CN111333440A - 一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***，包括车体和集装壳体，集装壳体安装于车体上；集装壳体内设置有上料单元，预处理单元，好氧发酵单元，除臭单元和沥出液处理单元；还包括集成自动控制单元，集成自动控制单元用于控制、监测所述上料单元、预处理单元、好氧发酵单元、除臭单元和沥出液处理单元。并公开了使用该车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***进行有机垃圾处理的方法。本发明适合分散垃圾的处理，将有机垃圾就地肥料化、能源化利用，并且能够实现对垃圾沥出液和臭气排放的有效处理。

Description

一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***及方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，更具体的说是涉及一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***和方法。

背景技术

村镇垃圾分布广、规模小、成分复杂，分散与集中处理联动性较，通常无法得到有效的资源化利用；目前主要通过简易填埋和露天焚烧的方式进行处理。然而，填埋处理会占用大量的土地，有机垃圾产生的渗滤液会对土壤产生危害，污染后的土壤会污染农作物进而影响人们的身体健康。而露天焚烧处理虽然占地面积小，减容效果好，但是在焚烧过程中会产生大量的废气、废渣，尤其会产生一种毒性极强的二噁英气体，造成二次污染。常规的村镇垃圾腐解和肥料化技术，堆肥发酵周期长，肥料指标中有机质含量低、有效活菌数低，粪大肠杆菌和总砷、总铬、总镉、总汞等指标高；沥出液处理效果和恶臭处理效果差，存在二次污染。

因此，如何提供一种单点分散处理与规模化处理联动的垃圾移动化快速腐解技术，并缩短发酵周期，提高肥料中有机质、活性菌等含量，提高沥出液和恶臭处理效果，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***及方法，适合分散垃圾的处理，将有机垃圾就地肥料化、能源化利用，缩短发酵周期，提升肥料指标中有机质含量、有效活菌数指标，减少肥料中粪大肠杆菌和总砷、总铬、总镉、总汞含量，并且能够实现对垃圾沥出液和臭气排放的有效处理。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***，包括车体和集装壳体，集装壳体安装于车体上；

集装壳体内设置有上料单元，预处理单元，好氧发酵单元，除臭单元和沥出液处理单元；

上料单元用于将垃圾投入预处理单元；

预处理单元用于对垃圾进行分选、破碎、湿度调节、辅料及腐熟堆肥混合搅拌处理，并将处理后获得的有机物料投入好氧发酵单元；

好氧发酵单元利用复合菌液对有机物料进行发酵；

除臭单元连接好氧发酵单元，用于对好氧发酵单元中垃圾发酵产生的臭气进行净化处理；

沥出液处理单元连接好氧发酵单元，用于对好氧发酵单元中垃圾发酵产生的沥出液进行净化处理；

还包括集成自动控制单元，集成自动控制单元用于控制、监测上料单元、预处理单元、好氧发酵单元、除臭单元和沥出液处理单元。

本发明将各处理单元安装于集装壳体内，整个***集成度高，密闭环保，通过车体运输，灵活方便、快速高效。

优选地，还包括贮料单元；由于各地垃圾产生总量不同，而预处理单元在单位时间内处理能力有限，故可设置贮料单元暂时储存垃圾，以便在移动过程中随时进行垃圾处理。

优选地，上料单元内可设置上料用的传送装置或抓取装置，随时将来自贮料单元或***外垃圾送入预处理单元。

优选地，预处理单元包括分选装置、破碎装置、湿度调节装置、搅拌装置和给料装置；

分选装置包括分选机和回收物料柜；分选机设置有磁选模式和风选模式；回收物料柜用于回收暂存经分选机分选出的金属和塑料等轻质物；

破碎装置安装于分选机下游；

湿度调节装置安装于破碎装置下游，通过加湿器和抽湿器进行湿度调节，并设置湿度传感器；

搅拌装置安装于湿度调节装置下游，用于将经湿度调节的物料与辅料、腐熟堆肥混合均匀；

给料装置安装于搅拌装置下游，用于将搅拌处理后获得的有机物料投入好氧发酵单元。

优选地，回收物料柜设置有柜门，便于及时取出回收的金属、塑料等。

优选地，破碎装置采用锤式破碎机，破碎能力为25-50m³/h(单位时间内物料体积)，破碎后的垃圾颗粒粒径为20-30mm。

优选地，加湿器、抽湿器内采用的吸水材料为吸水树脂。

优选地，加湿器选用气化式加湿器，通过向吸水材料通风，利用含有的水分与气流的热交换进行气化蒸发，从而实现空气的加湿。

优选地，搅拌装置采用小型全自动转筒式搅拌机，转筒内部中心设置有转轴，转轴通过电机驱动旋转；转轴上安装有搅拌叶，搅拌叶随转轴进行360度旋转；搅拌叶为三段内嵌结构叶片，在转动的同时，内嵌结构可伸入或伸出，进而实现三维高速立体搅拌。

