一种无臭高效厨余垃圾处理装置及其应用

摘要

一种无臭高效厨余垃圾处理装置，由降解反应器、布尔马金式搅拌装置和臭气处理装置组成，降解反应器设有排气风扇、进料口、出料口和加液管，其前壁和后壁为夹层结构并装填有隔热材料，后壁装有电加热炉丝用以为反应器内部加热，降解反应器内上部设有测温传感器探头和测湿传感器探头；布尔马金式搅拌装置由电机变速组件、转动轴和搅拌桨组成；臭气处理装置内的多孔介质隔板上堆积有球状多孔介质，球状多孔介质上负载有经过驯化的微生物菌剂以吸附湿热臭气。本发明的优点是：该处理装置结构简单、易于操作，臭气处理装置中利用固定于生物膜上的活性污泥对降解过程中产生的臭气进行处理，臭气处理效率高，具有显著的技术效果。

权利要求

1.一种无臭高效厨余垃圾处理装置，其特征在于：由降解反应器、布尔马金式搅拌装置和臭气处理装置组成，降解反应器为箱形结构并固定于支架上，设有排气风扇、进料口、出料口和加液管，进料口位于降解反应器顶部一侧，出料口位于降解反应器底部另一侧，加液管在箱体外设有阀门并在箱体内加液管末端设有雾化喷头，降解反应器的前壁和后壁为夹层结构并装填有隔热材料，后壁装有电加热炉丝用以为反应器内部加热，降解反应器内上部设有测温传感器探头和测湿传感器探头；布尔马金式搅拌装置由电机变速组件、转动轴和搅拌桨组成，电机变速组件装置于降解反应器外侧，转动轴位于降解反应器1内中部并通过两块侧板中心的轴承座固定，搅拌桨为向内倾斜的片状结构；臭气处理装置为密封箱体并位于降解反应器外侧，臭气处理装置内固定有多孔介质隔板并将臭气处理装置箱体分隔成介质室和送气室，介质室内的多孔介质隔板上堆积有球状多孔介质，球状多孔介质上负载有经过驯化的微生物菌剂以吸附湿热臭气，多孔介质隔板下部设有气体圆盘分布器并通过臭气管道与降解装置顶部的排气风扇连接，臭气处理装置顶部设有尾气排放口和尾气控制阀，尾气控制阀前的排放管与多孔介质隔板下部的送气室之间设有尾气循环管，尾气控制阀前的排放管内设有硫化氢传感器探头和氨气传感器探头用于控制尾气控制阀的开关；

所述负载于多孔介质中的微生物菌剂为由紫红红球菌、假单胞菌、排硫杆菌和荧光假单胞菌组成的混合物，紫红红球菌、假单胞菌、排硫杆菌和荧光假单胞菌的质量比为

3:4:2:2。

2.一种如权利要求1所述无臭高效厨余垃圾处理装置的应用，其特征在于：用于去除厨余垃圾发酵中产生的湿热臭气以实现无臭气排放，步骤如下：

1)将微生物发酵菌剂与锯末和秸秆碎料加入反应装置中，调节含水率为40-60％；

2)启动布尔马金式搅拌器，转速为15-20rpm，保持温度45-55℃，维持30-45min；

3)将脱除泔水的厨余垃圾加入发酵反应装置中，调节转速为20-30rpm，保持温度

55-60℃，连续搅拌，通过测温传感器探头和测湿传感器探头显示物料的温度和湿度，利用加液管道喷淋补水使湿度保持在45-60％，打开臭气管道排风装置，控制臭气流量为1-3L/min，将发酵过程中产生的湿热臭气由臭气排放管道进入臭气处理装置，调节分布器释放臭气的流速，使臭气在介质中的停留时间维持在4小时，维持臭气处理装置中湿度45％，经硫化氢检测装置、氨气检测装置检测合格后排放；

4)在搅拌转速为50-70rpm下发酵反应5-8小时后打开出料口；

5)待排出80％物料后继续向发酵装置中投加厨余垃圾，调节转速为20-30rpm，使反应装置连续运行；

所述厨余垃圾包括剩菜、剩饭、菜叶、果皮、蛋壳和骨头；

所述微生物发酵菌剂为由嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌组成的混合物，嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌质量比为5:6:3:1:1:2。

说明书

一种无臭高效厨余垃圾处理装置及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及厨余垃圾处理技术，特别是一种无臭高效厨余垃圾处理装置及其应用。

