完全混合发酵式处理厨卫有机垃圾的设备和方法

摘要

本发明属有机废弃物处理技术领域，涉及完全混合发酵处理厨卫有机垃圾的设备和方法，其特征在于：发酵槽分为进料堆槽、混合槽、一次发酵槽、二次发酵槽、腐熟槽和成品槽；厂房顶部置有瓦楞状遮挡板；各周边置有间隔和集水地沟；厂房内充气供氧管与置于各槽的多孔不锈钢管管路相通。混合发酵处理包括如下步骤：混合搅拌；充气供氧，每天翻堆条件下一次发酵槽、二次发酵槽发酵；进入腐熟槽腐熟稳定；翻堆进成品槽。本发明的积极效果在于：不需预埋充气供氧管，保持地面平整，人工或车辆翻堆操作方便；鼓气充氧方式供氧，屋顶设遮挡板不让水滴回流到堆肥中，使整个发酵过程缩短，效率提高。实现了有机垃圾发酵处理的公益环保和经济效益的双赢。

权利要求

1.完全混合发酵式处理厨卫有机垃圾的设备，包括厂房和设置在所述厂房内的发酵槽，其特征在于：发酵槽分为进料堆槽、混合槽、一次发酵槽、二次发酵槽、腐熟槽和成品槽；

所述厂房顶部置有瓦楞状遮挡板；所述各槽壁与厂房周边墙壁之间置有间隔，所述间隔所在的地面置有集水地沟；所述厂房内，置有与空气压缩机连接的充气供氧管，所述充气供氧管与置于各槽的多孔不锈钢管管路相通；

所述进料堆槽、混合槽和一次发酵槽的槽壁与厂房房顶密合相接，并置有强制排风口；

二次发酵槽、腐熟槽和成品槽上方置有自然通风口。

2.如权利要求1所述完全混合发酵式处理厨卫有机垃圾的设备，其特征在于：所述充气供氧管通过可伸缩软管和调节阀门与多孔不锈钢管连接管路相通，充气供氧量根据堆料的温度和含水量由调节阀门控制。

3.权利要求1所述设备进行完全混合发酵式处理厨卫有机垃圾的方法，其特征在于包括如下步骤：⑴混合搅拌：运来的有机垃圾堆放在进料堆槽，从成品槽运来堆肥成品与待处理的有机垃圾在混合槽充分混合，使得混合后的混合物含水量在55%左右，然后翻堆至一次发酵槽发酵；

后续运来的有机垃圾，采用同样方法在混合槽与来自成品槽的成品堆肥充分混合后翻堆进下一序号的一次发酵槽发酵；

⑵一次发酵：将多孔不锈钢管插入一次发酵槽堆料中充气供氧，每天翻堆一次，物料在嗜温微生物作用下发热，堆料温度逐渐上升，同时有大量水分蒸发；直至8天后堆料温度上升到50℃左右翻堆进二次发酵槽继续发酵；

⑶二次发酵：每个二次发酵槽要容纳2个一次发酵槽运来的堆料，将多孔不锈钢管插入二次发酵槽堆料中继续充气供氧发酵，每天翻堆一次，经过7、8天二次发酵后，水分进一步蒸发，容量也减少很多，同时堆料的肥效和腐殖质大量增加，翻堆进入腐熟槽腐熟稳定；

⑷腐熟稳定：在腐熟阶段堆料由高温区逐渐降温，微生物的活性逐渐下降，对氧气的要求也迅速下降，停止供氧；同时，含水率下降到35%前后，温度进一步下降，堆料性质也趋于稳定，经过7、8天腐熟，逐渐变成堆肥，翻堆至成品槽；

⑸成品过程：翻堆至成品槽的堆料含水率进一步下降到33%左右，温度接近环境温度，此时堆料已经成为堆肥可作为成品堆肥外运，或用于和新运进的有机垃圾混合进入新一轮发酵循环。

