阅读说明：本技术 一种智能有机废弃物好氧发酵装置及方法 (intelligent organic waste aerobic fermentation device and method ) 是由 左东升 马程 陈宁 于 2019-12-10 设计创作，主要内容包括：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。(The invention discloses an intelligent organic waste aerobic fermentation device and a method, belonging to the field of waste treatment, wherein the fermentation device comprises a stirrer, a fixed frame, a driving motor, a moving assembly, a rail, an instrument and a control box, wherein the stirrer can select different stirring forms according to the types of materials and is connected with the driving motor through a coupling, the moving assembly moves on the respective rail under the driving of the respective driving motor and can drive the stirrer and the fixed frame to move transversely, longitudinally and vertically within the coverage range of the rail, the instrument and the control box are arranged on the fixed frame and can move along with the fixed frame and perform real-time monitoring and control, the control box is used for system power distribution and data acquisition and analysis to realize whole-process intelligent control, and the device can be arranged in a box body or above a tank to realize the movement and turning of the materials under the coverage surface, parameter monitoring and intelligent control, so that the automation and intelligent control level are improved, and the high-efficiency intelligent fermentation of the organic wastes is realized.)

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。

附图说明

为了更清楚地说明本公开内容的技术方案，下面参照附图描述本申请的

具体实施方式

。

图1示出了根据本发明的一种智能有机废弃物好氧发酵装置的示意图。

附图标记说明；

10：搅拌器；20：固定架；31：搅拌器驱动电机；32：上下移动驱动电机；33：横向移动驱动电机；34：纵向移动驱动电机；41：上下移动组件；42：横向移动组件；43：纵向移动组件；51：上下移动轨道；52：横向移动轨道：53：纵向移动轨道；60：仪表；70：控制箱；

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

在根据本公开内容的一个实施方式中，提供了一种用于处理有机废弃物的智能好氧发酵装置。该设备包括如下部件：

移动组件，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；其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。

驱动电机，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。

其中，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。

搅拌器，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；其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。

仪表，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。

控制箱，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。

在本发明的一个实施方案中，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。

下面，结合图1具体说明根据本公开内容的一个实施方式。该实施方式仅是示例性的，本公开内容并不限于下述具体实施方式的具体细节。

如图1所示，在根据本公开内容的一个用于处理有机废弃物的智能好氧发酵装置中，包括：搅拌器10、固定架20、搅拌器驱动电机31、上下移动驱动电机32、横向移动驱动电机33、纵向移动驱动电机34、上下移动组件41、横向移动组件42、纵向移动组件43、上下移动轨道51、横向移动轨道52、纵向移动轨道53、仪表60、控制箱70。

其中，本装置可安装在一个箱体内或槽池上，箱体或槽池底部设曝气管道，顶部设排气管道；纵向移动轨道53沿箱体长边水平安装，距底部1.5m；横向移动轨道52沿箱体宽边水平安装；

搅拌器10及搅拌器驱动电机31、仪表60、控制箱70及上下移动驱动电机32等安装于固定架20上，整体作为上下活动单元通过上下移动组件41与横向移动组件42相连接。横向移动组件42与横向移动轨道52相连接构成横向移动单元，并在横向移动驱动电机33作用下带动横向移动单元和其上部的上下活动单元整体进行横向移动。横向移动单元通过纵向移动组件43与纵向移动导轨53相连，在纵向移动驱动电机34作用下带动横向移动单元和其上部的上下活动单元整体进行纵向移动。

上述搅拌器10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；其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10与水平面的角度来改变翻抛效率。

进一步，搅拌器10通过联轴器与搅拌器驱动电机31连接成整体，并在其驱动下快速旋转，实现物料搅拌、翻抛；

上述仪表60与固定架20采用线性滑轨进行上下移动，仪表60种类包括温度仪、氧浓度仪，其数据通过线缆传至控制箱70内。

上述控制箱70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31、32、33、34，驱动搅拌器10移动及运转，实现物料移动、翻抛。

利用上述有智能机废弃物好氧发酵装置，对有机废弃物好氧进行发酵的方法具体包括以下步骤：

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31带动搅拌器10快速旋转来实现物料搅拌、翻抛，同时该搅拌器10及仪表60、控制箱70作为整体可在纵向移动导轨53区域内进行上下、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60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。最终实现对污泥、垃圾、餐厨等有机废弃物的无害化及资源化处理。在此条件下，有机废弃物在好氧微生物的作用下可进行高温好氧发酵，于7～15天内完成高温发酵。

该装置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。

实施例一

本实施例提供一种智能有机废弃物箱式好氧发酵装置，可对城市生活污水处理厂产生的脱水污泥进行好氧发酵处理，使处理后的污泥满足稳定化要求，最终实现废弃物资源化。

如图1所示，该系统包括：搅拌器10、固定架20、搅拌器驱动电机31、上下移动驱动电机32、横向移动驱动电机33、纵向移动驱动电机34、上下移动组件41、横向移动组件42、纵向移动组件43、上下移动轨道51、横向移动轨道52、纵向移动轨道53、仪表60、控制箱70。