背景技术

[0002] 厨余垃圾是家庭、宾馆、饭店及机关企事业等饮食单位抛弃的剩余饭菜的通称。由于中国人的餐饮特性，厨余垃圾中水分含量高达74％，此外厨余垃圾中的盐分偏高。当前厨余垃圾传统的处理方式主要有两种：焚烧和填埋。焚烧处理易产生有害气体二噁英等，且高含水率导致厨余垃圾热值偏低，易造成焚烧设备损坏；而填埋方式容易造成土壤和地下水污染。如将高含水率、高盐分的厨余垃圾与其他垃圾直接混合填埋会在高压和微生物的作用下形成渗滤液。渗滤液不易降解，含有剧毒的致癌物质，一旦渗滤液渗漏出来，就会造成垃圾的二次污染；此外在厌氧微生物的作用下，这些垃圾还会释放出沼气，易造成爆炸，威胁周边群众人身安全。厨余垃圾的泔水中有沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、结核杆菌等强感染性致病菌，一旦在环境中扩散传播将对人体健康造成很大威胁。此外，由厨余垃圾派生的“垃圾猪”“潲水油”等问题，危害人民健康，引起了社会的极大关注。

[0003] 目前已开发出多种厨余垃圾的处理装置，然而现有的装置在发酵过程中产生的臭气通常采用吸附的方式去除，去除效率低，且湿热臭气亦造成吸附装置堵塞，造成设备损坏。本发明针对上述技术难题，开发设计了一种可快速、高效处理厨余垃圾的微生物降解装置，该装置吸取了现有处理装置的优势，充分利用湿热空气的能量维持臭气降解过程中所需的条件，自动化控制湿度和曝气，实现了臭气的快速、高效去除。

发明内容

[0004] 本发明目的在于针对上述存在问题，提供一种无臭高效厨余垃圾处理装置及其应用，与现有设备相比，该厨余垃圾处理装置结构简单、易于操作、节省占地面积、降解过程中无臭气排放至装置外，可有效提高装置的处理效率、节约能源消耗、降低处理成本、无臭气排放。

[0005] 本发明的技术方案：

[0006] 一种无臭高效厨余垃圾处理装置，由降解反应器、布尔马金式搅拌装置和臭气处理装置组成，降解反应器为箱形结构并固定于支架上，设有排气风扇、进料口、出料口和加液管，进料口位于降解反应器顶部一侧，出料口位于降解反应器底部另一侧，加液管在箱体外设有阀门并在箱体内加液管末端设有雾化喷头，降解反应器的前壁和后壁为夹层结构并装填有隔热材料，后壁装有电加热炉丝用以为反应器内部加热，降解反应器内上部设有测温传感器探头和测湿传感器探头；布尔马金式搅拌装置由电机变速组件、转动轴和搅拌桨组成，电机变速组件装置于降解反应器外侧，转动轴位于降解反应器1内中部并通过两块侧板中心的轴承座固定，搅拌桨为向内倾斜的片状结构；臭气处理装置为密封箱体并位于降解反应器外侧，臭气处理装置内固定有多孔介质隔板并将臭气处理装置箱体分隔成介质室和送气室，介质室内的多孔介质隔板上堆积有球状多孔介质，球状多孔介质上负载有经过驯化的微生物菌剂以吸附湿热臭气，多孔介质隔板下部设有气体圆盘分布器并通过臭气管道与降解装置顶部的排气风扇连接，臭气处理装置顶部设有尾气排放口和尾气控制阀，尾气控制阀前的排放管与多孔介质隔板下部的送气室之间设有尾气循环管，尾气控制阀前的排放管内设有硫化氢传感器探头和氨气传感器探头用于控制尾气控制阀的开关。

[0007] 所述负载于多孔介质中的微生物菌剂为由紫红红球菌、假单胞菌、排硫杆菌和荧光假单胞菌组成的混合物，紫红红球菌、假单胞菌、排硫杆菌和荧光假单胞菌的质量比为3:4:2:2。

