具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明提出了一种家庭用餐厨垃圾的好氧发酵设备。根据本发明的实施例，参考图1，该好氧发酵设备包括进料脱水装置100和箱体200。

根据本发明的实施例，参考图1，进料脱水装置100包括餐厨垃圾进料口101、辅料入口102、渗滤液出口103和出料口104，并且进料脱水装置100内具有进料螺旋10，即将餐厨垃圾经餐厨垃圾进料口101供给至进料脱水装置100内经进料螺旋10脱水后分离得到渗滤液和固体物料，其中渗滤液经渗滤液出口103排出，分离得到的固体物料与辅料混合后经出料口104排出，并且其中的进料螺旋可以手动旋转或电机带动旋转。并且餐厨垃圾进料口101用密封圈密封。

需要说明的是，本申请对进料脱水装置100的具体结构并不进行特别限制，只要能实现上述功能即可，例如参考图2，进料脱水装置100设在箱体200上，并且进料脱水装置100内沿水平方向依次设有进料脱水区11、过滤区12、缓冲区13和辅料区14，过滤区12下方设有排水区15，餐厨垃圾进料口101设在进料脱水区11，进料螺旋10设在进料区11且延伸至过滤区12，过滤区12的下游设有固体物料出口(未示出)，过滤区12与缓冲区13通过固体物料出口(未示出)连通，过滤区12的外围设有滤水筛网121，渗滤液出口103设在排水区15，辅料入口102设在辅料区14，并且辅料区14上设有第五开口141，辅料区14与缓冲区13通过第五开口141连通，出料口104设在缓冲区13的下方。具体的，参考图2，将家庭餐厨垃圾经餐厨垃圾进料口101供给至进料脱水区11，随着其内进料螺旋10的旋转，进料脱水区11内的餐厨垃圾被输送到过滤区12，在过滤区12内物料被挤压分离的渗滤液经过滤区12外围的滤水筛网121过滤后进入排水区15内，剩余的固体物料(含水率约为65wt％-70wt％)经过滤区12的下游设有固体物料出口(未示出)进入到缓冲区13，同时辅料区14内的辅料经第五开口141进入到缓冲区13与固体物料一起经设在缓冲区13下方的出料口104排出。

根据本发明的一个具体实施例，在进料脱水区11至过滤区12的方向上，进料螺旋10上螺旋叶片的螺距由右向左逐渐减小，空间的减小从而实现对物料的挤压。并且本领域技术人员可以根据实际需要对上述辅料区13中辅料进行选择，只要能实现餐厨垃圾的发酵即可，例如辅料为木屑，从而提高堆肥品质。优选地，餐厨垃圾与木屑的质量比为5：(2～2.5)，从而可以保持待发酵物料中的C/N质量比在25～30：1之间，能够保证堆肥的腐熟效果，减少NH₃和H₂S的排放。

根据本发明的实施例，参考图1，箱体200包括发酵仓21和水汽处理仓22，其中发酵仓21内自上而下包括生料发酵区211、半熟料发酵区212、熟料发酵区213和卸料区214，生料发酵区211的下游设有第一开口201，生料发酵区211与半熟料发酵区212通过第一开口201连通，半熟料发酵区212的下游设有第二开口202，半熟料发酵区212与熟料发酵区213通过第二开口202连通，熟料发酵区213的下游设有第三开口203，熟料发酵区213与卸料区214通过第三开口203连通，生料发酵区211与出料口104相连，并且生料发酵区211内设有刀片式破碎搅拌输送装置1，优选地，参考图3A，刀片式破碎搅拌输送装置1为双刀片式破碎搅拌输送装置，参考图3B，双刀片式破碎搅拌输送装置上的刀片的扭曲度为60°～120°，折弯度为60°～120°，从而能较好实现对物料的推移，打碎和混合的效果。进一步地，刀片式破碎搅拌输送装置1上的刀片的安装部(即刀片上与转轴直接连接的部分)与转轴的夹角为45°～90°，从而能进一步实现对物料的推移，打碎，和混合的效果，刀片朝向第一开口201倾斜，例如参考图3C，双刀片式破碎搅拌输送装置上的刀片的安装部与转轴的夹角为90°，参考图3D，双刀片式破碎搅拌输送装置上的刀片的安装部与转轴的夹角为45°，并且刀片式破碎搅拌输送装置1上相邻的刀片间距为3.2～4cm。