优选地，给料装置可采用传送带或带有抽料泵的管路。

优选地，还包括辅料储存罐和腐熟堆肥储存罐，分别通过传送带或带有抽料泵的管路连通至搅拌装置。

优选地，好氧发酵单元包括发酵仓和复合菌液储存罐；

发酵仓设置有发酵仓入料口、发酵仓出料口、通风***、发酵仓排气口、第一进液***、发酵仓出液口、翻搅装置，温度传感器、湿度传感器和氧气浓度传感器；

发酵仓入料口连接给料装置；

通风***安装于发酵仓底部；

发酵仓排气口连接除臭单元；

第一进液***安装于发酵仓内顶部位置，并且连接复合菌液储存罐；

发酵仓出液口连接沥出液处理单元；

翻搅装置架设于发酵仓内。

优选地，发酵仓内底部和四周铺设防腐、防酸碱的内衬层。

优选地，内衬层材质为纤维强化塑料。

优选地，发酵仓出料口处安装有直径50-80mm的出料管，采用机械出料方式(如抽料泵泵出，传送带传送等)。

优选地，通风***包括通风主管，通风支管和鼓风机；通风主管安装于发酵仓内底部；通风支管分布于通风主管上，并且通风支管上开设有通风口；鼓风机安装于发酵仓外部，并且连接通风主管；

第一进液***包括第一进液管和第一雾化喷头；第一进液管安装于发酵仓内顶部位置，并且通过水泵连接复合菌液储存罐；第一雾化喷头安装于第一进液管上；

复合菌液储存罐内装有复合菌液，复合菌液中绿色木霉、枯草芽孢杆菌、圆褐固氮菌、巨大芽孢杆菌菌添加量的比例为2：1：1：1，每种菌的浓度为1.8×10⁷-2.5×10⁷CFU/mL。

优选地，翻搅装置包括轨道和链式传动翻搅装置；轨道安装于发酵仓内壁上，高于发酵仓内投入有机物料30cm；链式翻搅装置包括液压***、齿轮组件和托板组件；液压***架设在轨道上，包括旋转控制部件、纵向提升控制部件和横向移动控制部件；齿轮组件包括支架和多个齿轮，多个齿轮安装于支架上并相互传动，支架通过纵向提升控制部件和横向移动控制部件控制纵向及横向移动，齿轮通过旋转控制部件控制旋转；托板组包括连接成链环的多个托板，包覆于齿轮组***，通过齿轮带动其循环滚动；托板上装有可拆换的耐磨曲面齿刀片。链式翻搅装置翻搅深度为1.0-1.2m。

优选地，发酵仓出液口处设置有阀门，阀门后通过带有分流部件的管路分别连接沥出液处理单元和连通发酵仓的回流管，使一部分沥出液回用于发酵，另一部分进行无害处理后排出。

优选地，好氧发酵单元还包括干料储存罐，干料储存罐内装有农作物秸秆、锯末等干料，可通过传送带或带有抽料泵的管路传送至发酵仓。

优选地，除臭单元包括微生物菌液储存罐、生物除臭格室和活性炭吸附格室；

生物除臭格室连通于发酵仓排气口，并且生物除臭格室内安装有第二进液***和臭气传感器，第二进液***包括第二进液管和第二雾化喷头；第二进液管通过水泵连接微生物菌液储存罐；第二雾化喷头安装于第二进液管上；

微生物菌液储存罐内装有微生物菌液，微生物菌液为蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳酸菌、东方伊萨酵母菌的混合菌，菌量比例为1：1：1：1，微生物菌液的浓度为5.0×10⁷-6.0×10⁷CFU/mL；

活性炭吸附格室与生物除臭格室可选择地连通，并且活性炭吸附格室设置有气体排放口；

活性炭吸附格室内填充有果壳活性炭，果壳活性炭粒度为12-20目，充填密度为0.4-0.5g/cm³。

优选地，臭气传感器可设置多个，分别检测H₂S、NH₃、部分挥发性有机物等臭气含量。

优选地，沥出液处理单元包括依次连接的强化厌氧水解反应器，序批式微泡增氧装置和光催化装置；

强化厌氧水解反应器连接发酵仓出液口；强化厌氧水解反应器为常规厌氧水解反应装置，采用厌氧活性污泥和厌氧生物膜法的结合工艺，利用水解微生物的生物代谢作用，实现沥出液的高效水解酸化。