[0008] 一种所述无臭高效厨余垃圾处理装置的应用，用于去除厨余垃圾发酵中产生的湿热臭气以实现无臭气排放，步骤如下：

[0009] 1）将微生物发酵菌剂与锯末和秸秆碎料加入反应装置中，调节含水率为40-60%；

[0010] 2）启动布尔马金式搅拌器，转速为15-20rpm，保持温度45-55℃，维持30-45min；

[0011] 3）将脱除泔水的厨余垃圾加入发酵反应装置中，调节转速为20-30rpm，保持温度55-60℃，连续搅拌，通过测温传感器探头和测湿传感器探头显示物料的温度和湿度，利用加液管道喷淋补水使湿度保持在45-60%，打开臭气管道排风装置，控制臭气流量为1-3 L/min，将发酵过程中产生的湿热臭气由臭气排放管道进入臭气处理装置，调节分布器释放臭气的流速，使臭气在介质中的停留时间维持在4小时，维持臭气处理装置中湿度45%，经硫化氢检测装置、氨气检测装置检测合格后排放；

[0012] 4）在搅拌转速为50-70rpm下发酵反应5-8小时后打开出料口；

[0013] 5）待排出80%物料后继续向发酵装置中投加厨余垃圾，调节转速为20-30rpm，使反应装置连续运行。

[0014] 所述厨余垃圾包括剩菜、剩饭、菜叶、果皮、蛋壳和骨头。

[0015] 所述微生物发酵菌剂为由嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌组成的混合物，嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌质量比为5:6:3:1:1:2。

[0016] 本发明的优点和有益效果是：

[0017] 该无臭高效厨余垃圾处理装置结构简单、易于操作，装置设有臭气管道及排风扇促使臭气定向运动，防止臭气逃逸至装置外；臭气处理装置中利用固定于生物膜上的活性污泥对降解过程中产生的臭气进行处理，臭气处理效率高，同时不会造成装置排气堵塞；该装置与现有装置相比，具有除臭效率高、操作简单、不影响装置的正常运行的特点，具有显著的技术效果。

附图说明

[0018] 图1为厨余垃圾处理装置结构示意图。

[0019] 图2为加液管道配置俯视结构放大示意图。

[0020] 图3为加液管道配置正视结构放大示意图。

[0021] 图4为多孔介质隔板俯视结构放大示意图。

[0022] 图5为搅拌装置俯视结构放大示意图。

[0023] 图6为搅拌装置侧视结构放大示意图。

[0024] 图中：1.降解反应器 2.布尔马金式搅拌装置 3.臭气处理装置[0025] 4.排气风扇 5.搅拌电机 6.转动轴 7.搅拌桨 8.进料口 9.出料口[0026] 10.加液管道 11.雾化喷头 12.阀门 13.测温传感器探头

[0027] 14.测湿传感器探头 15.多孔介质 16.硫化氢传感器探头 17.氨气传感器探头[0028] 18.臭气管道 19.圆盘分布器 20.多孔介质隔板 21.支架 22.尾气控制阀[0029] 23.尾气排放口 24.尾气循环管道。

具体实施方式

[0030] 本发明通过以下实施例结合附图进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

[0031] 实施例1：

[0032] 一种无臭高效厨余垃圾处理装置，由降解反应器1、布尔马金式搅拌装置2和臭气处理装置3组成，降解反应器1为箱形结构并固定于支架21上，降解装置1上设有排气风扇4、进料口8、出料口9和加液管10，进料口8位于降解反应器顶部一侧，出料口9位于降解反应器底部另一侧，加液管10在箱体外设有阀门12并在箱体内加液管末端设有雾化喷头11，降解反应器1的前壁和后壁为夹层结构并装填有隔热材料，后壁装有电加热炉丝用以为反应器内部加热，降解反应器1内上部设有测温传感器探头13和测湿传感器探头14；布尔马金式搅拌装置由电机变速组件5、转动轴6和搅拌桨7组成，电机变速组件5装置于降解反应器1外侧，转动轴6位于降解反应器1内中部并通过两块侧板中心的轴承座固定，搅拌桨7为向内倾斜的片状结构；臭气处理装置3为密封箱体并位于降解反应器1外侧，臭气处理装置3内固定有多孔介质隔板20并将臭气处理装置3箱体分隔成介质室和送气室，介质室内的多孔介质隔板20上堆积有球状多孔介质15，球状多孔介质15上负载有经过驯化的微生物菌剂以吸附湿热臭气，多孔介质隔板20下部设有气体圆盘分布器19并通过臭气管道18与降解装置1顶部的排气风扇4连接，臭气处理装置3顶部设有尾气排放口23和尾气控制阀22，尾气控制阀22前的排放管与多孔介质隔板20下部的送气室之间设有尾气循环管24，尾气控制阀22前的排放管内设有硫化氢传感器探头16和氨气传感器探头17用于控制尾气控制阀22的开关。