说明书

完全混合发酵式处理厨卫有机垃圾的设备和方法

技术领域

[0001] 本发明属有机废弃物处理技术领域，具体涉及一种完全混合发酵方法处理厨卫有机垃圾的设备和方法。

背景技术

[0002] 人们在城镇生活中产生的厨卫垃圾中包括果皮蔬菜、烂鱼烂虾、残羹剩饭等，还有各种水处理设施产生的污泥，以及我国华东地区的一些河流上快速增长的、对水域环境有很大影响的水葫芦等飘浮植物等，对于这些有机废弃物目前世界各国已有的处理方法基本是填埋、焚化、堆肥等。这类垃圾的填埋、堆肥处理，需要大面积的堆放场地，如果焚烧处理还要消耗燃料。目前，经济的发展和城市化进程所产生的大量垃圾已经制约了城市的可持续发展和环境安全。

[0003] 目前城镇有机废弃物垃圾的处理方法可分为：

[0004] 1．填埋处理。

[0005] 由于垃圾填埋方法简单、省投资，所以各国广泛沿用这一方法。但是，填埋场占地面积大，垃圾渗出液会污染地下水及土壤，而且渗滤水的处理是废水处理中比较困难的，处理单价也很高；另外，填埋场产生的臭气严重影响周边的空气质量，垃圾发酵产生的甲烷气体可能导致火灾和发生爆炸，存在安全隐患，还会产生温室效应。因此在一些国家和地区，时有住民为了制止填埋场的建设而发生抗议争执。而且填埋场处理能力一般只有十数年，期满后仍需建设新的填埋场。由于存在这些弊端，因此各国的垃圾填埋场有逐渐减少的趋势。

[0006] 2．焚烧处理。

[0007] 垃圾焚烧处理同时要考虑回收热能、净化烟气和处理残渣，这些都是必不可少的工艺过程。焚烧可以处理大量垃圾、减容性好、无害化彻底，焚烧过程产生的热量可以用来发电，因此很多国家都采用垃圾焚烧处理技术。但是，焚烧设备一次性投资大，运行成本高，焚烧处理仅适用于处理那些有价物少，可燃物较多的垃圾。

[0008] 近年来科学水平的提高使得人们更加深刻的认识到，垃圾焚烧时产生有害气体，焚烧处理是从一种污染转化为另一种更为严重、更为广泛的污染的过程，对人类危害更大。很多国家已经在花大力气进行垃圾分类，逐步缩小焚烧处理规模、停止焚烧设施的运行。 [0009] 3．发酵处理。

[0010] 垃圾发酵处理也就是堆肥，这是我国处理垃圾、粪便、制取农肥的古有方法，目前，日本、德国等一些环保先进国家非常重视这种方法并且加以发展，进行垃圾分类，把石块、金属、玻璃、塑料等不能发酵处理的有机物和无机物分捡出来另行处理，将分类后有机质含量高的垃圾发酵处理。处理相同质量的垃圾，与单纯的焚烧法相比，堆肥法的设备投资要低很多。但目前的有机垃圾发酵处理工艺设备较复杂，操作、保养条件，以及管理水平相对要求较高，用电量较大。

发明内容

[0011] 本发明要解决的技术问题是提供一种设备简单、方便管理、高效的完全混合发酵式处理厨卫有机垃圾的设备和方法，提高有机垃圾发酵处理时的环境效益和经济效益。

[0012] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：完全混合发酵式处理厨卫有机垃圾的设备，包括厂房和设置在所述厂房内的发酵槽，其特征在于：发酵槽分为进料堆槽、混合槽、一次发酵槽、二次发酵槽、腐熟槽和成品槽；所述厂房顶部置有瓦楞状遮挡板；所述各槽壁与厂房周边墙壁之间置有间隔，所述间隔所在的地面置有集水地沟（穿墙沟）；所述厂房内，置有与空气压缩机连接的充气供氧管，所述充气供氧管与置于各槽的多孔不锈钢管管路相通。

[0013] 所述充气供氧管通过可伸缩软管和调节阀门与多孔不锈钢管连接管路相通，充气供氧量根据堆料的温度和含水量由调节阀门控制。

[0014] 所述进料堆槽、混合槽和一次发酵槽的槽壁与厂房房顶密合相接，并置有强制排风口，二次发酵槽、腐熟槽和成品槽上方置有自然通风口。

[0015] 使用所述处理设备进行完全混合发酵式处理厨卫有机垃圾的方法，包括如下步骤：

[0016] ⑴混合搅拌：运来的有机垃圾堆放在进料堆槽，从成品槽运来堆肥成品与待处理的有机垃圾在混合槽充分混合，使得混合后的混合物含水量在55%左右，然后翻堆至一次发酵槽发酵；

