一种两段式高温腐熟协同堆肥装置及其堆肥方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种两段式高温腐熟协同堆肥装置及其堆肥方法，所述堆肥装置包括相互串联的一次发酵单元和二次发酵单元以及供气装置，供气装置并联一次发酵单元和二次发酵单元；所述一次发酵单元包括第一发酵舱及其内部的曝气装置、置料板和渗滤液收集室，所述供气装置连接曝气装置，为第一发酵舱提供氧气，渗滤液收集室设在第一发酵舱的底部，用于收集置料板上堆料的渗滤液，置料板设在渗滤液收集室的上方，曝气装置设在置料板的上方或下方；堆料在一次发酵单元完成高温发酵后，输入二次发酵单元进行降温腐熟发酵。

【技术实现步骤摘要】
一种两段式高温腐熟协同堆肥装置及其堆肥方法
本专利技术属于固体废弃物处理
，具体涉及一种两段式高温腐熟协同堆肥装置及其堆肥方法。
技术介绍
随着我国农业生产和污水处理规模的不断提高，农业有机废弃物以及污水处理产生的污泥逐年增加。例如，2017年我国农村污水排放量约为2.14×1010t，随着污水设施数量的逐年快速增加，产生的剩余污泥逐渐成为农村有机固废的重要组分，估计2020年剩余污泥总量约为1.4×107t。另外，我国农作物秸秆年产量约为11.35×108t，农村地区生活垃圾年产量约为2.5×108t，农村有机固体废弃物的处理处置已成为了建设“美丽乡村”亟待解决的难题。好氧堆肥技术能够实现上述废弃物的“减量化、无害化、资源化”利用，使有机废弃物转化为稳定的有机肥料。我国农村存在巨大的化肥需求，有机固废中含有大量的有机质及营养元素，是实现堆肥资源化的优质堆料，但在应用过程中仍存在以下问题：(1)单一有机固废作为堆肥堆料时，其条件不满足最佳堆肥要求，例如C/N偏低、含水率过高、降解速率偏低、粒度小、黏度大等问题，影响堆肥进程，进而影响堆肥产品的质量；(2)常规堆肥装置单次处理量低，堆肥腐熟周期长，设备利用率低，堆肥效率较低，难以满足废弃物产量及种类日益增多的农村地区的需求；(3)农村剩余污泥、有机垃圾和秸秆等具有单个排放规模小、覆盖面大的特点，传统的有机固废处理模式运输成本高，操作复杂，不适合农村地区的经济技术条件和有机固废排放特征。综上所述，针对农村的技术经济条件以及农村有机固体废弃物的特征，急需一种高效堆肥装置，实现对农村有机固体废弃物的就地或小区域集中堆肥资源化处理。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种两段式高温腐熟协同堆肥装置及其堆肥方法，所述堆肥装置和堆肥方法采用混合堆肥工艺，对堆料进行混合和预处理，使得堆料满足最佳堆肥要求，提高堆肥产品的质量；同时，将堆肥的一般进程“初始升温阶段—高温阶段—降温腐熟阶段”分别在两个反应器中分阶段进行，即初始升温阶段—高温阶段为一次发酵，降温腐熟阶段为二次发酵，实现农村有机固体废弃物的最优化处理处置。第一方面，本专利技术提供了一种两段式高温腐熟协同堆肥装置，所述协同堆肥装置包括相互串联的一次发酵单元和二次发酵单元以及供气装置，供气装置并联一次发酵单元和二次发酵单元；所述一次发酵单元包括第一发酵舱及其内部的曝气装置、置料板和渗滤液收集室，所述供气装置连接曝气装置，为第一发酵舱提供氧气，渗滤液收集室设在第一发酵舱的底部，用于收集置料板上堆料的渗滤液，置料板设在渗滤液收集室的上方，曝气装置设在置料板的上方或下方；堆料在一次发酵单元完成高温发酵后，输入二次发酵单元进行降温腐熟发酵。可选的，所述曝气装置设在置料板的上方，曝气装置包括曝气管及其上设置的多个曝气头，所述曝气头为扩口喷头，喷头与水平面所成角度为20-50°。可选的，所述曝气头与置料板上堆料的上表面之间的距离为10-30mm。传统发酵罐中，曝气管一般设在堆料的下方，堆料在翻动的时候，少数料渣和渗滤液可能在重力的作用下掉落，若掉落进入曝气孔，则可能堵塞管道，堵塞严重时，不仅影响曝气效果，而且可能引起曝气管锈蚀，甚至赌气炸裂的严重后果，所以曝气管经常需要检查或疏通，保证安全运行。上述的第一发酵舱中，所述曝气装置设在置料板的上方，既能够对置料板上的堆料进行曝气，又克服了上述技术问题，解决了曝气管堵塞的问题，极大的减少了曝气管的维护工作。