申请日2019.12.10
公开(公告)日2020.01.31
IPC分类号C12M1/16; C12M1/36
摘要
本发明公开了一种智能有机废弃物好氧发酵装置及方法，属于废弃物处理领域。所述发酵装置包括：搅拌器、固定架、驱动电机、移动组件、轨道、仪表、控制箱;所述搅拌器根据物料种类可选用不同搅拌形式，并通过联轴器与其驱动电机连接;所述移动组件在各自驱动电机驱动下于各自轨道上运动，可带动搅拌器及其固定架在轨道覆盖范围内进行横向、纵向及上下移动;所述仪表、控制箱安装在固定架上，可随其移动并进行实时监测与控制;所述控制箱为系统配电，进行数据采集与分析，实现全过程智能控制。该装置可安装在箱体内部或槽池上方，实现其覆盖面下物料移动与翻抛、参数监控、智能控制，提高了自动化与智能控制水平，实现了有机废弃物的高效智能发酵。
权利要求书
1.一种智能有机废弃物好氧发酵装置，其特征在于，所述发酵装置包括：
搅拌器，所述搅拌器根据物料种类可选用不同搅拌形式，并通过联轴器与其驱动电机连接;
移动组件，所述移动组件在各自驱动电机驱动下于各自轨道上运动，可带动搅拌器及其固定架在轨道覆盖范围内进行横向、纵向及上下移动;
仪表，所述仪表安装在固定架上，可随其移动进行实时参数监测;
控制箱，所述控制箱安装在固定架上，可随其移动，为整个为系统配电，进行数据采集与分析，实现全过程智能控制。
2.根据权利要求1所述的智能有机废弃物好氧发酵装置，其特征在于，
所述移动组件和与其相连的固定架、及固定架上安装的设备组成了该方向上的活动单元;
所述驱动电机驱动移动组件运转，近而带动该活动单元沿相应方向轨道均匀地、慢速地移动，移动方向包括横向、纵向、上下，移动速度可根据过程控制要求在0-5m/min范围内进行调整。
3.根据权利要求1和2所述的智能有机废弃物好氧发酵装置，其特征在于，
所述移动组件包括横向移动组件、纵向移动组件及上下移动组件，驱动电机包括搅拌器驱动电机、横向移动驱动电机、纵向移动驱动电机及上下移动驱动电机，轨道包括横向运行轨道、纵向运行轨道及上下运行轨道;
所述搅拌器通过联轴器与搅拌器驱动电机连接成整体，并在其驱动下快速旋转，实现物料搅拌、翻抛;该整体与上下移动组件相连，并在上下驱动电机作用下，沿上下运行轨道移动，最终形成上下活动单元。该活动单元还包括安装于固定架上的仪表及控制箱等;
横向驱动电机驱动横向移动组件运转，带动与横向移动部件相连的上下活动单元沿横向运行轨道做横向移动，最终形成横向活动单元;
纵向驱动电机驱动纵向移动组件运转，带动与纵向移动部件相连的横向活动单元及上下活动单元沿横向运行轨道做横向移动;
近而，安装在固定架上的搅拌器、仪表、控制箱可在纵向导轨区域内完成上下、横向、纵向移动，实现物料横向、纵向移动与上下翻抛，仪表也可在区域内任何点进行监测。
4.根据权利要求1-3所述的智能有机废弃物好氧发酵装置，其特征在于，
所述移动组件与轨道的传动形式包括链条传动、齿轮传动及直线螺纹式传动、直线滑轨形式，具体可根据轨道宽度、承载设备重量及物料种类确定。
5.根据权利要求1所述的智能有机废弃物好氧发酵装置，其特征在于，所述搅拌器由主轴及其配套搅拌叶片组成，其中搅拌叶片根据不同物料，可选用螺旋式、桨叶式及棒式或组合形式，主轴根据物料深度可选用单轴和双轴形式。
6.根据权利要求1和5所述的智能有机废弃物好氧发酵装置，其特征在于，所述搅拌器与固定架采用螺栓固定，固定架上的紧固螺栓孔采用90°弧线型长孔，通过调整搅拌器与水平面的角度来改变翻抛效率。
