CN213835091U - 一种带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，包括发酵仓；对发酵仓加热并保温的加热保温装置；还包括湿度传感器和氧含量传感器；将发酵仓内餐厨垃圾产生的湿热废气排出并将湿热废气的热量进行回收利用的热交换装置；自动曝气装置；智能控制***，根据湿度传感器、氧含量传感器的数值适时控制热交换装置、自动曝气装置和加热保温装置，并根据预设程序智能调控整体***运行。本实用新型改变了曝气的方式，增加废气余热回收装置，降低废气温度，同时增加了进仓新鲜空气温度，提高***热利用效率。本实用新型采用智能控制***，根据堆体温度、含水量等自动判定发酵阶段调整供气、排气及进风量。

Description

一种带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置

技术领域

本实用新型属于餐厨垃圾好氧发酵处理技术领域，具体涉及一种带余热回收和自动曝气的智能餐厨垃圾好氧发酵装置。

背景技术

餐厨垃圾富含有机物质，利用微生物在好氧条件对有机质的分解转化，不仅可以实现餐厨垃圾的无害化降解，同时好氧发酵后的有机肥料可供农业实用，因此好氧发酵是餐厨垃圾资源化利用的重要手段。影响好氧发酵效率的核心因素包括微生物和环境条件，而环境条件中发酵温度和氧含量是最终好氧发酵效果最重要的影响因素。

发酵温度直接影响微生物的酶活力，过高或过低的温度均可抑制酶活力，从而影响微生物对有机大分子的降解转化效率，因此好氧发酵反应容器的设计需要提供满足微生物工作的适宜温度。目前，市面上大多数好氧发酵反应容器一般采用外部热量(电加热、蒸汽加热或导热油加热)的方式来补偿发酵过程中通风及水分蒸发带走的热量，从而造成发酵过程中能耗的增加。

氧含量的高低影响发酵过程中好氧微生物的数量，若氧气供应不足，好氧微生物的数量急剧下降，缺氧严重时发酵堆体内会出现厌氧区域，进而导致好氧发酵失败，不仅影响发酵效果，而且厌氧区域产生的臭阈值较低的含硫和含氮化合物会影响后续废气处理的净化效率，因此稳定充足的氧气供应是好氧发酵过程的基本保障。现有好氧发酵反应容器氧气供应多采用搅拌加发酵堆体上部通风补充氧气的方式来实现，这种供氧方式一方面需要大功率的搅拌器以实现堆体的不断翻动与氧气接触，而搅拌器因功率大所以耗电量也大且搅拌装置复杂，另一方面由于空气从发酵堆体上部通入，所以空气的利用率较低，所需空气的进气量大，经过发酵反应容器后端排出的废气处理负荷大，后端废气外排时温度较高，造成热量大量浪费。

因此，设计一种既可以不消耗外部额外热量维持适宜发酵温度，又可以主动曝气提供发酵过程所需氧气，且发酵温度及氧含量可随发酵过程智能控制的新型餐厨垃圾好氧发酵***势在必行。

实用新型内容

本实用新型提供了一种带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，用以解决上述技术问题。

本实用新型的技术方案为：

一种带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，该餐厨垃圾好氧发酵装置用于处理经过预处理的餐厨垃圾，包括：