同时，为了保证曝气管的曝气效果，设计了所述扩口喷头以及合适的曝气距离，使得曝气头的压强不至过大，造成堆料迸溅，又能达到适度柔和的曝气效果。所述置料板上方且低于所述曝气头的位置设置堆料翻动装置，堆料翻动装置包括中心转轴及其四周的镂空双螺旋搅料片，中心转轴连接第一发酵舱外部的驱动装置，用于带动镂空双螺旋搅料片转动；所述镂空双螺旋搅料片只在搅料片距离中心转轴最远处设有连接条，用于将镂空双螺旋搅料片固定在中心转轴上。所述堆料翻动装置对堆料进行连续或间歇翻垛，不仅使得堆料各部分的温度均匀，而且保证曝气效果，提高高温发酵效率。由于采用上曝气的曝气效率比下曝气稍差，因此本专利技术选用上述堆料翻动装置配合所述曝气头进行翻垛，镂空的双螺旋搅料片不仅带动堆料上下翻转的程度较大，而且不阻挡上曝气的气路，使得堆料在被翻转的过程中更加均匀地接受曝气头的空气，所述堆料翻动装置与所述曝气头相互配合能够极大地提高翻垛效率和曝气效率。可选的，所述堆料翻动装置的中心转轴连接第一发酵舱外部的手柄，进行手动转动翻垛。可选的，所述第一发酵舱内部设有上下两层置料板，每层置料板的上方设置上述带有扩口喷头的曝气管。由于在第一发酵舱容量不变的情况下，增加固废处理量则增加堆料高度，可能导致翻垛不充分或曝气不充分。本专利技术的双层置料板和配套曝气管的设计，使得在固废处理量增加的同时，不影响翻垛效率和曝气效率。可选的，所述第一发酵舱内部设有多层置料板，并与带有扩口喷头的曝气管配套安装。所述堆料翻动装置与置料板配套设置。可选的，当第一发酵舱内部设有两层置料板时，上下两层扩口喷头之间设有多个导气板，所述导气板为圆弧状板，并向第一发酵舱外部的方向凸出，导气板的上端的高度在上层扩口喷头的下沿与上层置料板之间，导气板的下端的高度在下层扩口喷头的下沿与下层置料板之间，优选的，所述导气板布设在两层置料板的四周，将扩散到上层置料板周围的部分气体导流至下层置料板，在下层置料板翻垛时，从侧面对堆料进行曝气，充分利用曝气能量。如前所述，本专利技术提供的带有扩口喷头的曝气管与所述堆料翻动装置配合运行的翻垛效率和曝气效率较高，同时配合多层置料板，提高第一发酵舱的处理量；为了解决多层置料板之间气体游离及其能量利用率低的问题，配合本专利技术的导气板，提高曝气能量的利用率，使得第一发酵舱内形成从上到下的曝气气流流向，该流向能够带动少量轻质的固废残渣向下运动，落入下层置料板或渗滤液收集室或第一发酵舱底部，避免固废残渣飞溅碰撞曝气管。可选的，所述置料板上均匀布设有多个通孔，置料板的下方设有渗滤液收集室，用于收集置料板上堆料的渗滤液，渗滤液收集室连接排液口。可选的，所述第一发酵舱的底部设有排气口和采气口，分别用于排出第一发酵舱内的多余空气，和采集取样第一发酵舱内的空气样本。以上为所述曝气装置设在置料板的上方时，第一发酵舱的技术要点。本专利技术所述的第一发酵舱内，曝气装置也可以设在置料板的下方，即采用传统形式，具体技术要点如下。可选的，所述曝气装置设在置料板的下方，此时，所述曝气装置为多孔曝气管，置料板上均匀布设有多个通孔，即置料板的下方依次设有多孔曝气管和渗滤液收集室，多孔曝气管的进气端连接进气口，为置料板上的堆料提供空气；置料板上方设置所述堆料翻动装置，多孔曝气管下方的渗滤液收集室连接排液口，收集置料板漏下的固废渗滤液；所述第一发酵舱的顶部设有排气口和采气口。可选的，所述第一发酵舱为卧式发酵桶，卧式发酵桶的高度为500-800mm，长度为750-900mm。可选的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两段式高温腐熟协同堆肥装置，其特征在于，所述堆肥装置包括相互串联的一次发酵单元和二次发酵单元以及供气装置，供气装置并联一次发酵单元和二次发酵单元；所述一次发酵单元包括第一发酵舱及其内部的曝气装置、置料板和渗滤液收集室，所述供气装置连接曝气装置，为第一发酵舱提供氧气，渗滤液收集室设在第一发酵舱的底部，用于收集置料板上堆料的渗滤液，置料板设在渗滤液收集室的上方，曝气装置设在置料板的上方或下方；堆料在一次发酵单元完成高温发酵后，输入二次发酵单元进行降温腐熟发酵。/n