[0033] 该实施例中，降解反应器的尺寸为长3m、宽1.2m、高1.1m，其厨余垃圾装填量为50㎏；加液管路末端的雾化器采用宜兴市亿润环保设备有限公司产品；布尔马金式搅拌器的结构参数为：外侧桨叶倒角45度、内侧桨叶倒角135度、螺距0.6米、外径0.45米、内径0.3米，相邻的两个搅拌桨呈60度交错，搅拌用电机为JXJE74浙江永嘉调速机厂产品；测温装置的控温热电偶为型号WRE，江苏金湖仪表电器设备厂产品；测湿装置的长探针湿度计为型号XSD-1，上海昌吉地质仪器有限公司产品；硫化氢传感器探头为型号ADM1-OLCT-20，北京恒奥德仪器仪表有限公司；氨气传感器探头为型号TGS2444，深圳新世联科技有限公司。

[0034] 该无臭高效厨余垃圾处理装置的应用，采用一次投入微生物菌剂半连续加入厨余垃圾的方法进行厨余垃圾的减量化与资源化利用，步骤如下：

[0035] 1）将粉碎成粒度为2mm后的秸秆加入生物质腐熟反应器，启动搅拌器，转速为5rpm；

[0036] 2）搅拌状态下通过加液管道向生物质腐熟反应器分别加入菌液和水并继续搅拌5min，菌液由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、施氏假单胞菌和白色链霉菌以及培养基组成，其培养基为LB培养基，菌液浓度为4亿/ml，其中枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、施氏假单胞菌与白色链霉菌的质量百分比为24%：36%：12%：28%，菌液的添加比例为20L菌液/100kg秸秆，加菌液时加液管道的喷头孔径为3mm，加水时加液管道的喷头孔径为1mm；

[0037] 3）搅拌器持续搅拌并发酵，通过测温传感器探头和测湿传感器探头显示物料的温度和湿度，利用太阳能加热器为上层发酵反应器供热使温度保持在60℃，利用加液管道补水使湿度保持在45%；

[0038] 4）发酵48h后，将排料口打开，使物料从排料口排出；排料口排出的物料通过物料传送器分别运送至蚯蚓培养装置和两个蚯蚓繁殖装置；

[0039] 5）将蚯蚓种接种于蚯蚓培养装置中进行扩大培养，通过添加水分或尿素溶液调节培养装置的湿度为56%、pH值为6.8并不断按流量1.2L/min通入热空气以维持装置温度为24℃及含氧量；

[0040] 6）待蚯蚓数量增长至3000条/㎡时，打开底部可移动筛板，将培养装置上方的卤素灯打开，驱使蚯蚓由底部筛孔逃脱进入下层的蚯蚓繁殖装置中，利用上部的耙形刮板，将培养装置上层的蚓粪从装置中刮出，并送至蚓粪收集装置，然后通过物料传送器送入新鲜的腐熟料；

[0041] 7）通过添加水分或尿素溶液调节上层蚯蚓繁殖装置中的湿度为53%、pH为7.6，不断按流量为1.2L/min通入热空气以维持装置温度为25℃及含氧量，待养殖12天后打开底部可移动筛板，通过顶部的卤素灯照射，驱使蚯蚓通过筛孔进入下层蚯蚓繁殖装置中，利用上部的刮板，将蚓粪刮出，并送至蚓粪收集装置，然后通过物料传送器送入新鲜的腐熟料；

[0042] 8）通过添加水分或尿素溶液调节下层蚯蚓繁殖装置中的湿度为65%、pH为7.4，不断按流量为1.2L/min通入热空气以维持装置温度不高于27℃及含氧量，待养殖10天后打开底部可移动筛板，通过顶部的卤素灯照射，驱使蚯蚓通过筛孔进入蚯蚓收集装置中，利用上层的刮板，将蚓粪刮出，并送至蚓粪收集装置，然后通过物料传送器送入新鲜的腐熟料。

[0043] 9）当上层蚯蚓繁殖装置中的蚯蚓进入下层蚯蚓繁殖装置后，将蚯蚓培养装置中的蚯蚓引入上层蚯蚓繁殖装置，重复6）-8）操作。

[0044] 实验结果表明：采用该装置可使蚯蚓的生产时间缩短到22天，比现有技术缩短时间约21%，能耗降低约30%，用水量减少约45%，蚯蚓产量提高17%，蚯蚓体内无重金属残留。