其中，本装置安装在一个宽4m的混凝土发酵槽上，槽底设曝气管道，顶部设集气罩，污泥与辅料均匀混合后的混合料从一侧进入发酵槽，等待智能好氧发酵装置进行处理；纵向移动轨道53沿槽体水平安装，距底部1.5m；

搅拌器10及搅拌器驱动电机31、仪表60、控制箱70及上下移动驱动电机32等安装于固定架20上，整体作为上下活动单元通过上下移动组件41与横向移动组件42相连接。横向移动组件42与横向移动轨道52相连接构成横向移动单元，并在横向移动驱动电机33作用下带动横向移动单元和其上部的上下活动单元整体进行横向移动。横向移动单元通过纵向移动组件43与纵向移动导轨53相连，在纵向移动驱动电机34作用下带动横向移动单元和其上部的上下活动单元整体进行纵向移动。

上述搅拌器10由主轴及其配套搅拌叶片组成，根据污泥特性，本实施案例选用双轴螺旋形式；其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10与水平面的角度来改变翻抛效率，本案例安装角度为45°。

进一步，搅拌器10通过联轴器与搅拌器驱动电机31连接成整体，并在其驱动下快速旋转，实现物料搅拌、翻抛；

上述移动组件与轨道的传动形式均采用链条传动形式；

上述仪表60与固定架20采用线性滑轨进行上下移动，仪表60种类包括温度仪、氧浓度仪各1只，其数据通过线缆传至控制箱70内。

上述控制箱70采用全密封性型，箱体尺寸450×300×250mm，防护等级为IP65，具有防水、防尘、防爆能力；该控制箱实时采集和分析温度仪、氧浓度仪传回的数据，并根据控制程序开启或关闭搅拌器驱动电机31、上下移动驱动电机32、横向移动驱动电机33、纵向移动驱动电机34，其中开关搅拌器驱动电机31可对物料进行翻抛；开关上下移动驱动电机32可实现搅拌器升起与落下；开关横向移动驱动电机33可横向移动搅拌器，将物料进行横向移动；开关纵向移动驱动电机34可纵向移动搅拌器，将物料进行纵向移动；最终实现物料在发酵箱体内的移动与翻抛。

利用上述好氧发酵装置对经过预处理的污泥进行发酵处理，与辅料混合均匀的污泥从发酵箱体一侧进入。智能好氧发酵装置的驱动电机31带动搅拌器1快速旋转来实现物料搅拌、翻抛，同时该搅拌器10及仪表60、控制箱70作为整体可在纵向移动导轨53区域内进行上下、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，近而将物料不断向尾端移动。仪表60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。最终实现对污泥、垃圾、餐厨等有机废弃物的无害化及资源化处理。最终使得污泥在混凝土发酵槽内高效进行及智能控制，最终实现对污泥的无害化处理及资源化。在此条件下，有机废弃物在好氧微生物的作用下可进行高温好氧发酵，于7～15天内完成高温发酵。

经过上述系统处理后污泥的性状如下：含水率<45％；有机物降含量>200g/kg干污泥，蠕虫卵死亡率>95％，粪大肠菌群菌值>0.01，出料粒径平均<3mm，满足《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》(GB/T24600-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T23486-2009)的相关要求。

该最终可以大大提高有机废弃物的发酵效率，发酵周期缩短至10～15天，同时好氧发酵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。

实施例二

本实施例提供一种智能有机废弃物箱式好氧发酵装置，可对经过预处理的餐厨垃圾进行处理，使处理后的产品满足稳定化要求。

该系统结构与图1基本一致，不同的是该装置安装在一个标准集装箱(长×宽×高＝12×2.35×2.39m)内，箱体底部设曝气管道，顶部设排气管道；纵向移动轨道53沿箱体长边水平安装，距底部1.5m；搅拌器10选用螺旋式单轴搅拌形式；横向、纵向移动组件与轨道的传动形式采用链条传动形式，上下移动组件与轨道的传动形式采用齿条形式。

利用上述好氧发酵装置对经过预处理的餐厨垃圾进行发酵处理，餐厨垃圾从发酵箱体一侧进入。智能好氧发酵装置的驱动电机31带动搅拌器10快速旋转来实现物料搅拌、翻抛，同时该搅拌器10及仪表60、控制箱70作为整体可在纵向移动导轨53区域内进行上下、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，近而将物料不断向尾端移动。仪表60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。最终实现对污泥、垃圾、餐厨等有机废弃物的无害化及资源化处理。在此条件下，有机废弃物在好氧微生物的作用下可进行高温好氧发酵，于7～15天内完成高温发酵。在此条件下，餐厨垃圾在好氧微生物的作用下可进行高温好氧发酵(55～65℃)，于7～10天内完成高温发酵，实现餐厨垃圾的无害化、稳定化处理。

经过上述系统处理后餐厨生活垃圾的性状如下：含水率20～40％；有机物降含量>200g/kg干垃圾，蠕虫卵死亡率>95％，粪大肠菌群菌值>0.01，满足《城市生活垃圾好氧静态堆肥处理技术规程》的相关要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。