【技术特征摘要】
1.一种两段式高温腐熟协同堆肥装置，其特征在于，所述堆肥装置包括相互串联的一次发酵单元和二次发酵单元以及供气装置，供气装置并联一次发酵单元和二次发酵单元；所述一次发酵单元包括第一发酵舱及其内部的曝气装置、置料板和渗滤液收集室，所述供气装置连接曝气装置，为第一发酵舱提供氧气，渗滤液收集室设在第一发酵舱的底部，用于收集置料板上堆料的渗滤液，置料板设在渗滤液收集室的上方，曝气装置设在置料板的上方或下方；堆料在一次发酵单元完成高温发酵后，输入二次发酵单元进行降温腐熟发酵。


2.根据权利要求1所述的堆肥装置，其特征在于，所述曝气装置设在置料板的上方，曝气装置包括曝气管及其上设置的多个曝气头，所述曝气头为扩口喷头，喷头与水平面所成角度为20-50°；
所述曝气头与置料板上堆料的上表面之间的距离为10-30mm。


3.根据权利要求2所述的堆肥装置，其特征在于，所述置料板的上方且低于所述曝气头的位置设置堆料翻动装置，堆料翻动装置包括中心转轴及其四周的镂空双螺旋搅料片，中心转轴连接第一发酵舱外部的驱动装置，用于带动镂空双螺旋搅料片转动；所述镂空双螺旋搅料片只在搅料片距离中心转轴最远处设有连接条，用于将镂空双螺旋搅料片固定在中心转轴上。


4.根据权利要求3所述的堆肥装置，其特征在于，所述第一发酵舱内部设有上、下两层置料板，每层置料板的上方设置带有扩口喷头的曝气管。


5.根据权利要求4所述的堆肥装置，其特征在于，上下两层扩口喷头之间设有多个导气板，所述导气板为圆弧状板，并向第一发酵舱外部的方向凸出，导气板的上端的高度在上层扩口喷头的下沿与上层置料板之间，导气板的下端的高度在下层扩口喷头的下沿与下层置料板之间，所述导气板布设在两层置料板的四周，将扩散到上层置料板周围的部分气体导流至下层置料板，在下层置料板翻垛时，从侧面对堆料进行曝气，充分利用曝气能量。


6.根据权利要求2所述的堆肥装置，其特征在于，所述置料板上均匀布设有多个通孔，置料板的下方设有渗滤液收集室，用于收集置料板上堆料的渗滤液，渗滤液收集室连接排液口；
所述第一发酵舱的底部设有排气口和采气口，分别用于排出第一发酵舱内的多余空气，和采集取样第一发酵舱内的空气样本...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭雪松，王霄，马嘉伟，徐素，詹俊，刘俊新，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11