序批式微泡增氧装置内自上而下铺设3层填料，分别为：卵石、煤渣和陶粒；每一层填料内分别铺设有横向管，横向管上具有通气孔；横向管通过纵向管连通，纵向管连通外部空气；自强化厌氧水解反应器流出的沥出液由上至下流经序批式微泡增氧装置，进入光催化装置；序批式微泡增氧装置内采用间歇、瞬时进水，周期出水方式来促进外部空气抽吸进入填料内部；

光催化装置内设置有紫外灯和光催化剂，光催化剂为纳米二氧化钛；光催化装置还设置有沥出液排放口。

优选地，通气孔位于横向管底面，穿孔率为15％；横向管和纵向管均为PVC材质。

优选地，还设置酸碱调节剂的自动加料装置以及pH检测装置，分别用于光催化装置内酸碱调节剂的添加和pH检测。

优选地，还可设置光催化剂自动加料装置，用于光催化装置内光催化剂的添加。

优选地，集成自动控制单元包括PLC控制模块，在线监测模块和人机互动模块；

PLC控制模块用于实现上料单元、预处理单元、好氧发酵单元、除臭单元和沥出液处理单元的自动化控制；

在线监测模块用于实时接收各单元反馈的监测信息；

人机互动模块用于实现操作人员与***的信息交互。

一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化方法，包括以下步骤：

使用车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***对垃圾进行处理，垃圾投入上料单元后经预处理单元进行分选、破碎、湿度调节、辅料及腐熟堆肥混合搅拌处理；处理后获得的有机物料进入好氧发酵单元进行好氧发酵；好氧发酵单元中垃圾发酵获得肥料，发酵过程中产生的臭气经除臭单元处理后排入大气，产生的沥出液一部分回用，一部分经沥出液处理单元处理后排出。

优选地，上述方法包括以下步骤：

S1.上料：

开启集成自动控制单元，将垃圾投入上料单元；

S2.预处理：

垃圾由上料单元进入预处理单元，分选出金属和轻质物，将有机垃圾破碎成颗粒、调节含水率为40-60％、添加辅料，控制碳氮比为20-30，接种腐熟堆肥，搅拌均匀获得的有机物料送入好氧发酵单元；所述辅料包括农业秸秆、改厕粪污和/或畜禽养殖粪便；

S3.好氧发酵：

有机物料接种复合菌液，接种量为3-6‰；每隔2d翻堆一次，发酵周期8-10d；

S4.臭气处理：

好氧发酵产生的臭气通入除臭单元，经微生物菌液处理及活性炭吸附后排入大气；

S5.沥出液处理：

未回收利用的沥出液经强化厌氧水解、序批式微泡增氧、光催化后排出。

优选地，腐熟堆肥可使用经本***发酵过的堆肥，添加量一般为投入好氧发酵单元内有机物料总量的5％。

优选地，S3步骤中，发酵期间通风速率为0.4-0.6L·min^-1·kg^-1有机物料。

发酵过程中的通风速率可根据温度进行调整，发酵初期升温及后期降温阶段温度可低于45℃；发酵中期高温阶段控制温度为45-60℃，若温度过高，可适当提高通风速率，提高翻搅装置单位时间内翻抛次数，若温度过低，可适当降低通风速率，减少翻搅装置单位时间内翻抛次数。

优选地，在发酵初期升温阶段和发酵中期高温阶段，堆体含水率控制在50-60％，含水率过低可通过沥出液回用提高含水率，含水率过高可加入农作物秸秆、锯末等降低含水率。

优选地，发酵仓内氧气浓度维持在16-20％，可通过调节通风速率进行控制。

优选地，S4步骤中，臭气经微生物菌液处理降至原始浓度的20％后再进行活性炭吸附；

S5步骤中，沥出液在强化厌氧水解反应器内停留10h，在序批式微泡增氧装置内停留12h，在光催化装置内停留2.5h；

光催化装置内调节沥出液pH为6；二氧化钛用量按待催化处理的沥出液计算，为8g/L。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供的一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***及方法，具有以下优点：