进一步地，参考图1和3A，半熟料发酵区212和熟料发酵区213内分别独立地设有螺旋式搅拌组件2，卸料区214设有卸料口204和进风装置29。具体的，进料脱水装置100中进行固液分离后的固体物料与辅料一起经设在进料脱水装置100上的缓冲区13底部的出料口104供给至发酵仓21的生料发酵区211，生料发酵区211的刀片式破碎搅拌输送装置1对其内的物料进行粉碎、搅拌和传输，然后物料经生料发酵区211下游的第一开口201被供给至半熟料发酵区212进行进一步发酵，并且在其内的螺旋式搅拌组件2的作用下经半熟料发酵区212下游的第二出口202供给至熟料发酵区213在其内进行彻底发酵，即将生料、半熟料和熟料分开进行发酵，并且通过分别控制生料发酵区211内的刀片式破碎搅拌输送装置1以及半熟料发酵区212和熟料发酵区213的螺旋式搅拌组件2的转速使各区物料量始终处于设备有效容积上限，延长了物料在发酵仓21中的停留时间，从而提高设备的处理能力和有机肥质量，熟料发酵区213产生的完全发酵熟料即有机肥经其下游的第三开口203排入到卸料区214，然后经卸料区214上的卸料口204排出(经卸料口204排出的有机肥的发酵种子发芽率可达到90％以上)，并且设置在卸料区214内的进风装置29自下而上为整个发酵仓供给空气，确保各区中好氧发酵的顺利进行。优选，卸料口204设置于第三开口203的正下方，并且上述进风装置29优选为增温进风装置，该增温进风装置包括离心式风机(未示出)、加热器(未示出)和流量计(未示出)，其中加热器设在离心式风机内，流量计设在离心式风机的出气口处，离心式风机供给空气，经其内加热器加热后向卸料区214供给热空气，从而调整生料发酵区211、半熟料发酵区212和熟料发酵区213内的发酵温度，优选经增温进风装置提供的热空气的温度为45-55°，并且通风量的流量控制在0.89～2.250L/min。

进一步地，刀片式破碎搅拌输送装置1和螺旋式搅拌组件2分别用电机带动。优选地，生料发酵区211内刀片式破碎搅拌输送装置1、半熟料发酵区212内螺旋式搅拌组件2和熟料发酵区213内螺旋式搅拌组件2的物料推移速度逐渐减小，因为物料降解、水分蒸发，物料总体积下降，所以物料越发酵到后期，物料推移速度越慢，使得物料始终处于有效容积的上限，提高了反应器的处理能力。

进一步，参考图1，生料发酵区211和半熟料发酵区212之间设有第一挡板23，第一开口201设在第一挡板23的端部，半熟料发酵区212和熟料发酵区213之间设有第二挡板24，第二开口202设在第二挡板24的端部，熟料发酵区213和卸料区214之间设有第三挡板25，第三开口203设在第三挡板25的端部，即利用挡板将生料发酵区211、半熟料发酵区212、熟料区213和卸料区214分隔开，从而实现将生料、半熟料和熟料分开进行独立发酵。根据本发明的一个具体实施例，生料发酵区211、半熟料发酵区212和熟料发酵区213的长分别独立地为55～65cm，宽分别独立地为20～30cm，高分别独立地为20～30cm，并且，同时半熟料发酵区212和熟料发酵区213内螺旋式搅拌组件2上螺旋叶片的螺距为16～20cm，转速为15～30r/min。

