一種雙層物料循環(huán)通風的有機固體廢棄物堆肥裝置及利用該裝置進行堆肥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種堆肥裝置及利用該裝置進行堆肥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]好氧堆肥處理是指固體廢棄物和調(diào)理劑充分混合形成一定體積的物料堆體，在有氧的條件下，利用大量微生物快速降解物料中的有機質(zhì)和生物殘體，產(chǎn)生二氧化碳和水，并釋放大量熱的生物化學過程。好氧堆肥過程中會產(chǎn)生大量氨氣，硫化氫等臭氣，如果不進行處理會造成嚴重空氣污染。膜覆蓋式堆肥是將膨體聚四氟乙烯膜覆蓋在物料堆體上，減少臭氣逸出，從而省掉了臭氣處理單元，但現(xiàn)有膜覆蓋式堆肥工藝主要存在以下主要問題:
[0003]1.水份揮發(fā)慢:為了截留臭氣分子，膜覆蓋式堆肥系統(tǒng)所采用膨體聚四氟乙烯膜空隙率較小，降低了空氣通過膜的速率，嚴重影響了水份揮發(fā)速率，而水份快速揮發(fā)有助于提高物料傳質(zhì)效果和物料腐熟過程。為到達堆肥產(chǎn)品對于含水率和腐熟度的要求，膜覆蓋堆肥工藝從而顯著的延長堆肥生產(chǎn)周期。而且由于水份揮發(fā)速率較低，膜覆蓋工藝也不適合用于完成生物干化過程。
[0004]2.臭氣污染:膨體聚四氟乙烯膜的孔徑大于氨氣、硫化氫等臭氣分子直徑，因此僅能部分截留部分臭氣分子，因此膜堆肥工藝仍然受到臭氣問題的困擾。
[0005]3.二次發(fā)酵效率低:一次發(fā)酵溫度高于50度，發(fā)酵效率高。二次發(fā)酵階段物料溫度低于40度，微生物活性明顯降低，二次發(fā)酵效率低、發(fā)酵周期明顯大于一次發(fā)酵。
[0006]4.能耗較高:膜覆蓋工藝需維持物料內(nèi)部保持一定程度的正壓，因而需要增加了風機通風功率。因為風機功率大、堆肥時間長，因此現(xiàn)有膜覆蓋堆肥工藝能耗也相應(yīng)增加。
[0007]5.占地面積大:膜覆蓋工藝屬于靜態(tài)堆肥工藝，堆肥過程不翻堆。為避免物料底部壓實影響空氣傳質(zhì)，物料堆體不能太高。因此，膜覆蓋工藝占地面積較大，該工藝不適于土地緊張的地區(qū)使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明目的是為了解決上述膜覆蓋式堆肥存在堆肥周期長、臭氣污染、二次發(fā)酵效率低、能耗較高和占地面積大的問題，而提供的一種雙層物料循環(huán)通風的有機固體廢棄物堆肥裝置及利用該裝置進行堆肥的方法。
[0009]—種雙層物料循環(huán)通風的有機固體廢棄物堆肥裝置，它包括發(fā)酵倉門、發(fā)酵倉、發(fā)酵倉蓋、環(huán)狀穿孔曝氣管、二次發(fā)酵槽、鼓風機、空氣進氣閥、尾氣循環(huán)閥、尾氣收集口、尾氣循環(huán)管、溫度氧濃度探頭；發(fā)酵倉底部設(shè)置有環(huán)狀穿孔曝氣管，尾氣收集管與鼓風機通過尾氣循環(huán)閥控制，二次發(fā)酵槽設(shè)置在發(fā)酵倉中間部位，二次發(fā)酵槽采用多孔板或篩網(wǎng)，溫度氧濃度探頭設(shè)置在二次發(fā)酵槽下方，發(fā)酵倉的頂部為發(fā)酵倉蓋，發(fā)酵倉蓋采用防水透氣膜，尾氣收集口設(shè)置在防水透氣膜下方。
[0010]利用上述雙層物料循環(huán)通風的有機固體廢棄物堆肥裝置進行堆肥的方法，按以下步驟進行:
[0011]—、將有機固體廢棄物堆放在雙層物料循環(huán)通風的有機固體廢棄物堆肥裝置的底部，高度為140?300cm，然后將經(jīng)過一次高溫發(fā)酵后的二次發(fā)酵物料置于二次發(fā)酵槽內(nèi)，高度為20?300cm，關(guān)閉發(fā)酵倉門及發(fā)酵倉蓋；
[0012]二、開啟鼓風機，關(guān)閉空氣進氣閥，打開尾氣循環(huán)閥，尾氣收集口收集二次發(fā)酵槽上部發(fā)酵尾氣并經(jīng)尾氣循環(huán)管進入鼓風機，然后通過環(huán)狀穿孔曝氣管鼓入發(fā)酵倉并與有機固體廢棄物充分接觸，再與二次發(fā)酵槽內(nèi)的物料充分接觸，然后進入尾氣收集口進行循環(huán)；
