利用风能提温的生活垃圾堆肥装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用风能提温的生活垃圾堆肥装置及其方法，包括风能产热装置及好氧堆肥装置。该装置首先利用风力发电系统将风能转化为电能，用于为储水罐中的电加热器供电以使其发热，储水罐中被加热的水在水泵的推动下进入好氧堆肥装置壳体，并在好氧堆肥装置与储水罐间形成液体循环回路，达到为好氧堆肥过程提温的目的；好氧堆肥装置主体为发酵仓，发酵仓顶部和底部分别设有生活垃圾进料口和出料口，仓内另有温度传感器、氧气传感器、搅拌装置、曝气装置、发酵排气口以及渗滤液导出结构。本发明专利技术通过风能‑电能‑热能的能量转化形式，解决堆肥系统在冬季升温较难的问题，实现了在低功耗条件下对生活垃圾进行减量化、无害化和资源化处理。

Domestic Waste Composting Device Using Wind Energy to Warm up and Its Method

The invention discloses a domestic waste composting device using wind energy to warm up and a method thereof, including a wind energy heat generating device and an aerobic composting device. Firstly, wind energy is converted into electric energy by wind power generation system, which is used to power the electric heater in the water storage tank to heat it. The heated water in the water storage tank enters the shell of the aerobic composting device driven by the pump, and forms a liquid circulation loop between the aerobic composting device and the water storage tank to achieve the purpose of heating up the aerobic composting process. The top and bottom parts of the fermentation bin are respectively provided with the inlet and outlet ports of domestic waste. There are also temperature sensors, oxygen sensors, stirring devices, aeration devices, fermentation outlets and leachate export structures in the bin. The invention solves the problem that the composting system is difficult to raise temperature in winter by energy conversion form of wind energy, electric energy and heat energy, and realizes the reduction, harmlessness and resource treatment of domestic waste under low power consumption conditions.

【技术实现步骤摘要】
利用风能提温的生活垃圾堆肥装置及其方法
本专利技术涉及一种好氧堆肥装置及方法，具体涉及一种利用风能提温的生活垃圾堆肥装置及其方法，属于固体废弃物处理及资源化领域。
技术介绍
好氧堆肥法由于处理工艺简单、物料分解较彻底、无害化程度相对较高、堆置周期短、可实现资源化和大规模采用机械处理等一系列优点，已经成为我国城镇生活垃圾处理的一种重要方法。好氧堆肥法的原理是利用微生物对有机固体废弃物的作用，将固废转化成腐熟稳定的有机肥料，同时利用堆肥过程中的高温环境杀死堆肥底物中的病菌和虫卵，达到堆肥无害化目的。温度是影响堆肥产物质量的主要因素之一，目前大多数堆肥工艺不添加热源装置，导致堆肥过程受环境温度影响较大。尤其是在我国北方地区的冬季，堆肥工艺只依靠微生物自身代谢活动产生的热量无法达到其必须的高温条件(60-70℃)，最终导致堆肥工艺周期增长、堆肥产物品质下降。近年来一些新型堆肥装置开始采用太阳能提温的方法，但这些装置在夜晚或者阴雨天气无法保证连续有效的热能供应，直接影响堆肥效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用风能提温的生活垃圾堆肥装置，通过风能-电能-热能的能量转化形式，解决堆肥系统在冬季升温较难的问题，可用于高效稳定地处理生活垃圾。