阅读说明：本技术 一种多元废弃物轻简化节能减排好氧兼厌氧堆肥系统 (Energy-saving emission-reducing aerobic and anaerobic composting system with light and simple multi-waste ) 是由 李瑞容 陈永生 蔡亮 王鹏军 曹杰 曲浩丽 陈明江 于 2020-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种多元废弃物轻简化节能减排好氧兼厌氧堆肥系统,包括机架、圆筒形发酵仓和通风-粉碎复合装置,所述发酵仓密封设置并安装在机架上,所述发酵仓包括自外向内分为三层,依次是渗滤液厌氧发酵腔、通风腔和物料好氧发酵堆肥腔,所述通风腔的底部设有回弹挡水板,所述通风-粉碎复合装置设置在物料好氧发酵堆肥腔内,所述发酵仓内生产出的气体经处理达标后排放。本发明能够以村镇家庭为单位进行易腐有机垃圾的无害化清洁处理。(The invention relates to a light-simplified energy-saving emission-reducing aerobic and anaerobic composting system for multi-element wastes, which comprises a rack, a cylindrical fermentation bin and a ventilation-crushing composite device, wherein the fermentation bin is hermetically arranged and installed on the rack, the fermentation bin comprises three layers which are divided from outside to inside and sequentially comprise a leachate anaerobic fermentation cavity, a ventilation cavity and a material aerobic fermentation composting cavity, the bottom of the ventilation cavity is provided with a rebound water baffle, the ventilation-crushing composite device is arranged in the material aerobic fermentation composting cavity, and gas produced in the fermentation bin is discharged after reaching the standard after being treated. The invention can perform harmless cleaning treatment on perishable organic garbage by taking village and town families as units.)

一种多元废弃物轻简化节能减排好氧兼厌氧堆肥系统

技术领域

本发明涉及一种能够对易腐垃圾、厨余垃圾、尾菜等多元废弃物进行好氧兼厌氧堆肥的系统，属于生活垃圾处理技术领域。

背景技术

根据***调查显示，现阶段我国农村生活垃圾产生规模约为每年3亿吨。然而，根据住房和城乡***统计，2016年我国建制镇与乡的生活垃圾无害化处理率仅为44.99%和15.82%，只有62.2%的行政村对生活垃圾进行处理。新鲜产生的生活垃圾和陈年垃圾侵占了大量的土地，甚至是农田，地表水、地下水、土壤和大气的污染普遍存在。

据统计，我国农村生活垃圾人均产生量为0.76kg/天，北方农村生活垃圾中易腐垃圾（家庭生活中的易腐垃圾通常包括尾菜、果壳、瓜皮以及厨余垃圾等）的含量约为25.69%，南方地区农村生活垃圾中的易腐垃圾含量约为43.56%，在经济发达的东部沿海地区，农村生活垃圾中易腐垃圾的组分通常在50%以上，可见易腐垃圾是农村生活垃圾中的主要组成成分之一。

易腐垃圾往往具有高含水率、高二次污染风险的特点，在自然环境中易腐烂变质，成为妨碍正常生产及生活的污染源，造成环境公害，大量的易腐垃圾混杂居生活垃圾中既污染垃圾中的可回收物（尤其是纸类），又存在渗滤液、恶臭的二次污染风险。在现阶段农村垃圾分类系统的运行中，分类正确率和系统的全链协调还停留在初级阶段，含量最高的易腐垃圾被有效资源化的比例很低，大量的生活垃圾仍然采用卫生填埋和焚烧的无害化处理方式。土地资源相对丰富的农村地区以镇域或县域为单位规划建立了生活垃圾卫生填埋场，但其中很多仅属于简易填埋的方式，存在渗滤液、重金属等二次污染隐患。随着全国垃圾分类的推进，急需一种可以方便处理易腐垃圾的装置，实现垃圾的无害化清洁处理。

发明内容

本发明要解决技术问题是：提供一种能够以村镇家庭为单位进行易腐有机垃圾等多元废弃物无害化清洁处理的好氧兼厌氧堆肥系统。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种多元废弃物轻简化节能减排好氧兼厌氧堆肥系统，包括机架、圆筒形发酵仓、通风-粉碎复合装置、除臭装置和储液桶；所述发酵仓密封设置并安装在机架上，所述除臭装置上设有进气口和气体排空阀；

