾氣管7 ;發(fā)酵倉(cāng)底部設(shè)有緩沖層8、導(dǎo)流折板9、進(jìn)氣孔10和排水管11 ;緩沖層8厚度為25cm，導(dǎo)流折板9呈鋸齒狀，傾角為90度；導(dǎo)流折板9上設(shè)有孔蓋板12 ;通風(fēng)系統(tǒng)包括氣泵16、流量計(jì)14、電磁閥15和風(fēng)管，流量計(jì)14和電磁閥15設(shè)在風(fēng)管靠近氣泵處，氣泵16通過(guò)風(fēng)管與進(jìn)氣孔10連接。
[0021]溫度探桿I量程為-10°C -100°C，長(zhǎng)1500mm，從出線端往下記，長(zhǎng)度1200mm處為溫度I，長(zhǎng)度900mm處為溫度2，長(zhǎng)度700mm處為溫度3，長(zhǎng)度450mm處為溫度4;氧氣探桿2量程為0-25%，長(zhǎng)1000mm，探頭設(shè)在最底端；溫度探桿I和氧氣探桿2均完全密封，表面鍍鋅防腐，內(nèi)部隔熱處理。
[0022]尾氣監(jiān)測(cè)儀17設(shè)背光LCD，能顯示氣體濃度值，CO2量程為0_20%，H2S、NH3最大量程分別為500、1000ppm(百萬(wàn)分之一);流量計(jì)14為熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)，量程為0-25slpm(標(biāo)準(zhǔn)升每分)。
[0023]利用智能化倉(cāng)式好氧堆肥裝置進(jìn)行堆肥的步驟為:
(I)戶外最低氣溫為18°C，最高氣溫25°C。首先，在發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)有孔蓋板12上均勻鋪設(shè)直徑為50mm的球型懸浮濾料13，然后將污水處理廠的脫水污泥按照污泥:鋸末=4:1的質(zhì)量比混合均勻，裝入發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)。上堆前沒(méi)得混合堆體含水率和VS (揮發(fā)性有機(jī)物)分別為65% 和 78%ο
[0024](2)將溫度探桿1、氧氣探桿2插入堆體，其中以堆體中心點(diǎn)溫度作為控制溫度值，采用分段氧氣-溫度反饋通風(fēng)的控制策略，即在適應(yīng)期(上堆I天內(nèi)且溫度小于28°C)保持堆體無(wú)通風(fēng)；在快速升溫期(溫度達(dá)到28°C )，當(dāng)堆體中氧氣含量低于15%時(shí)，調(diào)整通風(fēng)流量為8L/min (升/分鐘)，高于15%時(shí)，調(diào)整通風(fēng)流量為6 L/min;在高溫持續(xù)期(堆體中心點(diǎn)溫度達(dá)到50°C)，當(dāng)堆體中心點(diǎn)溫度介于50°C和55°C之間時(shí)，調(diào)整通風(fēng)流量為4 L/min，介于55°C和60°C之間時(shí)，調(diào)整通風(fēng)流量為6 L/min，大于60°C時(shí)，調(diào)整通風(fēng)量為10 L/min;在物料脫水期(經(jīng)過(guò)8天的高溫持續(xù)期后),一直采用10 L/min的高通風(fēng)流量，以使堆體快速脫水降溫，持續(xù)時(shí)間為3天。當(dāng)氣泵16啟動(dòng)后，空氣通過(guò)風(fēng)管進(jìn)入風(fēng)室，依次通過(guò)緩沖層8、導(dǎo)流折板9、有孔蓋板12和球型懸浮濾料13，使布?xì)獬浞志鶆颉６逊蔬^(guò)程中，依靠堆體高溫尾氣形成氣態(tài)保溫層，降低堆體向裝置環(huán)境的熱量損失，對(duì)堆體進(jìn)行保溫。堆肥共歷時(shí)16天，其中堆體溫度上升至55°C的時(shí)間為4天，50°C以上的高溫期維持了 8天，550C以上6天，堆體的溫度從第10天開(kāi)始迅速下降，堆體溫度符合《糞便無(wú)害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB7959-87)》的要求。
[0025]至堆肥結(jié)束時(shí)， 測(cè)得堆體含水率和VS分別為52%和67%，實(shí)現(xiàn)了堆肥的減量化和有機(jī)質(zhì)的降解；測(cè)得GI (發(fā)芽指數(shù))值大于80%，表明堆體的毒性已基本消失。
【權(quán)利要求】
1.一種智能化倉(cāng)式好氧堆肥裝置，其特征在于智能化倉(cāng)式好氧堆肥裝置包括發(fā)酵倉(cāng)、通風(fēng)裝置和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備；發(fā)酵倉(cāng)安裝在不銹鋼支架(21)上，不銹鋼支架(21)上設(shè)置.0.5t-1.0t電葫蘆(20);發(fā)酵倉(cāng)頂部設(shè)有溫度探桿(I)、氧氣探桿(2)和排氣管(3)，發(fā)酵倉(cāng)本體為聚氯乙烯即PVC雙層圓柱體，其內(nèi)壁層(5)和外壁層(4)之間形成熱氣流保溫層(6);發(fā)酵倉(cāng)側(cè)壁設(shè)有尾氣管(7);發(fā)酵倉(cāng)底部設(shè)有緩沖層(8)、導(dǎo)流折板(9)、進(jìn)氣孔(10)、排水管(11);導(dǎo)流折板(9)呈鋸齒狀,傾角為90度；導(dǎo)流折板(9)上設(shè)有孔蓋板(12);有孔蓋板(12)上均勻鋪設(shè)直徑為50mm的球形懸浮濾料(13);通風(fēng)系統(tǒng)包括氣泵(16)、流量計(jì)(14)、電磁閥(15)和風(fēng)管，流量計(jì)(14)和電磁閥(15)設(shè)在風(fēng)管靠近氣泵(16)處，氣泵(16)通過(guò)風(fēng)管與進(jìn)氣孔(10)連接；實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備包括氧氣監(jiān)測(cè)儀(18)、溫度監(jiān)測(cè)儀(19)、二氧化碳監(jiān)測(cè)線路(22)、氨氣監(jiān)測(cè)線路(23)和硫化氫監(jiān)測(cè)線路(24)。
【文檔編號(hào)】C05F17/02GK103553737SQ201310506470
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】游少鴻, 劉孟子, 張軍, 陳俊, 孫曉杰, 黃道琳 申請(qǐng)人:桂林理工大學(xué)