本专利技术采用的具体技术方案如下：一种利用风能提温的生活垃圾堆肥装置，该装置包括风能产热装置及好氧堆肥装置；所述的风能产热装置包括风力发电系统和电发热器以及储水罐，其中电发热器设置于储水罐内部，电发热器与所述的风力发电系统相连，由风力发电系统提供产热电力；所述好氧堆肥装置主体为发酵仓，发酵仓外壳呈中空状，中空部分设置有热水管路，所述储水罐与热水管路相连，形成水循环回路，水循环回路上设有用于提供循环动力的水泵；发酵仓顶部设有生活垃圾进料口和发酵排气口，生活垃圾进料口上设有可开闭的进料挡板；发酵仓内设有由电机驱动的搅拌装置、温度传感器以及氧气传感器；所述的搅拌装置以两条水平直管作为搅拌叶；发酵仓下部沿横截面铺设有滤网，滤网上方设有连接空气泵的曝气管；在滤网下方的发酵仓底部设有用于对渗滤液进行导流的斜板；发酵仓侧壁上开设有堆肥产物出料口和排液管，且所述堆肥产物出料口和排液管分别设置于滤网的上方和下方；所述的堆肥产物出料口上设置有可开闭的出料挡板。作为优选，所述的风力发电系统包括风车叶片、发电机、蓄电池和电流控制器，风车叶片安装于发电机的输入轴上，发电机与蓄电池连接；所述的电发热器通过电流控制器与蓄电池相连。进一步的，还包括控制装置，所述的电流控制器、水泵、空气泵、电机、温度传感器及氧气传感器均与控制装置相连。进一步的，所述的风车叶片采用三叶片式，各叶片间的夹角为120°，均采用玻璃钢制作。作为优选，所述的储水罐体积为好氧堆肥装置体积的1/3，罐外设有保温材料层。作为优选，所述发酵仓的中空外壳的外壁采用绝热材料，内壁采用导热材料。作为优选，所述的搅拌装置中，两条水平直管分别处于发酵仓的1/3和2/3高度处。作为优选，所述的斜板的坡度角为5～10°，所述排液管的进口位于斜板最低点位置。作为优选，所述的滤网以可拆卸形式安装于发酵仓内壁上。本专利技术的另一目的在于提供一种基于上述生活垃圾堆肥装置的利用风能提温的生活垃圾堆肥方法，其步骤如下：1)风力发电系统在风力的驱动下不断产生电能，并存储于蓄电池中；蓄电池对电发热器进行供电，用于加热储水罐中的储水；2)将经过分选的生活垃圾从好氧堆肥装置的进料口投加进入发酵仓中，直至达到目标堆肥量，通过进料挡板关闭进料口，开始进行堆肥；3)通过水泵将储水罐中的水不断泵入发酵仓外壳中的热水管路中，通过空气泵为发酵仓中物料进行通风曝气，同时定时开启搅拌装置对堆肥物料进行翻堆；堆肥过程中，温度传感器监测堆肥物料的实时温度，并将实时温度与当前堆肥阶段预设的目标温度进行对比，若实时温度已满足当前堆肥阶段的要求时，通过控制电流控制器停止对电加热器供电，从而使热水管路中的循环热水冷却，防止堆肥温度过高；而当实时温度低于当前堆肥阶段的要求时，通过控制电流控制器重新对电加热器供电，为堆肥装置提温；另外，氧气传感器监测堆肥过程中堆肥物料的实时含氧率，并将实时含氧率与当前堆肥阶段预设的目标含氧率进行对比，通过调节空气泵的曝气频率和曝气量来保证发酵仓内堆肥物料的含氧率满足当前堆肥阶段的要求；4)堆肥过程中产生的多余气体通过顶部排气口排出，堆肥中产生的渗滤液透过滤网流入堆肥装置底部，并在斜板坡度的作用下被排液管导出以进行集中处理；5)在堆肥周期结束后，打开出料挡板，将腐熟的堆肥产物从出料口取出。本专利技术的有益效果在于：1、通过对堆肥装置的壳体进行设计，使得该装置能利用风能对堆肥物料进行提温，可以维持堆肥微生物正常代谢活动，提高堆肥效率和堆肥产物腐熟度，尤其是在冬季也可以使堆肥过程的高温阶段达到60-70℃；2、风能是一种可再生清洁能源，利用风能发电产热对环境友好、节约运行成本，并且可以弥补太阳能加热的缺陷，即使在夜晚和阴雨天气也能保证热量的连续传递，避免堆肥工艺受到外界环境影响；3、在发酵仓中设置温度传感器以及氧气传感器，能够实时监测堆肥物料的温度和含氧率，用于反馈调控运行温度、曝气量及搅拌程度，保证堆肥全过程均在优化条件下进行。本专利技术的装置实现了在低功耗条件下对生活垃圾进行减量化、无害化和资源化处理。附图说明图1为本专利技术的利用风能提温的生活垃圾堆肥装置结构示意图。图2为本专利技术的发酵仓放大示意图。图3为带有控制装置的生活垃圾堆肥装置结构示意图。图中：1-风车叶片，2-发电机，3-支撑架，4-蓄电池，5-电流控制器，6-电发热器，7-储水罐，8-控制装置，9-水泵，10-空气泵，11-热水管路，12-发酵仓，13-进料口，14-进料挡板，15-电机，16-温度传感器，17-氧气传感器，18-排气口，19-搅拌装置，20-出料口，21-出料挡板，22-滤网，23-斜板，24-排液口。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细描述。如图1和2所示，本专利技术的一个实施例中，利用风能提温的生活垃圾堆肥装置包括风能产热装置及好氧堆肥装置。