[0013]三、當發(fā)酵倉內(nèi)溫度高于60?70°C或發(fā)酵倉內(nèi)氧濃度低于8%?14%時，打開空氣進氣閥，關(guān)閉尾氣循環(huán)閥，新鮮空氣通過環(huán)狀穿孔曝氣管鼓入發(fā)酵倉并與有機固體廢棄物充分接觸，然后與二次發(fā)酵槽內(nèi)的物料充分接觸，發(fā)酵尾氣透過發(fā)酵倉蓋的防水透氣膜離開發(fā)酵倉；直至發(fā)酵倉內(nèi)溫度低于50?55°C或氧氣濃度高于15%?19%時，再重復步驟二的操作；
[0014]四、發(fā)酵10?15天后，將二次發(fā)酵槽內(nèi)的物料取出；將發(fā)酵的有機固體廢棄物取出，磨碎后放入二次發(fā)酵槽中再進行10?15天的二次發(fā)酵，并向發(fā)酵倉底部加入新鮮的有機固體廢棄物，進行下一次堆肥發(fā)酵，即完成雙層物料循環(huán)通風的有機固體廢棄物堆肥裝置進行堆肥。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0016](I)發(fā)酵尾氣循環(huán)的方式使一次發(fā)酵尾氣與二次發(fā)酵物料充分接觸，以增加發(fā)酵尾氣中氨氮、硫化物等臭味分子與二次發(fā)酵物料的接觸時間，從而提高吸附效果；尾氣循環(huán)還可以減少堆肥初期能量損失，縮短低溫環(huán)境條件下有機固體廢棄物一次發(fā)酵堆體的升溫時間，提高一次發(fā)酵效率。
[0017](2)傳統(tǒng)堆肥工藝一次發(fā)酵和二次腐熟發(fā)酵是分開進行的，但本發(fā)明將一次發(fā)酵物料與二次腐熟過程在一個發(fā)酵倉內(nèi)分兩層同時完成。利用一次發(fā)酵產(chǎn)生的熱量和水蒸氣提高發(fā)酵倉內(nèi)溫度和濕度，從而提高二次發(fā)酵的溫度和濕度，大大提高二次發(fā)酵效率。本發(fā)明的堆肥方法將傳統(tǒng)堆肥周期由一次發(fā)酵、二次發(fā)酵之和的3個月縮短為20?30天，其中一次發(fā)酵、二次發(fā)酵各10?15天。
[0018](3) 二次發(fā)酵層與防水透氣膜同步實現(xiàn)除臭與保氮，無需生物濾池處理臭氣。氨氮、硫化物等臭味分子被二次發(fā)酵物料內(nèi)部的硝化微生物利用，并留在了二次物料中，從而提高了堆肥產(chǎn)品的含氮量。即使少量臭氣分子未被熟料吸附，也會被發(fā)酵倉蓋的防水透氣膜截留，無法逸出發(fā)酵倉。由于大部分臭氣分子已經(jīng)被二次發(fā)酵層截留，從而降低了防水透氣膜的臭氣負荷，提高臭氣處理效果，同時也無需臭氣處理裝置。
[0019](4)雙層發(fā)酵減少堆體占地面積。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明中雙層物料循環(huán)通風的有機固體廢棄物堆肥裝置的示意圖，其中I表示發(fā)酵倉門、2表示發(fā)酵倉蓋、3表示發(fā)酵倉、4表示二次發(fā)酵槽、5表示鼓風機、6表示空氣進氣閥、7表示尾氣循環(huán)閥、8表示環(huán)狀穿孔曝氣管、9表示尾氣收集口、10表示尾氣收集管、11表示溫度氧濃度探頭。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0022]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1所示，本實施方式雙層物料循環(huán)通風的有機固體廢棄物堆肥裝置，它包括發(fā)酵倉門1、發(fā)酵倉3、發(fā)酵倉蓋2、環(huán)狀穿孔曝氣管8、二次發(fā)酵槽4、鼓風機5、空氣進氣閥6、尾氣循環(huán)閥7、尾氣收集口 9、尾氣循環(huán)管10、溫度氧濃度探頭11 ;發(fā)酵倉底部設(shè)置有環(huán)狀穿孔曝氣管8，尾氣收集管10與鼓風機5通過尾氣循環(huán)閥6控制，二次發(fā)酵槽4設(shè)置在發(fā)酵倉中間部位，二次發(fā)酵槽4采用多孔板或篩網(wǎng)，溫度氧濃度探頭11設(shè)置在二次發(fā)酵槽4下方，發(fā)酵倉3的頂部為發(fā)酵倉蓋2，發(fā)酵倉蓋2采用防水透氣膜，尾氣收集口 9設(shè)置在防水透氣膜下方。