针对村镇有机垃圾，将堆肥设备与集装箱有机结合，实现了低成本的废物利用；***移动速度快，可随短期或移动性垃圾产生源移动，实现跟踪处理，能够替代固定式分散处理设施，降低设备投资，一套设备即可覆盖地广人稀的很大一片区域，设备利用率高，自动化程度高，处理成本低，无恶臭污染产生。并且本发明将有机垃圾就地肥料化、能源化利用，可缩短发酵周期，提升肥料指标中有机质含量、有效活菌数指标，减少肥料中粪大肠杆菌和总砷、总铬、总镉、总汞含量，垃圾堆肥产品用于农林生产或土壤改良剂，可提高土壤肥效和有机质含量，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***结构示意图。

图2附图为本发明好氧发酵单元结构示意图。

图3附图为本发明序批式微泡增氧装置内部结构示意图。

附图标记：1.车体；2.集装壳体；3.贮料单元；31.贮料单元入料口；4.上料单元；5.预处理单元；51.分选装置；511.分选机；512.回收物料柜；52.破碎装置；53.湿度调节装置；54.搅拌装置；55.给料装置；6.好氧发酵单元；61.发酵仓；611.发酵仓入料口；612.发酵仓出料口；6121.出料管；613.通风***；6131.通风主管；6132.通风支管；614.发酵仓排气口；615.第一进液***；6151.第一进液管；6152.第一雾化喷头；616.发酵仓出液口；617.翻搅装置；6171.轨道；6172.链式传动翻搅装置；618.温度传感器；619.湿度传感器；620.氧气浓度传感器；62.复合菌液储存罐；7.除臭单元；71.生物除臭格室；72.活性炭吸附格室；721.气体排放口；8.沥出液处理单元；821.卵石层；822.煤渣层；823.陶粒层；824.横向管；825.纵向管；831.沥出液排放口；9.集成自动控制单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如附图1-3所示，一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***，包括车体1和集装壳体2，集装壳体2安装于车体1上。

集装壳体2内设置有贮料单元3，上料单元4，预处理单元5，好氧发酵单元6，除臭单元7和沥出液处理单元8。

贮料单元3外壁设置有贮料单元入料口31，底部通过可开关的隔板或阀门连通上料单元4；上料单元4内设置有传送带，上料单元4底部设置有可开关的隔板或阀门。

预处理单元5包括依次连接设置的分选装置51、破碎装置52、湿度调节装置53、搅拌装置54和给料装置55；

分选装置51包括分选机511和回收物料柜512；分选机511安装于上料单元4底部，分选机511设置有磁选模式和风选模式；回收物料柜512位于分选机511一侧，用于暂存磁选出的金属和风选出的塑料等轻质物，回收物料柜512设置有柜门。

破碎装置52为锤式破碎机，安装于分选机511底部，破碎能力为25-50m³/h，破碎后的垃圾颗粒粒径为20-30mm。破碎装置52入料口与分选机511出料口之间设置有可开关的隔板或阀门。

湿度调节装置53安装于破碎装置52底部，湿度调节装置53内设置有加湿器，抽湿器和湿度传感器；加湿器、抽湿器内采用的吸水材料为吸水树脂。破碎装置52出料口与湿度调节装置53入料口之间设置有可开关的隔板或阀门。

搅拌装置54安装于湿度调节装置53一侧，搅拌装置54入料口与湿度调节装置53出料口之间设置有传送带或带有抽料泵的管路；搅拌装置54采用小型全自动转筒式搅拌机，转筒内部中心设置有转轴，转轴通过电机驱动旋转；转轴上安装有搅拌叶，搅拌叶随转轴进行360度旋转；搅拌叶为三段内嵌结构叶片，在转动的同时，内嵌结构可伸入或伸出，进而实现三维高速立体搅拌。

预处理单元5还包括辅料储存罐和腐熟堆肥储存罐，分别通过传送带或带有抽料泵的管路连通至搅拌装置54。

好氧发酵单元6包括发酵仓61和复合菌液储存罐62。

发酵仓61设置有发酵仓入料口611、发酵仓出料口612、通风***613、发酵仓排气口614、第一进液***615、发酵仓出液口616、翻搅装置617，温度传感器618、湿度传感器619和氧气浓度传感器620。

发酵仓入料口611位于发酵仓61一侧，给料装置55(传送带或带有抽料泵的管路)安装于发酵仓入料口611与搅拌装置54出料口之间。

发酵仓出料口612位于发酵仓61另一侧，发酵仓出料口612处安装有直径70mm的出料管6121，采用机械出料方式。

通风***613包括通风主管6131，通风支管6132和鼓风机；通风主管6131管径100mm，安装于发酵仓61内底部；通风支管6132为多个，管径50mm，连通于通风主管6131上并且均匀分布，通风支管6132上开设有直径10mm的通风口；鼓风机安装于发酵仓61外部，并且连接通风主管6131。

