CN114540164A - 一种可移动式一体化中小型发酵装置及处理有机废物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种可移动式一体化中小型发酵装置及处理有机废物的方法，含有发酵主体，发酵主体设有进料口、出料口、出气口，发酵主体为不锈钢材质卧式结构，内部空间体积为16‑‑45m3，发酵主体连接有储气柜，发酵主体与储气柜连接方式有一体式或分体式；设有自产沼气加热结构，与发酵物料换热；设有温度监测控温机构，温控器控制自产沼气加热结构开启、关闭。有水力破壳搅拌机构，形成多个有效搅拌区，并在控制器预先设定搅拌时长，按照设定时长轮流搅拌。优点：一体化可移动式设备，安装简便，实现污染物日产日清，零距离处理，节约运输成本及运输困难等问题。

Description

一种可移动式一体化中小型发酵装置及处理有机废物的方法
技术领域
本发明属于环保处理设备，涉及有机物污染废物发酵装置，尤其涉及中小型、能移动运输的发酵装置。
背景技术
对于粪污、尾菜、粮食作物秸秆等，为了保护环境，不可随意倾倒，尤其是成规模的情况下不能妥善处理，更会增加污染环境的风险。发酵处理有机废物是可行的方式。受农业产业布局及农村人口分布等特性制约，以村组、乡镇为单元的上述废弃物存在分散分布，种类繁多的情况。目前的处理技术侧重于将某一类废弃物收集后进行集中处理，但这种技术往往存在投资大，运营成本高，收集盲点多，不能兼顾各类废弃物协同处理的情况。
对于发酵装置，比如沼气池，需要土建、占地等要求，需要土地审批许可，预先环评，不但是建造成本的问题，还有各种建造前的准备。还有问题是大型的有机废物发酵设施，除了投入大，适用范围却小，只适合政府投资市政设施或大型农、畜企业无害化处理设施，对于小型养殖散户及农村地区，没能力建设，就存在污染物乱排放的存在，对农村地区的环境改善不利。
因此，研究一套适用于农村地区、能适应各类有机废弃物、可就地就近协同处理的设备和相应方法，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明目的是提出一种可移动式一体化中小型发酵装置，并同时提出一种利用可移动式一体化中小型发酵装置处理有机废物的方法。
本发明技术方案：一种可移动式一体化中小型发酵装置，含有发酵主体，发酵主体设有进料口、出料口、出气口，所述发酵主体为不锈钢材质卧式结构，内部空间体积为16--45m3，发酵主体连接有储气柜，发酵主体与储气柜连接方式有一体式或分体式，一体式是储气柜与发酵主体直接连接安装在一起，分体式是发酵主体经过管道连接储气柜，储气柜置于发酵主体旁；设有自产沼气加热结构，自产沼气加热结构的燃料燃烧装置经过管道连接储气柜，燃料燃烧装置连接烟气管道，烟气管道穿过发酵主体伸入发酵主体内部空间，与发酵物料换热；设有温度监测控温机构，测温元件接触发酵主体内部发酵料，温控器按设定温度范围控制自产沼气加热结构的进气阀和打火器开启、关闭。
优选的，发酵主体的进料口连接自动加料装置，发酵主体的进料口连接自动出料装置，自动加料装置分别添加低含水物料与高含水物料，低含水物料添加装置为上升走料结构，高含水物料添加装置为泵加料结构，自动出料装置为带有控制阀门的结构。
自动加料装置为螺旋上料结构，底部为料斗，料斗由支座支撑。
进一步的，所述发酵主体配置有水力搅拌机构，水力搅拌机构设有增压泵，增压泵进液口连接进料管，进料管端口伸入发酵主体内部物料中上层，增压泵出料口连接出料管，出料管分为多个支路，支路伸入发酵主体内部物料的管段为搅拌管，搅拌管端口在发酵主体内部物料上层、底层均设置，同层搅拌管端口物料喷出方向相反；水力搅拌机构设有开启频率控制器，开启频率控制器控制增压泵的开启次数与时长。
烟气管道在发酵主体内部为S形布置。
发酵主体外部设有压型内侧板、压型外侧板，压型内侧板、压型外侧板之间为保温材料层。
发酵主体为集装箱形状，储气柜安置于箱体上顶面，发酵主体底部配备卡车运输用卡扣，上部设有吊运耳环。
进一步的，发酵主体内壁设有多条横向加强筋梁。