接收经预处理处理过的餐厨垃圾并使餐厨垃圾在其内生化发酵的发酵仓；

对发酵仓内的餐厨垃圾进行加热并保温的加热保温装置；

用于检测发酵仓内餐厨垃圾湿度的湿度传感器和检测发酵仓内氧气含量的氧含量传感器；

根据湿度传感器的数值适时将发酵仓内餐厨垃圾产生的湿热废气排出并将湿热废气的热量进行回收利用的热交换装置；

根据氧含量传感器的数值适时向发酵仓的物料进行曝气的自动曝气装置，所述自动曝气装置设置在发酵仓的底部；

智能控制***，根据湿度传感器、氧含量传感器的数值适时控制热交换装置、自动曝气装置和加热保温装置，并根据预设程序智能调控整体***运行。

进一步地，还包括覆盖在发酵仓外部对发酵仓内的餐厨垃圾进行保温的保温层。

进一步地，发酵仓内还设置有用于检测发酵仓内餐厨垃圾温度并据此温度值适时控制加热保温装置的温度传感器。

进一步地，自动曝气装置包括曝气管道及连结分布在发酵仓仓体内的多个曝气喷头。

进一步地，热交换装置包括一级换热器和与一级换热器串联的二级换热器，所述的一级换热器和二级换热器均为对两股相互独立的气流进行热量交换后分别从各自通路排出的装置，一级换热器和二级换热器及其他通道均用管道连接。

进一步地，一级换热器和二级换热器的底部均设置冷凝液排出口，冷凝液经管道送至外界的污水处理***。

进一步地，热交换装置的一级换热器和二级换热器均包含废气进口、废气出口和新鲜空气进口、新鲜空气出口，所述的一级换热器和二级换热器串联后形成两路通路即新鲜空气通路和废气通路，所述新鲜空气通路和废气通路上设置有用于将废气和新鲜空气分别吸进热交换装置的风机、滤去气流中杂质的过滤器、温度传感器、湿度传感器、流量传感器、测量气流压力的压力传感器、调节气流大小及流速大小的自动调节阀、自动监控仪表。

进一步地，废气通路的气流流向为：废气经过风机的吸力吸引并流经过过滤器、流量传感器、自动调节阀及自动监控仪表从发酵仓流出进入一级换热器的废气进口并从废气出口流出，再流入到二级换热器的废气进口，从二级换热器的废气出口流出再经过温度传感器流出到外界的其他处理流程。

进一步地，新鲜空气通路的气流流向为：外界的新鲜空气经过风机的吸力吸引并流经自动调节阀及自动监控仪表进入二级换热器的新鲜空气进口，并从新鲜空气出口流出，再流入到一级换热器的新鲜空气进口并从一级换热器的新鲜空气出口流出再经过流量传感器流入到自动曝气装置的曝气喷头内，从曝气喷头流出到发酵仓底部对餐厨垃圾进行热曝气。

进一步地，发酵仓的侧面设有侧出风口，所述侧出风口处还设置有过滤器和风机，发酵仓内的废气在风机的吸力作用下从侧出风口流出经过过滤器、自动调节阀及自动监控仪表再回流到发酵仓的自动曝气装置的曝气喷头内，从曝气喷头流出到发酵仓底部对餐厨垃圾进行热曝气。

上述的风机在不同管路***中有不同称谓，用于自动曝气装置的风机称谓循环风机、将废气从生化仓吸出流入到热交换装置中的风机称谓排气风机，将新鲜空气从外界吸入热交换装置中的风机称谓供氧风机；该述表述沿用至具体实施方式中。

本实用新型解决了现有技术中发酵仓的废气排放温度高、废气含湿量大、废气中污染物浓度高、发酵仓功耗大以及供氧不足等技术问题。

本实用新型包含发酵仓、自动曝气装置、循环风机、供氧风机、排风风机、自动调节阀以及在线监控仪表等，还包括耐酸碱换热器。

本实用新型中，发酵仓用于接收经预处理***处理过的餐厨垃圾，是餐厨垃圾好氧发酵的主体设备。发酵仓外部包裹覆盖有保温层，最大限度降低发酵仓自然散热，提高热量利用效率；发酵仓内设置温度传感器和湿度传感器，用于监控发酵仓内餐厨垃圾堆体温度和含水率；发酵仓底部布置有自动曝气装置，自动曝气装置的尾端是多个曝气喷头，自动曝气装置经管道与循环风机出口连接；发酵仓侧面设有侧出风口，所述侧出风口经管道与循环风机进风口连接，所述管道上设置过滤器、自动调节阀及自动监控仪表。