发酵仓排气口614位于发酵仓61顶部。

第一进液***615包括第一进液管6151和第一雾化喷头6152；第一进液管6151安装于发酵仓61内顶部位置，并且通过水泵连接复合菌液储存罐62；第一雾化喷头6152为多个，均匀分布于第一进液管6151上。

复合菌液储存罐62内装有复合菌液，复合菌液中绿色木霉、枯草芽孢杆菌、圆褐固氮菌、巨大芽孢杆菌菌添加量的比例为2：1：1：1，每种菌的浓度为2×10⁷CFU/mL。

发酵仓出液口616位于发酵仓61侧壁上距离堆肥底部10cm处，并且发酵仓出液口616处设置有阀门。阀门后通过带有分流部件的管路分别连接沥出液处理单元8和连通发酵仓61的回流管，使一部分沥出液回用于发酵，另一部分进行无害处理后排出。

翻搅装置617包括轨道6171和链式传动翻搅装置6172；轨道6171安装于发酵仓61内壁上，高于发酵仓61内投入有机物料30cm；链式翻搅装置6172包括液压***、齿轮组件和托板组件；液压***架设在轨道6171上，包括旋转控制部件、纵向提升控制部件和横向移动控制部件；齿轮组件包括支架和多个齿轮，多个齿轮安装于支架上并相互传动，支架通过纵向提升控制部件和横向移动控制部件控制纵向及横向移动，齿轮通过旋转控制部件控制旋转；托板组包括连接成链环的多个托板，包覆于齿轮组***，通过齿轮带动其循环滚动；托板上装有可拆换的耐磨曲面齿刀片。链式传动翻搅装置6172翻搅深度为1.0-1.2m。

温度传感器618安装于轨道6171底部，***发酵仓61内投入的有机物料中。

湿度传感器619和氧气浓度传感器620均安装于发酵仓61侧壁上，用于检测堆体含水量和发酵仓内氧气浓度。

发酵仓61内底部和四周铺设有防腐、防酸碱的内衬层，内衬层材质为纤维强化塑料。

好氧发酵单元6还包括干料储存罐，干料储存罐内装有农作物秸秆、锯末等干料，可通过传送带或带有抽料泵的管路传送至发酵仓61。

除臭单元7包括微生物菌液储存罐、生物除臭格室71和活性炭吸附格室72。

生物除臭格室71安装于发酵仓61顶部，生物除臭格室71进气口与发酵仓排气口614相连通，并且生物除臭格室71内安装有第二进液***和臭气传感器，第二进液***包括第二进液管和第二雾化喷头；第二进液管通过水泵连接微生物菌液储存罐；第二雾化喷头安装于第二进液管上；

微生物菌液储存罐内装有微生物菌液，微生物菌液中蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳酸菌、东方伊萨酵母菌菌比例为1：1：1：1，菌液的浓度为5.5×10⁷CFU/mL。

活性炭吸附格室72与生物除臭格室71通过可开关的隔板或阀门连通，并且活性炭吸附格室72顶部设置有气体排放口721；活性炭吸附格室72内填充有果壳活性炭，果壳活性炭粒度为12-20目，充填密度为0.45g/cm³。

沥出液处理单元8包括依次连接的强化厌氧水解反应器，序批式微泡增氧装置和光催化装置；

强化厌氧水解反应器连接发酵仓出液口616处的管路，连接处设有可开关的隔板或阀门；

序批式微泡增氧装置顶部设置增氧装置进液口，底部设置增氧装置出液口，装置内自上而下铺设3层填料，分别为卵石层821、煤渣层822和陶粒层823；每一层填料内分别铺设有3根PVC材质的横向管824，横向管824底面上具有通气孔，穿孔率为15％；三层填料之间布设有9根管径为20mm的PVC纵向管825，纵向管825连通于不同填料层的横向管824之间，并且纵向管825顶部连通外部空气。

自强化厌氧水解反应器流出的沥出液由上至下流经序批式微泡增氧装置，进入光催化装置；增氧装置进液口、增氧装置出液口处可设置阀门、水泵等部件，通过采用间歇、瞬时进水，周期出水方式来促进外部空气由纵向管经横向管抽吸进入填料内部，进而实现增氧。

光催化装置内设置有紫外灯，酸碱调节剂的自动加料装置，pH检测装置和光催化剂自动加料装置；光催化装置一侧设置有沥出液排放口831，沥出液排放口831处设置有可开关的隔板或阀门。