一种利用可移动式一体化中小型发酵装置处理有机废物的方法，可移动式一体化中小型发酵装置配备有低含水进料***和高含水进料***，低含水进料***用于尾菜、秸秆进料，高含水进料***用于粪污等进料，低含水进料***和高含水进料***有分别独立控制，且设有液位检测与进料动力输出装置关联启停，达到高液位则自动停止进料动力输出装置或者观察到液位即将到达高液位值而手动关闭进料动力输出装置；
可移动式一体化中小型发酵装置配备有搅拌结构，有水力破壳搅拌或机械搅拌机构，设有多套搅拌装置，间隔一定距离安装，形成多个有效搅拌区，并在控制器预先设定搅拌时长，按照设定时长轮流搅拌；
液位检测与出料动力输出装置关联启停，发酵完成后，开启出料，当达到液位下限时出料动力输出装置停止，或手动关闭出料动力输出装置；
可移动式一体化中小型发酵装置配备有排气风机，且排气风机与温控器、压力检测器设置关联启动，当罐体压力达到设定高值，则排气风机开启降低罐体内压力；当达到罐体温度设定低值，且罐内气体压力低于设定高值时，排气风机关闭；
可移动式一体化中小型发酵装置配备有自产沼气加热结构，自产沼气加热结构与温控器设定关联启动，达到罐体温度设定低值时，脉冲点火器点火加热，当达到热风炉堂温度设定值延时15s断开；当脉冲点火器点火失败次数达到设定值后不再重复点火，关闭脉冲点火器并报警。
进一步的，设有罐内物料全排出设定控制，液位检测设定低值，开启罐内物料全排出设定控制，出料动力输出装置不受液位下限限制，持续出料。
本发明的有益效果：1）一体化设备，集自动恒温控制，进出料自动控制，水力搅拌自动控制等，配合新开发的控制软件，触摸屏操控，操作简单，适用任何人，更换时一键式操作（只需更换电路板）。
2）方型结构采用全不锈钢材质加工制作，设备耐用强度高，使用寿命长，储气柜与发酵罐一体化安装，属于可移动式设备，安装简便，同时也解决了土地手续及环评方面的困难及成本。（特别适用于小型养殖散户及农村等地）可实现污染物日产日清，零距离处理，节约运输成本及运输困难等问题。满足因农业生产和生活环境变化引起的处理设备迁移需求。
3）该设备配有干进料***，更好的解决的原料处理物的多元化，除畜禽粪污外，尾菜、秸秆、厕改废水均可处理，并且可随时处理。
4）发酵产生的沼气可用于罐体自身恒温加热，保证在寒冷的冬季发酵设备的正常运行，设备采用的烟气加热方式也可有效的预防通过热水加热存在冬季可能结冰的弊端。
5）罐体内部焊有多条横向加强筋，即加强了罐体强度，同时与水力搅拌结构配合，使罐内液体形成绕流，使发酵物发酵的更加充分，提高发酵效率。
6）该设备的研发适用于目前存在的散养户及中小型养殖户农村厕改废水等地，以适宜的厌氧处理容积设定匹配现阶段村组、乡镇的各类废弃物处理量需求，是目前处理模式迫切需要的，同时有助于实现有机废弃物资源化利用领域的节碳减排。
7）可以实现单一废弃物以及多种有机废弃物混合处理的不同需求。结合农村资源特性，实现就近就地的处理，并将废弃物处理形成可资源化利用的沼液、有机肥，就近还田利用。
8）可以有效解决农村废弃物零散分布处理的需求，可以重点应用于中小规模养殖业及散户畜禽粪尿污一体化处理、设施农业尾菜处理，村组、乡镇农村生活垃圾分类形成的易腐垃圾处理等需求。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是发酵主体结构示意图；
图3是发酵主体检修口所在侧面侧视图；
图4是发酵主体水力搅拌所在安装侧面侧视图；
图5是发酵主体加热管所在安装侧面侧视图；
图6是图4的A-A剖视图；
图7是图4的B-B剖视图；
图8是图7的局部I放大图；
图中：1-发酵主体、2-储气柜、3-螺旋上料结构、4-增压泵、5-进料管、6-出料管、7-搅拌管、8-烟气管道、9-压型内侧板、10-压型外侧板、11-横向加强筋梁、12-走线孔、13-检修口、14-出料口、15-溢流口、16-水力搅拌管安装孔、17-温度、压力测量头安装口、18-正负压装置安装口、19-沼气管出口。
具体实施方式