本实用新型中，发酵仓顶部设有废气的出口，废气的出口经管道与排风风机的进风口连接，管道上设置过滤器、自动调节阀及自动监控仪表；热交换装置可降低废气排放温度、减少废气含湿量，提高新鲜空气入仓温度；热交换装置中，废气走换热器壳程，新鲜空气走换热器管程；供氧风机用于向发酵仓补充新鲜空气，提高发酵仓内含氧量。智能控制***负责控制本实用新型的***内所有的自动调节阀、自动监控仪表及所有风机等，根据预设程序智能调控***运行。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型改变了曝气的方式，将传统搅拌加顶部曝气方式改为发酵仓底曝气，取消搅拌轴，从而使发酵仓的制作方式可以由多种实现形式，如可以将发酵仓设置成圆柱型或者方形或者棱形等使整体制作更加方便也节约了成本。

本实用新型增加废气余热回收装置，利用换热器一方面降低了废气温度，一方面增加了进发酵仓内的新鲜空气温度，提高***热利用效率。

本实用新型采用智能控制***，***根据堆体温度、含水量等因素自动判定发酵阶段，并相应调整供气、排气及循环风的风量。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的结构示意图：

其中：1为发酵仓、2为过滤器、3为自动曝气装置、4为自动调节阀、5为循环风机入口风箱、6为循环风机、7为排气风机、8为一级换热器、9为二级换热器、10为供氧风机、11为温度传感器、12为压力传感器、13为流量传感器、14为氧含量传感器、15为湿度传感器、16为保温层、17为智能控制***、18为污水处理***、19为新鲜空气、20为废气除臭***。

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，一种带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，包括：

使餐厨垃圾在其内生化发酵的发酵仓1；对发酵仓1内的餐厨垃圾进行加热并保温的加热保温装置；用于检测餐厨垃圾湿度的湿度传感器15和检测氧气含量的氧含量传感器14；根据湿度传感器15的数值适时将发酵仓1内餐厨垃圾产生的湿热废气排出并将湿热废气的热量进行回收利用的热交换装置；根据氧含量传感器14的数值适时向发酵仓1的物料进行曝气的自动曝气装置3，自动曝气装置3设置在发酵仓1的底部；还包括覆盖在发酵仓1外部的保温层16，发酵仓1内还设置有温度传感器11；自动曝气装置3包括曝气管道及连结分布在发酵仓1仓体内的多个曝气喷头。图1中，虚线是智能控制***17的控制线路。

如图1所示，热交换装置包括一级换热器8和与一级换热器8串联的二级换热器9，一级换热器8和二级换热器9均为对两股相互独立的气流进行热量交换后分别从各自通路排出的装置，一级换热器8和二级换热器9及其他通道均用管道连接；一级换热器8和二级换热器9的底部均设置冷凝液排出口，冷凝液经管道送至外界的污水处理***18。

如图1所示，热交换装置的一级换热器8和二级换热器9均包含废气进口、废气出口和新鲜空气19进口、新鲜空气19出口，所述的一级换热器8和二级换热器9串联后形成两路通路即新鲜空气19通路和废气通路，新鲜空气19通路和废气通路上设置有用于将废气和新鲜空气19分别吸进热交换装置的风机、滤去气流中杂质的过滤器2、温度传感器11、湿度传感器15、流量传感器13、测量气流压力的压力传感器12、调节气流大小及流速大小的自动调节阀4、自动监控仪表等。

如图1所示，废气通路的气流流向为：废气经过风机的吸力吸引并流经过过滤器2、流量传感器13、自动调节阀4及自动监控仪表从发酵仓1流出进入一级换热器8的废气进口并从废气出口流出，再流入到二级换热器9的废气进口，从二级换热器9的废气出口流出再经过温度传感器11流出到外界的其他处理流程。