7.根据权利要求1所述的智能有机废弃物好氧发酵装置，其特征在于，所述仪表与固定架采用线性滑轨进行上下移动，仪表种类包括温度仪、氧浓度仪，其数据通过线缆传至控制箱内。
8.根据权利要求1所述的智能有机废弃物好氧发酵装置，其特征在于，所述控制箱采用全密封性型，应具有防水、防尘、防爆能力，实时采集和分析仪表数据，并根据控制程序开启或关闭驱动电机，驱动搅拌器移动及运转，实现物料移动、翻抛。
9.一种智能有机废弃物好氧发酵装置及方法，其特征在于，该方法包括：
采用上述权利要求1～8任一项所述的有机废弃物好氧发酵装置;
该装置安装在装有有机废弃物的箱体内部或槽池上方，通过驱动电机带动搅拌器快速旋转来实现物料搅拌、翻抛，同时该搅拌器及仪表、控制箱作为整体可在纵向导轨区域内完成上下、横向、纵向移动，最终实现物料全区域内横向、纵向移动与上下翻抛，不断将物料从进口段向出口端移动及翻抛。仪表也随之在区域内任何点进行监测，利用控制箱自动、智能控制发酵过程，提高了发酵效率及自动化水平，最终使得污泥、垃圾、餐厨等有机废弃物的无害化及资源化。
说明书
一种智能有机废弃物好氧发酵装置及方法
技术领域
本发明涉及城市、乡镇等产生的有机废弃物处理领域，尤其是涉及一种对污水处理厂脱水污泥、生活垃圾、餐厨垃圾等城市有机废弃物进行处理的一种智能有机废弃物好氧发酵装置及方法。
背景技术
通常，随着经济快速发展，居民生活水平不断提高，人们生产和生活过程中直接或间接产生大量有机固体废弃物，包括污水处理厂脱水污泥、生活垃圾、餐厨垃圾、园林垃圾、农业废弃物等，已经造成了“垃圾围城”、“污泥乱倒”等现象。这些污染物中有机物含量高，含有寄生虫卵、病原微生物、重金属等，如得不到妥善处理会造成严重的环境污染及公共卫生事故等。而另一方面，由于这些有机固体废弃物中含有大量的有机物、营养元素，如不善加利用会破坏地球物质循环系统，又造成资源浪费等。
针对以上废物性质，我国目前常采用填埋、好氧发酵、厌氧消化、焚烧等技术对城镇产生的有机废弃物进行处理处置。其中，高温好氧发酵处理方式以其投资运行成本低、二次污染小且运行稳定,可实现资源化等优势而倍受青睐，特别是在污泥处理处置领域更为突出。截止2012年，在已建成投运的2832座城镇污水处理厂中,处理规模在4万吨以下的小型污水处理厂就有1895座，受政策、当地经济发展水平、污水排放需求和地域等一系因素影响，污水处理厂的小型化趋势将进一步加强。同时，由于目前国内中、小城市污水处理厂、生活垃圾及餐厨垃圾产生点众多且位置分散，或由于运输不便，使得其集中处理处置受到限制。对于超过半数的中小型污水处理厂或其他有机废弃物产生点，由于废弃物产生点较为分散且量小，同时现有好氧发酵设备多存在自动化水平较低、不能实现连续运行、过程控制完全依靠操作人员经验等问题，造成槽式发酵、箱/仓式发酵发酵效率较低、周期较长(一般20-30天)、控制较难，最终影响有机废弃物的处理与资源化。因此，其尚缺乏一种适用有机废弃物好氧发酵的高效、智能化装置及方法。
发明内容
本发明提供一种智能有机废弃物好氧发酵装置及方法，提高了有机固体废弃物好氧发酵过程的自动化与智能控制水平，最终使得污泥、垃圾、餐厨等有机废弃物的无害化及资源化处理过程高效、智能。