酸碱调节剂的自动加料装置内分别装有用于调节pH的酸和碱；光催化剂自动加料装置内装有纳米二氧化钛。

进一步地，还包括集成自动控制单元9，

集成自动控制单元9包括PLC控制模块，在线监测模块和人机互动模块；

PLC控制模块用于实现贮料单元3、上料单元4、预处理单元5、好氧发酵单元6、除臭单元7和沥出液处理单元8的自动化控制；包括控制各隔板或阀门、各水泵、各传送带或抽料泵的开关，控制分选机511、破碎装置52、湿度调节装置53、搅拌装置54、给料装置55、鼓风机、翻搅装置617等装置运行。

在线监测模块用于实时接收各单元反馈的监测信息，包括温度传感器618、湿度传感器619、氧气浓度传感器620、臭气传感器等传感器采集的信息；

人机互动模块用于实现操作人员与***的信息交互，输入控制程序，发布控制指令。

一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化方法，包括以下步骤：

车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***到达分散的村镇垃圾产生地点：

S1.上料：

开启集成自动控制单元，将垃圾由贮料单元投入上料单元；

S2.预处理：

垃圾由上料单元进入分选机，在磁选模式下对金属分选完成后切换风选模式对塑料进行分选，分选出的金属、塑料等进入回收物料柜暂存便于后续回收利用；

打开分选机出料口，分选后的有机垃圾落入破碎装置，有机垃圾破碎成颗粒；

打开破碎装置出料口，有机垃圾颗粒落入湿度调节装置，调节有机垃圾颗粒含水率为50％；

打开湿度调节装置出料口，将物料传送至搅拌装置，添加农业秸秆、改厕粪污和畜禽养殖粪便，取少量物料检测含碳量及含氮量，调节碳氮比20-30，按5％接种量接种腐熟堆肥，搅拌均匀获得的有机物料经给料装置送入发酵仓。

S3.好氧发酵：

复合菌液经水泵泵入第一进液管，由第一雾化喷头喷至有机物料表面，接种量为3‰；开启鼓风机，发酵前期通风速率为0.6L·min^-1·kg^-1有机物料，发酵后期通风速率降为0.4L·min^-1·kg^-1有机物料；每隔2d开启翻搅装置翻堆一次，发酵周期9d；

在发酵初期升温阶段和发酵中期高温阶段，堆体含水率控制在50-60％(质量分数)，含水率过低可通过沥出液回用提高含水率，含水率过高可加入农作物秸秆、锯末等降低含水率。

发酵过程中的通风速率可随时根据温度进行调整，发酵初期升温及后期降温阶段温度可低于45℃；发酵中期高温阶段控制温度为45-60℃，若温度过高，可适当提高通风速率，提高翻搅装置单位时间内翻抛次数，若温度过低，可适当降低通风速率，减少翻搅装置单位时间内翻抛次数。

发酵仓内氧气浓度维持在16-20％，通过调节通风速率进行控制。

S4.臭气处理：

好氧发酵过程产生的臭气通入生物除臭格室，微生物菌液经水泵泵入第二进液管，由第二雾化喷头喷洒于生物除臭格室内，待臭气传感器检测到的臭气浓度达到原始浓度的20％时停止喷洒，打开活性炭吸附格室与生物除臭格室之间的隔板或阀门，臭气进入活性炭吸附格室进行活性炭吸附，臭气处理达到排放标准后打开气体排放口，处理后气体排放至大气。

S5.沥出液处理：

发酵仓出液口排出的20％沥出液回流于发酵仓用于发酵，80％沥出液排入强化厌氧水解反应器中处理10h，处理后，排入序批式微泡增氧装置内处理12h，之后，排入光催化装置内，调节沥出液pH为6，投加二氧化钛的量为8g/L，紫外灯光照处理2.5h，即可排出。

实施例2

使用实施例1中的***及方法进行垃圾处理，作为实验组，并设置对照组：在实施例1的基础上，将好氧发酵单元中接种的复合菌液替换为巨大芽孢杆菌菌液，菌液浓度为2.0×10⁷CFU/mL，接种量为8‰。

发酵结束后，对两组获得的肥料进行各项指标测定，其中蛔虫卵死亡率根据垃圾处理前蛔虫卵数进行计算，结果如表1所示。

表1

在本发明的各项技术参数下，制取的肥料各项指标较好，优于《生物有机肥》(NY884-2012)标准中的指标值。

实施例3

使用实施例1中的***及方法进行垃圾处理，作为实验组，并设置对照组：在实施例1的基础上，对S5步骤中的处理时间进行调整，沥出液在强化厌氧水解反应器内停留6h，在序批式微泡增氧装置内停留10h，在光催化装置内停留2.5h。