如图1所示，新鲜空气19通路的气流流向为：外界的新鲜空气19经过风机的吸力吸引并流经自动调节阀4及自动监控仪表进入二级换热器9的新鲜空气19进口，并从新鲜空气19出口流出，再流入到一级换热器8的新鲜空气19进口并从一级换热器8的新鲜空气19出口流出再经过流量传感器13流入到自动曝气装置3的曝气喷头内，从曝气喷头流出到发酵仓1底部对餐厨垃圾进行热曝气。

如图1所示，发酵仓1的侧面设有侧出风口，侧出风口处还设置有过滤器2和风机，发酵仓1内的废气在风机的吸力作用下从侧出风口流出经过过滤器2、自动调节阀4及自动监控仪表再回流到发酵仓1的自动曝气装置3的曝气喷头内，从曝气喷头流出到发酵仓1底部对餐厨垃圾进行热曝气。

如图1所示，智能控制***17，根据湿度传感器15、氧含量传感器14的数值适时控制热交换装置、自动曝气装置3和加热保温装置，并根据预设程序智能调控整体***运行。

参见附图1，以处理规模为1000kg/d的餐厨垃圾为例，具体按照如下流程或方式实施：

a、新鲜餐厨垃圾经前端预处理***初步处理后，进入发酵仓1进行好氧发酵，同时启动智能控制***17，本实用新型自动进入好氧发酵第一阶段：升温阶段(第1-3天)。

b、所述升温阶段以保证仓内堆体温度快速稳定升高为目的主要启动加热保温装置，同时最小限度地启动供氧***与排气***。

c、进一步地，智能控制***17自动启动循环风机6，循环风通过发酵仓1底部的自动曝气装置3，均匀通过发酵仓1的仓内垃圾堆体，保证发酵仓1内氧含量维持在8％-18％的范围内。

d、进一步地，当发酵仓1的仓内含氧量低于8％时，供氧风机10自动开启，氧含量至8％-18％范围时，供氧风机10自动关闭。

e、进一步地，当发酵仓1的仓内空气相对湿度＞80％时，排风风机7自动开启，同时供氧风机10同时启动，废气和新鲜空气19通过两级换热器，废气温度降低同时伴随冷凝液排出；新鲜空气19温度增加，补充发酵仓1仓内因废气外排带出的部分热量。

f、进一步地，当发酵仓1内堆体温度可稳定在50±5℃时，智能控制***17自动进入好氧发酵第二阶段：恒温阶段(第4-7天)。

g、所述好氧发酵恒温阶段，发酵仓1内好氧微生物比较活跃，发酵仓1内氧含量及含湿量持续变化，因此供氧风机10及排气风机7处于连续运行状态。

h、进一步地，智能控制***17通过改变排气风机7、供养风机、循环风机6的频率及自动调节阀4的开度等方式，保证发酵仓1内含氧量维持在8％-18％范围内；

i、进一步地，智能控制***17通过改变排气风机7、供氧风机10、循环风机6的频率及自动调节阀4的开度等方式，保证发酵仓1内温度维持在50±5℃的范围内；

j、进一步地，智能控制***17通过改变排气风机7、供氧风机10、循环风机6的频率及自动调节阀4的开度等方式，保证发酵仓1内空气相对湿度＜80％；

k、进一步地，当发酵仓1内垃圾堆体含水率＜20％时，智能控制***17自动进入好氧发酵第三阶段：降温阶段(第8天)。

l、所述降温阶段，发酵仓1内餐厨垃圾已达到出仓要求，此阶段主要目的是餐厨垃圾堆体降温。

m、进一步地，发酵仓1侧面出风口自动100％关闭调节阀4，发酵仓1顶部出风口自动 100％开启调节阀4，供氧风机10出口自动100％开启调节阀4。

n、进一步地，当发酵仓1内堆体温度＜25℃时，供氧风机10及循环风机6自动关停。

o、进一步地，当发酵仓1内发酵产物清理即出料完毕后，排气风机7自动关停。

p、进一步地，智能控制***17结束一个完整的好氧发酵周期。

Claims (9)