[0017] 后续运来的有机垃圾，采用同样方法在混合槽与来自成品槽的成品堆肥充分混合后翻堆进下一序号的一次发酵槽发酵；

[0018] ⑵一次发酵：将多孔不锈钢管插入一次发酵槽堆料中充气供氧，每天翻堆一次，物料在嗜温微生物作用下发热，堆料温度逐渐上升，同时有大量水分蒸发；直至8天后堆料温度上升到50℃左右翻堆进二次发酵槽继续发酵；

[0019] ⑶二次发酵：每个二次发酵槽要容纳2个一次发酵槽运来的堆料，将多孔不锈钢管插入二次发酵槽堆料中充气供氧继续发酵，每天翻堆一次，经过7、8天二次发酵后，水分进一步蒸发，容量也减少很多，同时堆料的肥效和腐殖质大量增加，翻堆进入腐熟槽腐熟稳定；

[0020] ⑷腐熟稳定：在腐熟阶段堆料由高温区逐渐降温，微生物的活性逐渐下降，对氧气的要求也迅速下降，可以停止供氧；同时，含水率下降到35%前后，温度进一步下降，堆料性质也趋于稳定，经过7、8天腐熟，逐渐变成堆肥，翻堆至成品槽；

[0021] ⑸成品过程：翻堆至成品槽的堆料含水率进一步下降到33%左右，温度接近环境温度，此时堆料已经成为堆肥可作为成品堆肥外运，也可以用来和新运进的有机垃圾混合进入新一轮发酵循环。

[0022] 本发明的积极效果在于：本发明简化了有机垃圾发酵处理设备，把活动的多孔不锈钢管直接插入的堆料底部即可，不需预埋充气供氧管，保持地面平整，人工或车辆翻堆操作方便；鼓气充氧方式供氧，而且在厂房屋顶设挡板，收集整个发酵处理过程产生的大量水蒸汽的冷凝水，不让水滴回流到堆肥中，使整个发酵处理过程时间缩短，提高发酵效率。可以在相对短的25～26天的时间里，对有机垃圾和各种污泥进行高效、无二次污染地完成城镇厨卫有机垃圾处理，同时产生的堆肥还可以用作肥料和土壤改良材料，实现了有机垃圾发酵处理的公益环保和经济效益的双赢。

附图说明

[0023] 以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

[0024] 图1：本发明堆槽平面结构示意图；

[0025] 图2：图1的A向结构示意图；

[0026] 图3：本发明充气供氧系统结构示意图。

[0027] 图中，1—进料堆槽；2—混合槽；3—一次发酵槽（3.1～3.8）；4—二次发酵槽（4.1～4.4）；5—腐熟槽（5.1～5.4）；6—成品槽（6.1～6.2）；7—充气供氧管；8—遮挡板；9—自然通风口；10—强制排风口； 11—间隔；12—集水地沟；13—软管；14—阀门；15—多孔不锈钢管。

具体实施方式

[0028] 如图１、2所示，完全混合发酵式处理厨卫有机垃圾的设备，包括厂房和设置在所述厂房内的发酵槽，其特征在于：发酵槽分为进料堆槽1、混合槽2、一次发酵槽3、二次发酵槽4、腐熟槽5和成品槽6；所述厂房顶部置有瓦楞状遮挡板8；所述各槽壁与厂房周边墙壁之间置有间隔11，所述间隔11所在的地面置有集水地沟12；所述厂房内置有与空气压缩机连接的充气供氧管7，所述充气供氧管7与置于各槽的多孔不锈钢管15管路相通。

[0029] 所述进料堆槽1、混合槽2和一次发酵槽3的槽壁与厂房房顶密合相接，并置有强制排风口10，二次发酵槽4、腐熟槽5和成品槽6上方置有自然通风口9（图2）。