一种可移动式一体化中小型发酵装置，含有发酵主体，发酵主体1设有进料口、出料口、出气口，所述发酵主体1为不锈钢材质卧式结构，内部空间体积为16--45m3，发酵主体1连接有储气柜2，发酵主体1与储气柜2连接方式有一体式或分体式，一体式是储气柜1与发酵主体2直接连接安装在一起，分体式是发酵主体1经过管道连接储气柜2，储气柜2置于发酵主体1旁；设有自产沼气加热结构，自产沼气加热结构的燃料燃烧装置经过管道连接储气柜2，燃料燃烧装置连接烟气管道8，烟气管道8穿过发酵主体1伸入发酵主体1内部空间，与发酵物料换热；设有温度监测控温机构，测温元件接触发酵主体1内部发酵料，温控器按设定温度范围控制自产沼气加热结构的进气阀和打火器开启、关闭。烟气管道在发酵主体1内部为蛇形布置，且布置在内部中层。
发酵主体1的进料口连接自动加料装置，发酵主体1的进料口连接自动出料装置，自动加料装置为上升走料结构--螺旋上料结构3，底部为料斗，料斗由支座支撑。自动出料装置为带有控制阀门的结构。上升走料结构为干物料进入，如尾菜等。还同时设有湿物料加料装置，湿物料如人畜粪便采用泵进料。自动加料装置还可配备行走轮，可移动。
发酵主体1配置有水力搅拌机构，水力搅拌机构设有增压泵4，增压泵4进液口连接进料管5，进料管5端口伸入发酵主体1内部物料中上层，增压泵出料口连接出料管6，出料管6分为多个支路，支路伸入发酵主体1内部物料的管段为搅拌管7。增压泵经过连接座连接在发酵主体1外壁。水力搅拌机构通过水力破壳搅拌，提高搅拌效果。特别的将搅拌管7端口在发酵主体1内部物料上层、底层均设置，同层搅拌管7端口物料喷出方向相反。说明书附图所示是进料管5从中部抽出物料，增压泵4加压，出料管6分成上下支管，搅拌管7 分别搅拌内部物料的上部和下部，使上中下得到比较均匀的扰动。
为减少人为操作，水力搅拌机构设有开启频率控制器，开启频率控制器控制增压泵的开启次数与时长。
为了有好的保温效果，发酵主体1外部设有压型内侧板9、压型外侧板10，压型内侧板、压型外侧板之间为保温材料层。
发酵主体1为集装箱形状，储气柜2安置于箱体上顶面，发酵主体1底部配备卡车运输用卡扣，上部设有吊运耳环。
发酵主体1内壁设有多条横向加强筋梁11。横向加强筋梁11不仅加强了罐体强度，还有个作用是与水力搅拌结构配合，使罐内液体形成绕流，使发酵物发酵的更加充分，提高发酵效率。
利用可移动式一体化中小型发酵装置处理有机废物，低含水进料***用于尾菜、秸秆等进料，高含水进料***用于粪污等进料，低含水进料***和高含水进料***有分别独立控制，且设有液位检测与进料动力输出装置关联启停，达到高液位则自动停止进料动力输出装置或者观察到液位即将到达高液位值而手动关闭进料动力输出装置。
搅拌结构有水力破壳搅拌或机械搅拌机构，设有多套搅拌装置，间隔一定距离安装，形成多个有效搅拌区，并在控制器预先设定搅拌时长，按照设定时长轮流搅拌。
液位检测与出料动力输出装置关联启停，发酵完成后，开启出料，当达到液位下限时出料动力输出装置停止，或手动关闭出料动力输出装置；设有罐内物料全排出设定控制，液位检测设定低值，开启罐内物料全排出设定控制（连续点击“出料”按钮5次），出料动力输出装置不受液位下限限制，持续出料。
发酵罐体安装排气风机，且排气风机与温控器、压力检测器设置关联启动，当罐体压力达到设定高值，则排气风机开启降低罐体内压力；当达到罐体温度设定低值，且罐内气体压力低于设定高值时，排气风机关闭。
可移动式一体化中小型发酵装置配备有自产沼气加热结构，自产沼气加热结构与温控器设定关联启动，达到罐体温度设定低值时，脉冲点火器点火加热，当达到热风炉堂温度设定值延时15s断开；当脉冲点火器点火失败次数达到设定值后不再重复点火，关闭脉冲点火器并报警。

Claims (10)