1.一种带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，该餐厨垃圾好氧发酵装置用于处理经过预处理的餐厨垃圾，其特征在于，包括：

接收经预处理处理过的餐厨垃圾并使餐厨垃圾在其内生化发酵的发酵仓；

对发酵仓内的餐厨垃圾进行加热并保温的加热保温装置；

用于检测发酵仓内餐厨垃圾湿度的湿度传感器和检测发酵仓内氧气含量的氧含量传感器；

根据湿度传感器的数值适时将发酵仓内餐厨垃圾产生的湿热废气排出并将湿热废气的热量进行回收利用的热交换装置；

根据氧含量传感器的数值适时向发酵仓的物料进行曝气的自动曝气装置，所述自动曝气装置设置在发酵仓的底部；

智能控制***，根据湿度传感器、氧含量传感器的数值适时控制热交换装置、自动曝气装置和加热保温装置，并根据预设程序智能调控整体***运行；

所述的热交换装置包括一级换热器和与一级换热器串联的二级换热器，所述的一级换热器和二级换热器均为对两股相互独立的气流进行热量交换后分别从各自通路排出的装置；

所述的自动曝气装置包括曝气管道及连结分布在发酵仓仓体内的多个曝气喷头。

2.如权利要求1所述的带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，其特征在于，还包括覆盖在发酵仓外部对发酵仓内的餐厨垃圾进行保温的保温层。

3.如权利要求1所述的带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，其特征在于，所述发酵仓内还设置有用于检测发酵仓内餐厨垃圾温度并据此温度值适时控制加热保温装置的温度传感器。

4.如权利要求1所述的带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，其特征在于，所述的一级换热器和二级换热器及其他通道均用管道连接。

5.如权利要求1所述的带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，其特征在于，所述一级换热器和二级换热器的底部均设置冷凝液排出口，冷凝液经管道送至外界的污水处理***。

6.如权利要求1所述的带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，其特征在于，所述热交换装置的一级换热器和二级换热器均包含废气进口、废气出口和新鲜空气进口、新鲜空气出口，所述的一级换热器和二级换热器串联后形成两路通路即新鲜空气通路和废气通路，所述新鲜空气通路和废气通路上设置有用于将废气和新鲜空气分别吸进热交换装置的风机、滤去气流中杂质的过滤器、温度传感器、湿度传感器、流量传感器、测量气流压力的压力传感器、调节气流大小及流速大小的自动调节阀、自动监控仪表。

7.如权利要求6所述的带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，其特征在于，所述废气通路的气流流向为：废气经过风机的吸力吸引并流经过过滤器、流量传感器、自动调节阀及自动监控仪表从发酵仓流出进入一级换热器的废气进口并从废气出口流出，再流入到二级换热器的废气进口，从二级换热器的废气出口流出再经过温度传感器流出到外界的其他处理流程。

8.如权利要求6所述的带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，其特征在于，所述新鲜空气通路的气流流向为：外界的新鲜空气经过风机的吸力吸引并流经自动调节阀及自动监控仪表进入二级换热器的新鲜空气进口，并从新鲜空气出口流出，再流入到一级换热器的新鲜空气进口并从一级换热器的新鲜空气出口流出再经过流量传感器流入到自动曝气装置的曝气喷头内，从曝气喷头流出到发酵仓底部对餐厨垃圾进行热曝气。

9.如权利要求1所述的带余热回收及自动曝气的餐厨垃圾好氧发酵装置，其特征在于，所述发酵仓的侧面设有侧出风口，所述侧出风口处还设置有过滤器和风机，发酵仓内的废气在风机的吸力作用下从侧出风口流出经过过滤器、自动调节阀及自动监控仪表再回流到发酵仓的自动曝气装置的曝气喷头内，从曝气喷头流出到发酵仓底部对餐厨垃圾进行热曝气。

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