所述发酵仓包括自外向内依次设置且同轴的第一不锈钢筒、第二不锈钢筒、第一通风筒和第二通风筒，所述第一通风筒紧贴在第二通风筒上，所述第一不锈钢筒、第二不锈钢筒之间形成渗滤液厌氧发酵腔，所述第二不锈钢筒、第一通风筒之间形成通风腔，所述第二通风筒内部形成物料好氧发酵堆肥腔；

所述渗滤液厌氧发酵腔设有出液阀，所述出液阀与储液桶连通；所述物料好氧发酵堆肥腔上设有出气阀以及可启闭的进料口，所述出气阀与除臭装置的进气口连通；

所述第一通风筒和第二通风筒上分别设有相互配合的第一孔洞、第二孔洞，所述第一通风筒设有手柄，所述手柄可驱动第一通风筒绕第二通风筒旋转，从而使第一通风筒具有使第一孔洞与第二孔洞叠合的打开状态以及使第一孔洞与第二孔洞交错的关闭状态；

所述第二不锈钢筒的底部开设有若干第三孔洞，所述第二不锈钢筒上固接有向下延伸的储液腔，所述储液腔的顶部将所有第三孔洞围住，所述储液腔的底部通过弹簧铰链安装有回弹挡水板；

所述发酵仓上设有导风管，所述导风管从发酵仓外部延伸到所述通风腔内；

所述通风-粉碎复合装置包括设置在所述物料好氧发酵堆肥腔内的中心转动轴、可驱动中心转动轴旋转的人工动力装置以及固定在中心转动轴与第二通风筒之间的若干刀轴，所述刀轴上设有彼此相互贯通的若干通风孔，所述刀轴上还安装有甩刀。

本发明系统适用于多元废弃物轻简化堆肥，尤其适用以村镇家庭为单位产生的易腐有机垃圾（包括尾菜、果壳和瓜皮等）和少量厨余垃圾堆肥处理。

本发明在使用时，通过进料口向发酵仓加料完成后，向物料好氧发酵堆肥腔内添加少量强化菌剂，随后关闭发酵仓体，连续好氧发酵20天左右（夏季时间较短，冬季时间较长）即可出料，产出富含有机质的肥料，可作为肥料直接撒到蔬菜田、果园和花园，全量利用无残余。好氧发酵周期中，每天仅需通过人工动力装置驱动中心转动轴旋转数次，带动发酵仓旋转，不仅可以补充发酵所需要的氧气，而且甩刀还可以将大块物料粉碎，一举多得，实现物料的高效传热传质。

堆肥过程中产生的少量液体，通过底部的排液口收集至渗滤液厌氧发酵腔中，厌氧发酵后，排出至储液桶中，可作为液体肥料，稀释后施放到蔬菜田、果园和花园。本发明实现了堆肥过程的全密封处理，产生的温室气体和有害气体集中收集，采用小型除臭装置处理达标后排放。

本发明占地小、无需动力、原料适应性强、无需预处理，可放置于露天、阳台、温室大棚等多种场合使用，内置式通风-粉碎复合装置大大提升了发酵效率，发酵产生的液体和固体残渣可作为富含有机质的肥料还田施用，过程中产生的气体及时收集，处理后排至大气，过程节能减排、绿色环保，为易腐有机垃圾等多元废弃物的无害化处理提供了一种高效清洁方法。

优选的，所述发酵仓有两个，两个发酵仓的中心转动轴连接在一起。两个发酵仓交替进料（单个仓体可采用20天每天连续进料）出料，保证产生的垃圾及时处理。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是发酵仓的横截面示意图。