[0023]本實施方式中發(fā)酵倉蓋采用防水透氣膜，由于小水滴無法通過防水透氣膜，因此防水透氣膜下表面含有大量小水滴，形成水層。氨氣、硫化氫等主要臭氣在水中具有較高溶解度，因此這些臭氣分子被防水透氣膜下表面的水層吸附，并隨水滴滴落到下面的二次發(fā)酵物料中，并被物料中的微生物氧化。
[0024]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是，所述發(fā)酵倉3的側(cè)壁由水泥或金屬板組成。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一相同。
[0025]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是，所述二次發(fā)酵槽4的深度為30?300cm。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一或二相同。
[0026]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是，所述二次發(fā)酵槽4的深度為180cm。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0027]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是，所述發(fā)酵倉3的長寬高為5?60mX2?20mX3?9m。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一或二相同。
[0028]【具體實施方式】六:本實施方式利用上述雙層物料循環(huán)通風的有機固體廢棄物堆肥裝置進行堆肥的方法，按以下步驟進行:
[0029]—、將有機固體廢棄物堆放在雙層物料循環(huán)通風的有機固體廢棄物堆肥裝置的底部，高度為140?300cm，然后將經(jīng)過一次高溫發(fā)酵后的二次發(fā)酵物料置于二次發(fā)酵槽4內(nèi)，高度為20?300cm，關(guān)閉發(fā)酵倉門I及發(fā)酵倉蓋2 ;
[0030]二、開啟鼓風機5，關(guān)閉空氣進氣閥6，打開尾氣循環(huán)閥7，尾氣收集口 9收集二次發(fā)酵槽4上部發(fā)酵尾氣并經(jīng)尾氣循環(huán)管10進入鼓風機5，然后通過環(huán)狀穿孔曝氣管8鼓入發(fā)酵倉3并與有機固體廢棄物充分接觸，再與二次發(fā)酵槽4內(nèi)的物料充分接觸，然后進入尾氣收集口9進行循環(huán)；
[0031]三、當發(fā)酵倉3內(nèi)溫度高于60?70°C或發(fā)酵倉3內(nèi)氧濃度低于8%?14%時，打開空氣進氣閥6，關(guān)閉尾氣循環(huán)閥7，新鮮空氣通過環(huán)狀穿孔曝氣管8鼓入發(fā)酵倉3并與有機固體廢棄物充分接觸，然后與二次發(fā)酵槽4內(nèi)的物料充分接觸，發(fā)酵尾氣透過發(fā)酵倉蓋2的防水透氣膜離開發(fā)酵倉3 ;直至發(fā)酵倉3內(nèi)溫度低于50?55°C或氧氣濃度高于15%?19%時，再重復步驟二的操作；
[0032]四、發(fā)酵10?15天后，將二次發(fā)酵槽4內(nèi)的物料取出；將發(fā)酵的有機固體廢棄物取出，磨碎后放入二次發(fā)酵槽4中再進行10?15天的二次發(fā)酵，并向發(fā)酵倉3底部加入新鮮的有機固體廢棄物，進行下一次堆肥發(fā)酵，即完成雙層物料循環(huán)通風的有機固體廢棄物堆肥裝置進行堆肥。
[0033]本實施方式步驟二中二次發(fā)酵槽4上部發(fā)酵尾氣的循環(huán)，能夠減少堆肥初期能量損失，縮短低溫環(huán)境條件下作為一次發(fā)酵物料的有機固體廢棄物發(fā)酵堆體的升溫時間，提高一次發(fā)酵效率。
[0034]本實施方式步驟三中新鮮空氣通過環(huán)