对两组处理获得的沥出液进行各项指标测定，结果如表2所示。

表2

项目	实验组	对照组
			COD(mg/L)	50	80
BOD<sub>5</sub>(mg/L)	8	15
			SS(mg/L)	20	20
氨氮(mg/L)	4	8
			总氮(mg/L)	12	15
总磷(mg/L)	0.6	0.8

可见，在本发明技术方案下，出水水质稳定达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)中城市绿化和车辆冲洗标准；并且比对照组对沥出液的处理效果好。

实施例4

使用实施例1中的***及方法进行垃圾处理，作为实验组，并设置对照组：在实施例1的基础上，将微生物菌液替换为枯草芽孢杆菌菌液，菌液的浓度为4.0×10⁸CFU/mL；两组菌液用量相同。

对两组臭气处理后排放的气体进行各项指标测定，结果如表3所示。

表3

项目	实验组	对照组
			硫化氢(mg/m<sup>3</sup>)	0.01	0.05
氨(mg/m<sup>3</sup>)	0.1	0.35
			甲硫醇(mg/m<sup>3</sup>)	0.0008	0.0008
甲硫醚(mg/m<sup>3</sup>)	0.002	0.003
			臭气浓度(无量纲)	3	8

由上可知，同样的用量下，实验组使用的菌液浓度更低，除臭效果更好。

本发明有机垃圾快速腐解和肥料化***排气口排放的硫化氢、氨、甲硫醇、甲硫醚和臭气浓度，符合《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)规定的恶臭污染物厂界标准中的新扩改建二级标准要求和厂界标准值，明显低于比同类技术***排放的臭气中各恶臭物质的浓度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***，其特征在于，

包括车体和集装壳体，所述集装壳体安装于所述车体上；

所述集装壳体内设置有上料单元，预处理单元，好氧发酵单元，除臭单元和沥出液处理单元；

所述上料单元用于将垃圾投入所述预处理单元；

所述预处理单元用于对垃圾进行分选、破碎、湿度调节、辅料及腐熟堆肥混合搅拌处理，并将处理后获得的有机物料投入好氧发酵单元；

所述好氧发酵单元利用复合菌液对所述有机物料进行发酵；

所述除臭单元连接好氧发酵单元，用于对好氧发酵单元中垃圾发酵产生的臭气进行净化处理；

所述沥出液处理单元连接好氧发酵单元，用于对好氧发酵单元中垃圾发酵产生的沥出液进行净化处理；

还包括集成自动控制单元，所述集成自动控制单元用于控制、监测所述上料单元、预处理单元、好氧发酵单元、除臭单元和沥出液处理单元。

2.根据权利要求1所述的一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***，其特征在于，

所述预处理单元包括分选装置、破碎装置、湿度调节装置、搅拌装置和给料装置；

所述分选装置包括分选机和回收物料柜；所述分选机设置有磁选模式和风选模式；所述回收物料柜用于回收暂存经分选机分选出的金属和轻质物；

所述破碎装置安装于所述分选机下游；

所述湿度调节装置安装于所述破碎装置下游，通过加湿器和抽湿器进行湿度调节，并设置湿度传感器；

所述搅拌装置安装于所述湿度调节装置下游，用于将经湿度调节的物料与辅料、腐熟堆肥混匀；

所述给料装置安装于所述搅拌装置下游，用于将搅拌处理后获得的有机物料投入所述好氧发酵单元。

3.根据权利要求1所述的一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***，其特征在于，

所述好氧发酵单元包括发酵仓和复合菌液储存罐；

所述发酵仓设置有发酵仓入料口、发酵仓出料口、通风***、发酵仓排气口、第一进液***、发酵仓出液口、翻搅装置，温度传感器、湿度传感器和氧气浓度传感器；

所述通风***安装于所述发酵仓底部；

所述发酵仓排气口连接所述除臭单元；

所述第一进液***安装于所述发酵仓内顶部位置，并且连接所述复合菌液储存罐；

所述发酵仓出液口连接所述沥出液处理单元；

所述翻搅装置架设于所述发酵仓内。

4.根据权利要求3所述的一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***，其特征在于，

所述通风***包括通风主管，通风支管和鼓风机；所述通风主管安装于所述发酵仓内底部；所述通风支管分布于所述通风主管上，并且所述通风支管上开设有通风口；所述鼓风机安装于所述发酵仓外部，并且连接所述通风主管；

所述第一进液***包括第一进液管和第一雾化喷头；所述第一进液管安装于所述发酵仓内顶部位置，并且通过水泵连接所述复合菌液储存罐；所述第一雾化喷头安装于所述第一进液管上；