图3是发酵仓的侧视（端面）示意图。

图4是进料口的示意图。

图5是第一通风筒和第二通风筒的局部示意图。

图6是回弹挡水板的安装结构示意图。

图7是刀轴的结构示意图。

附图标记：1-转动轴承，2-推杆，3-进料口，4-推板，5-导风管，6-曲轴，7-摇杆，8-发酵仓，9-出液阀，10-储液桶，11-气体排空阀，12-除臭装置，13-气泵，14-调压阀，15-出气阀，16-支撑架，17-踏板，18-踏板旋转轴，19-滚轮，20-机架，21-进气口，22-渗滤液厌氧发酵腔，23-中心转动轴，24-第一通风筒，25-第二通风筒，26-刀座，27-紧固件，28-甩刀，29-钢丝网，30-通风孔，31-刀轴，32-刀辊，33-出气阀，34-出液阀，35-移动槽，36-手柄，37-弹簧铰链，38-孔板，39-回弹挡水板，40-密封橡胶圈，41-钢丝网，42-密封橡胶片，43-外螺纹，44-紧固件，45-内螺纹，46-第一不锈钢筒，47-第二不锈钢筒，48-通风腔，49-输料管，50-第一孔洞，51-第二孔洞，52-储液腔。

具体实施方式

实施例一

本实施例的多元废弃物轻简化节能减排好氧兼厌氧堆肥系统，如图1所示，包括机架20、两个圆筒形发酵仓8、通风-粉碎复合装置47、除臭装置12和储液桶10，为了便于移动，机架20的底部设有滚轮19。所述发酵仓8密封设置并安装在机架20上，所述除臭装置12上设有进气口21和气体排空阀11，发酵仓8内过程中产生的气体及时收集到除臭装置12中，由除臭装置12处理后排空。本实施例中除臭装置12采用生物滤池，当然也可以采用其他现有的气体除臭装置。

如图2所示，所述发酵仓8包括自外向内依次设置且同轴的第一不锈钢筒46、第二不锈钢筒47、第一通风筒24和第二通风筒25，所述第一通风筒24紧贴在第二通风筒25上，所述第一不锈钢筒46、第二不锈钢筒47之间形成渗滤液厌氧发酵腔22，所述第二不锈钢筒47、第一通风筒24之间形成通风腔48，所述第二通风筒25内部形成物料好氧发酵堆肥腔。

如图1和图3所示，所述渗滤液厌氧发酵腔22设有出液阀34，所述出液阀34与储液桶10连通；所述物料好氧发酵堆肥腔上设有出气阀33以及可启闭的进料口3，所述出气阀33与除臭装置12的进气口21连通，出气阀33与通风腔48不相通。

进料口3设置在发酵仓8的端部，由进料口3将物料输入到好氧发酵堆肥腔内可以采用多种实施方式，比如螺旋进料等。本实施例中进料口3的设置如图1和图4所示，从好氧发酵堆肥腔向外水平延伸出一段输料管49，进料口3竖直设置在输料管49远离好氧发酵堆肥腔的一端，输料管49上设有将从进料口3投放的物料推送至好氧发酵堆肥腔内的推板4，推板4上固接有推杆2。在使用时，人工推动推杆2带动推板4将物料推入好氧发酵堆肥腔。推板4上设有外螺纹43，输料管49靠近好氧发酵堆肥腔处设有紧固件44，紧固件44上设有与推板4的外螺纹43相匹配的内螺纹45，推板4上还设有密封橡胶片42，这样，当进料口3进料完成后，通过推杆2使推板4的外螺纹43与内螺纹45配合形成螺纹连接，利用推板4和密封橡胶片42将进料口3封闭。

如图5所示，所述第一通风筒24和第二通风筒25上分别设有相互配合的第一孔洞50、第二孔洞51；如图3所示，所述第一通风筒24设有手柄36，发酵仓8的一侧端面上设有弧形的移动槽35（移动槽35的槽壁与发酵仓8形成密封结构），手柄36沿移动槽35滑动，所述手柄36可驱动第一通风筒24绕第二通风筒25旋转，从而使第一通风筒24具有使第一孔洞50与第二孔洞51叠合的打开状态以及使第一孔洞50与第二孔洞51交错的关闭状态。手柄36滑动到移动槽35一端时，第一通风筒24处于打开状态，为通风腔48的空气提供氧气与物料接触的通道，即通风腔48内的含氧气体可传送到好氧发酵堆肥腔内，手柄36滑动到移动槽35另一端时，第一通风筒24处于关闭状态，好氧发酵堆肥腔密封，将发酵产生的有害气体封闭在好氧发酵堆肥腔中，等待集中处理。为了防止物料掉出好氧发酵堆肥腔，所述第二孔洞51处覆盖有钢丝网。