根据本发明的一个方面，提供了一种智能有机废弃物好氧发酵装置，该装置包括：搅拌器、固定架、驱动电机、移动组件、轨道、仪表、控制箱;所述搅拌器根据物料种类可选用不同搅拌形式，并通过联轴器与其驱动电机连接;所述移动组件在各自驱动电机驱动下于各自轨道上运动，可带动搅拌器及其固定架在轨道覆盖范围内进行横向、纵向及上下移动;所述仪表、控制箱安装在固定架上，可随其移动并进行实时监测与控制;所述控制箱为系统配电，进行数据采集与分析，实现全过程智能控制。
优选地，将该装置安装在装有有机废弃物的箱体内部或槽池上方，通过驱动电机带动搅拌器快速旋转来实现物料搅拌、翻抛，同时该搅拌器及仪表、控制箱作为整体可在纵向导轨区域内完成上下、横向、纵向移动，实现物料全区域内横向、纵向移动与上下翻抛，仪表也可在区域内任何点进行监测，最终实现有机废弃物的高效、智能发酵。
所述移动组件和与其相连的固定架、及固定架上安装的设备组成了该方向上的活动单元;
所述驱动电机驱动移动组件运转，近而带动该活动单元沿相应方向轨道均匀地、慢速地移动，移动方向包括横向、纵向、上下，移动速度可根据过程控制要求在0-5m/min范围内进行调整。
进一步优选地，所述移动组件包括横向移动组件、纵向移动组件及上下移动组件，驱动电机包括搅拌器驱动电机、横向移动驱动电机、纵向移动驱动电机及上下移动驱动电机，轨道包括横向运行轨道、纵向运行轨道及上下运行轨道;所述搅拌器通过联轴器与搅拌器驱动电机连接成整体，并在其驱动下快速旋转，实现物料搅拌、翻抛;该整体与上下移动组件相连，并在上下驱动电机作用下，沿上下运行轨道移动，最终形成上下活动单元。该活动单元还包括安装于固定架上的仪表及控制箱等;横向驱动电机驱动横向移动组件运转，带动与横向移动部件相连的上下活动单元沿横向运行轨道做横向移动，最终形成横向活动单元;纵向驱动电机驱动纵向移动组件运转，带动与纵向移动部件相连的横向活动单元及上下活动单元沿横向运行轨道做横向移动;近而，安装在固定架上的搅拌器、仪表、控制箱可在纵向导轨区域内完成上下、横向、纵向移动，实现物料横向、纵向移动与上下翻抛，仪表也可在区域内任何点进行监测。
所述移动组件与轨道的传动形式包括链条传动、齿轮传动及直线螺纹式传动、直线滑轨形式，具体可根据轨道宽度、承载设备重量及物料种类确定。
所述搅拌器由主轴及其配套搅拌叶片组成，其中搅拌叶片根据不同物料，可选用螺旋式、桨叶式及棒式或组合形式，主轴根据物料深度可选用单轴和双轴形式。
所述搅拌器与固定架采用螺栓固定，固定架上的紧固螺栓孔采用90°弧线型长孔，通过调整搅拌器与水平面的角度来改变翻抛效率。
所述仪表与固定架采用线性滑轨进行上下移动，仪表种类包括温度仪、氧浓度仪，其数据通过线缆传至控制箱内。
所述控制箱采用全密封性型，应具有防水、防尘、防爆能力，实时采集和分析仪表数据，并根据控制程序开启或关闭驱动电机，驱动搅拌器移动及运转，实现物料移动、翻抛。
本发明所具有的有益效果至少在于：
解决了现有好氧发酵设备多存在自动化水平较低、不能实现连续运行、过程控制完全依靠操作人员经验等问题，提高了槽式发酵、箱/仓式发酵发酵效率，缩短了发酵周期，全过程实现了自动化和智能化控制，最终使得污泥、垃圾、餐厨等有机废弃物的无害化及资源化。
通过使用本系统，污泥在发酵设备中可进行55～65℃高温好氧发酵，于10-20天内完成高温发酵，发酵效率大大提高，发酵周期缩短25-50%，实现污泥的无害化、稳定化处理。该处理系统也可以实现对垃圾、餐厨等有机废弃物的无害化及资源化处理。（发明人左东升;马程;陈宁）