所述复合菌液储存罐内装有复合菌液，所述复合菌液中绿色木霉、枯草芽孢杆菌、圆褐固氮菌、巨大芽孢杆菌菌添加量的比例为2：1：1：1，每种菌的浓度为1.8×10⁷-2.5×10⁷CFU/mL。

5.根据权利要求3所述的一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***，其特征在于，

所述除臭单元包括微生物菌液储存罐、生物除臭格室和活性炭吸附格室；

所述生物除臭格室连通于所述发酵仓排气口，并且所述生物除臭格室内安装有第二进液***和臭气传感器，所述第二进液***包括第二进液管和第二雾化喷头；所述第二进液管通过水泵连接所述微生物菌液储存罐；所述第二雾化喷头安装于所述第二进液管上；

所述微生物菌液储存罐内装有微生物菌液，所述微生物菌液中蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳酸菌、东方伊萨酵母菌菌比例为1：1：1：1，菌液的浓度为5.0×10⁷-6.0×10⁷CFU/mL；

所述活性炭吸附格室与所述生物除臭格室可选择地连通，并且所述活性炭吸附格室设置有气体排放口；

所述活性炭吸附格室内填充有果壳活性炭，果壳活性炭粒度为12-20目，充填密度为0.4-0.5g/cm³。

6.根据权利要求3所述的一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***，其特征在于，

所述的沥出液处理单元包括依次连接的强化厌氧水解反应器，序批式微泡增氧装置和光催化装置；

所述强化厌氧水解反应器连接所述发酵仓出液口；

所述序批式微泡增氧装置内自上而下铺设3层填料，分别为：卵石、煤渣和陶粒；每一层填料内分别铺设有横向管，所述横向管上具有通气孔；所述横向管通过纵向管连通，所述纵向管连通外部空气；自强化厌氧水解反应器流出的沥出液由上至下流经序批式微泡增氧装置，进入光催化装置；所述序批式微泡增氧装置内采用间歇、瞬时进水，周期出水方式来促进外部空气抽吸进入填料内部；

所述光催化装置内设置有紫外灯和光催化剂，所述光催化剂为纳米二氧化钛；所述光催化装置还设置有沥出液排放口。

7.根据权利要求3所述的一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***，其特征在于，

所述集成自动控制单元包括PLC控制模块，在线监测模块和人机互动模块；

所述PLC控制模块用于实现所述上料单元、预处理单元、好氧发酵单元、除臭单元和沥出液处理单元的自动化控制；

所述在线监测模块用于实时接收各单元反馈的监测信息；

所述人机互动模块用于实现操作人员与***的信息交互。

8.一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用车载式有机垃圾快速腐解和肥料化***对垃圾进行处理，垃圾投入上料单元后经预处理单元进行分选、破碎、湿度调节、辅料及腐熟堆肥混合搅拌处理；处理后获得的有机物料进入好氧发酵单元进行好氧发酵；好氧发酵单元中垃圾发酵获得肥料，发酵过程中产生的臭气经除臭单元处理后排入大气，产生的沥出液一部分回用于好氧发酵单元发酵，一部分经沥出液处理单元处理后排出。

9.根据权利要求8所述的一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.上料：

开启集成自动控制单元，将垃圾投入上料单元；

S2.预处理：

垃圾由上料单元进入预处理单元，分选出金属和轻质物，将有机垃圾破碎成颗粒、调节含水率为40-60％、添加辅料，控制碳氮比为20-30，接种腐熟堆肥，搅拌均匀获得的有机物料送入好氧发酵单元；所述辅料包括农业秸秆、改厕粪污和/或畜禽养殖粪便；

S3.好氧发酵：

有机物料接种复合菌液，接种量为3-6‰；每隔2d翻堆一次，发酵周期8-10d；

S4.臭气处理：

好氧发酵产生的臭气通入除臭单元，经微生物菌液处理及活性炭吸附后排入大气；

S5.沥出液处理：

未回收利用的沥出液经强化厌氧水解、序批式微泡增氧、光催化后排出。

10.根据权利要求9所述的一种车载式有机垃圾快速腐解和肥料化方法，其特征在于，

S4步骤中，臭气经微生物菌液处理降至原始浓度的20％后再进行活性炭吸附；

S5步骤中，沥出液在强化厌氧水解反应器内停留10h，在序批式微泡增氧装置内停留12h，在光催化装置内停留2.5h；

光催化装置内调节沥出液pH为6；二氧化钛用量按待催化处理的沥出液计算，为8g/L。

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