进一步地，参考图3A，生料发酵区211内设有多个第一U型槽26，每个第一U型槽内设有刀片式破碎搅拌输送装置1，并且刀片式破碎搅拌输送装置1的搅拌轴沿第一U型槽26的长度方向布置；半熟料发酵区212内设有多个第二U型槽27，每个第二U型槽内27设有螺旋式搅拌组件2，并且螺旋式搅拌组件2的搅拌轴沿第二U型槽27的长度方向布置；熟料发酵区213内设有多个第三U型槽28，每个第三U型槽内28设有螺旋式搅拌组件2，并且螺旋式搅拌组件2的搅拌轴沿第三U型槽28的长度方向布置。优选地，第一U型槽26、第二U型槽27和第三U型槽28的个数相同，并且第一U型槽26对应第一开口201的端部设有开口，并且第二U型槽27对应第二开口202的端部也设有开口，并且第三U型槽28对应第三开口203的端部也设有开口。

根据本发明的实施例，参考图1和4，发酵仓21与水气处理仓22之间设有隔板220，水气处理仓22内设有冷凝换热器221、臭气处理器222和水汽收集罐223，水汽收集罐223与渗滤液出口103相连，并且隔板220上设有第四开口205(优选第四开口205位于隔板220的中上部)，冷凝换热器221与生料发酵区211通过第四开口205连通，臭气处理器222具有臭气入口206和净化气出口207，臭气入口206与冷凝换热器221相连，冷凝换热器221与水汽收集罐223相连。具体的，将进料脱水装置100内固液分离产生的渗滤液直接供给至水汽收集罐223中，并且冷凝换热器221与生料发酵区221通过隔板220上的第四开口205连通，即将发酵仓21内发酵产生的臭气供给至冷凝换热器221进行换热，换热后分离的冷凝水供给至水汽收集罐223中，换热后的臭气供给至臭气处理器222中进行除臭净化后排放。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对冷凝换热器221和臭气处理器222的具体结构进行选择，只要能实现上述功能即可，根据本发明的一个具体实施例，参考图1和4，臭气处理器222自下而上设有沸石填充区2221、活性炭填充区2222和活性氧化铝填充区2223，臭气入口206设在沸石填充区2221，净化气出口207设在活性氧化铝填充区2223，即将发酵仓21内产生的发酵臭气供给至臭气处理器222内依次经沸石、活性炭和活性氧化铝进行处理。优选地，参考图4，沸石填充区2221与活性炭填充区2222之间设有隔板(未示出)，活性炭填充区222和活性氧化铝填充区2223之间设有隔板(未示出)，并且隔板(未示出)上设有开口，即经冷凝换热器221换热后的臭气在臭气处理器222内沿“S”型路径进行处理，从而确保排出的臭气无为无害，避免污染环境和危害人体。

根据本发明的一个具体实施例，箱体200为中空的长方体结构，发酵仓21设置于箱体的右侧，水气处理仓22设置于箱体200的左侧，并且发酵仓21与水气处理仓22之间设置一个竖直方向的隔板220。

进一步地，上述生料发酵区211、半熟料发酵区212和熟料发酵区213分别设有温度传感器(未示出)，用于监控生料发酵区211、半熟料发酵区212和熟料发酵区213的温度；净化气出口207处设有臭气浓度传感器(未示出，主要对氨气和硫化氢成分进行数据监测)，用于监控经臭气处理器222配出的净化气是否满足排放标准，水汽收集罐223和卸料区214分别设有位置传感器(未示出)，用于检测水汽收集罐223内液体高度以及卸料区214内堆料高度。