1.一种可移动式一体化中小型发酵装置，含有发酵主体，发酵主体（1）设有进料口、出料口、出气口，其特征是：所述发酵主体（1）为不锈钢材质卧式结构，内部空间体积为16--45m3，发酵主体（1）连接有储气柜（2），发酵主体（1）与储气柜（2）连接方式有一体式或分体式，一体式是储气柜（1）与发酵主体（2）直接连接安装在一起，分体式是发酵主体（1）经过管道连接储气柜（2），储气柜（2）置于发酵主体（1）旁；设有自产沼气加热结构，自产沼气加热结构的燃料燃烧装置经过管道连接储气柜（2），燃料燃烧装置连接烟气管道（8），烟气管道（8）穿过发酵主体（1）伸入发酵主体（1）内部空间，与发酵物料换热；设有温度监测控温机构，测温元件接触发酵主体（1）内部发酵料，温控器按设定温度范围控制自产沼气加热结构的进气阀和打火器开启、关闭。
2.根据权利要求1所述的一种可移动式一体化中小型发酵装置，其特征是：发酵主体（1）的进料口连接自动加料装置，发酵主体（1）的进料口连接自动出料装置，自动加料装置分别添加低含水物料与高含水物料，低含水物料添加装置为上升走料结构，高含水物料添加装置为泵加料结构，自动出料装置为带有控制阀门的结构。
3.根据权利要求2所述的一种可移动式一体化中小型发酵装置，其特征是：自动加料装置为螺旋上料结构（3），底部为料斗，料斗由支座支撑。
4.根据权利要求1所述的一种可移动式一体化中小型发酵装置，其特征是：所述发酵主体（1）配置有水力搅拌机构，水力搅拌机构设有增压泵（4），增压泵进液口连接进料管（5），进料管（5）端口伸入发酵主体（1）内部物料中上层，增压泵出料口连接出料管（6），出料管（6）分为多个支路，支路伸入发酵主体（1）内部物料的管段为搅拌管（7），搅拌管（7）端口在发酵主体（1）内部物料上层、底层均设置，同层搅拌管（7）端口物料喷出方向相反；水力搅拌机构设有开启频率控制器，开启频率控制器控制增压泵的开启次数与时长。
5.根据权利要求1所述的一种可移动式一体化中小型发酵装置，其特征是：烟气管道（8）在发酵主体（1）内部为S形布置。
6.根据权利要求1所述的一种可移动式一体化中小型发酵装置，其特征是：发酵主体（1）外部设有压型内侧板（9）、压型外侧板（10），压型内侧板（9）、压型外侧板（10）之间为保温材料层。
7.根据权利要求1所述的一种可移动式一体化中小型发酵装置，其特征是：发酵主体（1）为集装箱形状，储气柜（2）安置于箱体上顶面，发酵主体（1）底部配备卡车运输用卡扣，上部设有吊运耳环。
8.根据权利要求7所述的一种可移动式一体化中小型发酵装置，其特征是：
发酵主体（1）内壁设有多条横向加强筋梁（11）。
9.一种利用可移动式一体化中小型发酵装置处理有机废物的方法，可移动式一体化中小型发酵装置配备有低含水进料***和高含水进料***，低含水进料***用于尾菜、秸秆进料，高含水进料***用于粪污等进料，低含水进料***和高含水进料***有分别独立控制，且设有液位检测与进料动力输出装置关联启停，达到高液位则自动停止进料动力输出装置或者观察到液位即将到达高液位值而手动关闭进料动力输出装置；
可移动式一体化中小型发酵装置配备有搅拌结构，有水力破壳搅拌或机械搅拌机构，设有多套搅拌装置，间隔一定距离安装，形成多个有效搅拌区，并在控制器预先设定搅拌时长，按照设定时长轮流搅拌；
液位检测与出料动力输出装置关联启停，发酵完成后，开启出料，当达到液位下限时出料动力输出装置停止，或手动关闭出料动力输出装置；
可移动式一体化中小型发酵装置配备有排气风机，且排气风机与温控器、压力检测器设置关联启动，当罐体压力达到设定高值，则排气风机开启降低罐体内压力；当达到罐体温度设定低值，且罐内气体压力低于设定高值时，排气风机关闭；
可移动式一体化中小型发酵装置配备有自产沼气加热结构，自产沼气加热结构与温控器设定关联启动，达到罐体温度设定低值时，脉冲点火器点火加热，当达到热风炉堂温度设定值延时15s断开；当脉冲点火器点火失败次数达到设定值后不再重复点火，关闭脉冲点火器并报警。
10.根据权利要求9所述的一种利用可移动式一体化中小型发酵装置处理有机废物的方法，设有罐内物料全排出设定控制，液位检测设定低值，开启罐内物料全排出设定控制，出料动力输出装置不受液位下限限制，持续出料。
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