[0030] 有机垃圾发酵过程中需要给堆料提供适量的氧，才能使整个发酵处理过程时间缩短，效率提高。本发明充气供氧管7与空气压缩机相接，并与置于各堆槽底部的多孔不锈钢管15连接管路相通。图3为本发明实施例之一，通过上铺设管道7连接到各堆槽，然后可通过一根（或多根）可伸缩的软管13同一根（或多根）多孔不锈钢管15连接，移动多孔不锈钢管15，并直接插入堆料底部即可为料堆供氧。供氧量根据堆料的温度和含水量可以通过置于软管上后调节阀门14调节。

[0031] 一次发酵，一般需要7～8天，采用8个一次发酵槽3设计。由于发酵过程中水分蒸发等原因，堆料体积会缩减，因此二次发酵槽4、腐熟槽5可采用4个槽的设计，成品槽6可设置为2个，以便满足循环使用。

[0032] 由于有机垃圾中约占总重量6成左右是水，所以整个发酵处理过程产生大量水汽上升，接触到房顶时会凝聚成水滴，房顶下面装设瓦楞状曲折形的遮挡板8，掉下的水滴被遮挡板8遮挡后，就不会再滴到料堆上而是流到四周的集水地沟12，以缩短堆肥的发酵天数。集水地沟12中冷凝水再经引出收集另行处理。

[0033] 操作过程中，进料堆槽1、混合槽2和一次发酵槽3会有异臭产生，因此建筑上槽壁要与房顶密合连接并置有强制排风口10采用强制抽吸排风方式排风，避免异臭扩散到其它空间。二次发酵槽4、腐熟槽5、成品槽6的上方设置自然通风口9采取自然通风，二次发酵槽4、腐熟槽5、成品槽6的槽壁高度可以按容积量需要调整。

[0034] 使用所述处理设备，进行完全混合发酵式处理厨卫有机垃圾的方法，包括如下步骤：

[0035] ⑴混合搅拌：运来的有机垃圾堆放在进料堆槽，从成品槽运来堆肥成品与待处理的有机垃圾在混合槽充分混合，使得混合后的混合物含水量在55%左右，然后翻堆至一次发酵槽发酵；

[0036] 后续运来的有机垃圾，采用同样方法在混合槽与来自成品槽的成品堆肥充分混合后翻堆进下一序号的一次发酵槽发酵；

[0037] ⑵一次发酵：将多孔不锈钢管插入一次发酵槽堆料中充气供氧，每天翻堆一次，物料在嗜温微生物作用下发热，堆料温度逐渐上升，同时有大量水分蒸发；直至8天后堆料温度上升到50℃左右翻堆进二次发酵槽继续发酵；

[0038] ⑶二次发酵：每个二次发酵槽要容纳2个一次发酵槽运来的堆料，将多孔不锈钢管插入二次发酵槽堆料中充气供氧继续发酵，每天翻堆一次，二次发酵阶段嗜热菌作用活跃，堆肥继续升温，半纤维素、纤维素、蛋白质等复杂有机物也开始强烈分解，一时温度可超过80℃时，绝大部分的寄生虫和有害细菌都会被高温杀死，嗜热菌自身也失去了活性，堆肥温度下降，随着温度下降嗜热菌又恢复活性堆温继续上升。堆料的温度在高温区反复升降数次，微生物的分解作用也时弱时强，这样维持数天后堆料中的有机物也渐渐分解充分，经过7、8天二次发酵后，堆料水分进一步蒸发，容量也相应减少，同时堆料的肥效和腐殖质大量增加，翻堆进入腐熟槽腐熟稳定；

[0039] ⑷腐熟稳定：在腐熟阶段堆料由高温区逐渐降温，微生物的活性逐渐下降，对氧气的要求也迅速下降，可以停止供氧；同时，含水率下降到35%前后，温度进一步下降，堆料性质也趋于稳定，经过7、8天腐熟，逐渐变成堆肥，翻堆至成品槽；

[0040] ⑸成品过程：翻堆至成品槽的堆料含水率进一步下降到33%左右，温度接近环境温度，此时堆料已经成为堆肥，可作为成品堆肥外运，也可以用来和新运进的有机垃圾混合进入新一轮发酵循环。