如图6所示，所述第二不锈钢筒47的底部开设有若干第三孔洞（图中未示出），所述第二不锈钢筒47上固接有向下延伸的储液腔52，所述储液腔52的顶部将所有第三孔洞围住，所述储液腔52的底部通过弹簧铰链37安装有回弹挡水板39。为了保证密封效果，储液腔52最好为方形，另外，储液腔52的底部最好设有密封橡胶圈40，这样能够保证渗滤液厌氧发酵腔22的厌氧密封效果。在使用时，仅当储液腔52内的渗滤液达到一定重量的时候，回弹挡水板39才会打开，让渗滤液进入渗滤液厌氧发酵腔22，随后迅速回弹关闭储液腔52。

如图1和图2所示，所述发酵仓8上设有若干导风管5，所述导风管5从发酵仓8外部延伸到所述通风腔48内。所述导风管5可以有多个，交错安装在发酵仓8上。优选的，所述导风管5由一段直管和一段弯管构成，整体呈烟袋状，其中弯管位于发酵仓外，该形状有利于在第一通风筒24旋转时外部空气的导入，导风管5的具体数量可根据仓体大小设置。为了提高密封效果，所述导风管5上可增加开关阀，通气时开关阀打开。另外，为了进一步提高通气效果，也可以通过气泵等装置补充氧气。为了防止物料残渣掉出发酵仓，导风管5位于通风腔48内的端部设有钢丝网。

如图2和图7所示，所述通风-粉碎复合装置包括设置在物料好氧发酵堆肥腔内的中心转动轴23、可驱动中心转动轴23旋转的人工动力装置以及固定在中心转动轴23与第二通风筒25之间的若干刀轴31，所述刀轴31上设有彼此相互贯通的若干通风孔30，所述刀轴31上还安装有甩刀28。优选的，所述刀轴31沿第二通风筒25的径向设置。人工动力装置可采用手摇的方式，也可以采用如图1所示的脚踩踏板驱动方式，通过机架20上的支撑架16、踏板17、踏板旋转轴18、曲轴6、摇杆7组成一个类似缝纫机上的脚踩踏板驱动机构，通过脚踩的方式带动中心转动轴23及第二通风筒旋转，从而为物料好氧发酵堆肥腔内补充氧气并粉碎物料。在使第一通风筒24具有使第一孔洞50与第二孔洞51叠合的打开状态、带动中心转动轴23及第二通风筒旋转前，需要先排空物料好氧发酵堆肥腔内的气体。

具体实施时，如图7所示，一根刀轴31分成两段，在每段刀轴31的侧面对称焊接有两对刀辊32，根据发酵仓的直径，刀辊对数可增减，刀辊32上开孔且末端有钢丝网29封住，每个刀辊32上对称焊接有两对开刃的甩刀28。一根刀轴31上的通风孔30分成若干组，一组有4个，位于同一个轴截面上，比如分别位于刀轴的0度、90度、180度和270度位置。为了防止通风孔堵塞，所述刀轴的通风孔处覆盖有钢丝网。通风-粉碎复合装置可实现物料的破碎、通风补充氧气、调节物料湿度、降温等多种强化传质功能，大大提高了堆肥过程的处理效率和降解速率。

本发明相对于现有技术，具有占地小、无需动力、原料适应性强、无需预处理的优点，可放置于露天、阳台、温室大棚等多种场合使用。本发明采用多层次腔体结构，可同时实现固体残渣的好氧发酵和渗滤液的厌氧发酵，发酵产生的液体和固体残渣可作为富含有机质的肥料还田施用，过程中产生的气体及时收集，处理后排至大气，过程节能减排、绿色环保，实现废弃物堆肥中气、固、液三态产物的无害化处理。

实施例二

本实施例是在实施例一基础上的改进，其不同之处在于：本实施例中发酵仓8只有一个。

本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。