其中，风能产热装置包括风力发电系统和电发热器6以及储水罐7，电发热器6设置于储水罐7内部，当储水罐7中注水后淹没电发热器6。电发热器6与风力发电系统相连，由风力发电系统提供产热电力。风力发电系统可以采用任何现有技术中的设备，在本实施例中，风力发电系统包括风车叶片1、发电机2、蓄电池4和电流控制器5，风车叶片1安装于发电机2的输入轴上，风车叶片1接收风力并转动，从而带动发电机2产生电能。发电机2通过支撑架3支撑于地面上。发电机2与蓄电池4连接，将电能存储于蓄电池4中。电发热器6通过电流控制器5与蓄电池4相连，由电流控制器5控制供给电发热器6的电流大小，从而调节储水罐7中的水温。在本实施例中，储水罐7体积为好氧堆肥装置体积的大约1/3，罐外还设有橡塑保温材料层，以尽量减少热量损失。好氧堆肥装置主体为发酵仓12，发酵仓12外壳呈中空状，中空部分内置贯穿壳体上下的热水管路11。储水罐7与热水管路11相连，形成水循环回路，水循环回路上设有用于提供循环动力的水泵9。在水泵9的驱动下，储水罐7中的水可以进入热水管路11中循环，进而通过调节水温改变发酵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用风能提温的生活垃圾堆肥装置，其特征在于：包括风能产热装置及好氧堆肥装置；所述的风能产热装置包括风力发电系统和电发热器(6)以及储水罐(7)，其中电发热器(6)设置于储水罐(7)内部，电发热器(6)与所述的风力发电系统相连，由风力发电系统提供产热电力；所述好氧堆肥装置主体为发酵仓(12)，发酵仓(12)外壳呈中空状，中空部分设置有热水管路(11)，所述储水罐(7)与热水管路(11)相连，形成水循环回路，水循环回路上设有用于提供循环动力的水泵(9)；发酵仓(12)顶部设有生活垃圾进料口(13)和发酵排气口(18)，生活垃圾进料口(13)上设有可开闭的进料挡板(14)；发酵仓(12)内设有由电机(15)驱动的搅拌装置(19)、温度传感器(16)以及氧气传感器(17)；所述的搅拌装置(19)以两条水平直管作为搅拌叶；发酵仓(12)下部沿横截面铺设有滤网(22)，滤网(22)上方设有连接空气泵(10)的曝气管；在滤网(22)下方的发酵仓(12)底部设有用于对渗滤液进行导流的斜板(23)；发酵仓(12)侧壁上开设有堆肥产物出料口(20)和排液管(24)，且所述堆肥产物出料口(20)和排液管(24)分别设置于滤网(22)的上方和下方；所述的堆肥产物出料口(20)上设置有可开闭的出料挡板(21)。...

【技术特征摘要】
1.一种利用风能提温的生活垃圾堆肥装置，其特征在于：包括风能产热装置及好氧堆肥装置；所述的风能产热装置包括风力发电系统和电发热器(6)以及储水罐(7)，其中电发热器(6)设置于储水罐(7)内部，电发热器(6)与所述的风力发电系统相连，由风力发电系统提供产热电力；所述好氧堆肥装置主体为发酵仓(12)，发酵仓(12)外壳呈中空状，中空部分设置有热水管路(11)，所述储水罐(7)与热水管路(11)相连，形成水循环回路，水循环回路上设有用于提供循环动力的水泵(9)；发酵仓(12)顶部设有生活垃圾进料口(13)和发酵排气口(18)，生活垃圾进料口(13)上设有可开闭的进料挡板(14)；发酵仓(12)内设有由电机(15)驱动的搅拌装置(19)、温度传感器(16)以及氧气传感器(17)；所述的搅拌装置(19)以两条水平直管作为搅拌叶；发酵仓(12)下部沿横截面铺设有滤网(22)，滤网(22)上方设有连接空气泵(10)的曝气管；在滤网(22)下方的发酵仓(12)底部设有用于对渗滤液进行导流的斜板(23)；发酵仓(12)侧壁上开设有堆肥产物出料口(20)和排液管(24)，且所述堆肥产物出料口(20)和排液管(24)分别设置于滤网(22)的上方和下方；所述的堆肥产物出料口(20)上设置有可开闭的出料挡板(21)。2.如权利要求1所述的利用风能提温的生活垃圾堆肥装置，其特征在于：所述的风力发电系统包括风车叶片(1)、发电机(2)、蓄电池(4)和电流控制器(5)，风车叶片(1)安装于发电机(2)的输入轴上，发电机(2)与蓄电池(4)连接；所述的电发热器(6)通过电流控制器(5)与蓄电池(4)相连。3.如权利要求2所述的利用风能提温的生活垃圾堆肥装置，其特征在于：还包括控制装置(8)，所述的电流控制器(5)、水泵(9)、空气泵(10)、电机(15)、温度传感器(16)及氧气传感器(17)均与控制装置(8)相连。4.如权利要求2所述的利用风能提温的生活垃圾堆肥装置，其特征在于：所述的风车叶片(1)采用三叶片式，各叶片间的夹角为120°，均采用玻璃钢制作。5.如权利要求1所述的利用风能提温的生活垃圾堆肥装置，其特征在于：所述的储水罐(7)体积为好氧堆肥装置体积的1/3，罐外设有保温材料层。6.如权利要求1所述的利用风能提温的生...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴东雷，桂嘉烯，孙悦，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33