进一步地，参考图5，上述好氧发酵设备还包括智能控制终端400，智能控制终端400分别与温度传感器、臭气浓度传感器、位置传感器、离心式风机和流量计相连，且适于根据温度传感器、臭气浓度传感器、位置传感器、离心式风机和流量计的反馈，智能控制终端400实现对好氧发酵设备的调整，例如智能控制终端400分别与温度传感器、臭气浓度传感器、位置传感器、离心式风机和流量计通过数据线(未示出)相连，并且数据线与箱体200的内壁贴合。具体的，温度传感器采集生料发酵区211、半熟料发酵区212和熟料发酵区213的温度数据后反馈给智能控制终端400，当温度传感器反馈的平均温度小于45℃时，智能控制终端400控制增温进风装置启动向发酵仓提供热空气；当温度传感器反馈的平均温度大于55℃时，控制增温进风装置关闭。同时臭气浓度传感器采集经臭气处理器222处理后的净化气成分是否满足排放标准，若满足排放标准则反馈智能控制终端400显示绿灯，否则反馈智能控制终端400显示红灯。同时设在水汽收集罐223内的位置传感器采集其内液体位置高度数据，反馈智能控制终端400判断位置高度是否超过预设高度，是则红灯闪烁提醒操作者排放水汽收集罐223中液体，可以有效避免臭气的溢出，反之则显示绿灯，并且设在卸料区214内的位置传感器采集其内堆肥位置高度数据，反馈智能控制终端400判断位置高度是否超过预设高度，是则红灯闪烁提醒操作者取出卸料区214中腐熟的肥料即有机肥，反之则显示绿灯。

需要说明的是，智能控制终端400为本领域常规使用的控制设备，只要能实现上述功能即可，例如智能控制终端400包括电子显示屏、臭气浓度指示灯、卸料区容量指示灯、水汽收集罐容量指示灯、启动开关和急停开关等部件。

进一步的，上述箱体200的内壁上设有3～5cm厚的保温层(未示出)，该保温层用泡沫填充，并且该好氧发酵设备中，与餐厨垃圾接触的部位，均涂刷抗腐蚀涂层，本领域技术人员可以根据实际需要对抗腐蚀涂层的具体材料进行选择，只要能实现抗腐蚀即可，此处不再赘述。

与现有技术相比，本发明的家庭用餐厨垃圾的好氧发酵设备具有如下优点：

本发明的好氧发酵设备自动化程度高，操作者只需将家庭餐厨垃圾放进好氧发酵设备中，好氧发酵设备可以自动对餐厨垃圾进行挤压脱水、粉碎搅拌、输送、控制温度和臭气处理排放等智能操作；

本发明的好氧发酵设备堆肥效果好，本发明为双槽多层结构，使生熟物料分隔开来，搅拌曝气依据内部变化而变化，更能够满足用户对于肥料的使用需要；

本发明的好氧发酵设备无污染气体排放，气密性良好，产生的污染气体得到有效处理，防止产生二次污染；

本发明的好氧发酵设备适用性广，体积较小，适用于家庭厨房中，容积满足四口人家20天的垃圾，解决了目前家庭餐厨垃圾处理不便的问题，实现资源再利用。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

参考图5，将家庭餐厨垃圾供给至进料脱水装置100中进行固液分离后与木屑(固液分离后的餐厨垃圾与木屑的质量比为10:3一起供给至发酵仓21的生料发酵区211，生料发酵区211的刀片式破碎搅拌输送装置1上的刀片的扭曲度为80°，折弯度为70°，并且刀片的安装部与转轴的夹角为60°，相邻的刀片间距为4cm，利用该刀片式破碎搅拌输送装置1对生料发酵区211内的物料进行粉碎、搅拌和传输，然后物料经生料发酵区211下游的第一开口201被供给至半熟料发酵区212进行进一步发酵，并且在其内的螺旋式搅拌组件2(螺距为16cm，转速为15r/min)的作用下经半熟料发酵区212下游的第二出口202供给至熟料发酵区213在其内进行彻底发酵，在熟料发酵区213内螺旋式搅拌组件2(螺距为16cm，转速为15r/min)的作用下熟料发酵区213产生的完全发酵熟料即有机肥经其下游的第三开口203排入到卸料区214(生料发酵区211、半熟料发酵区212、熟料发酵区213和卸料区214中各物料温度、含水率和肥效(用发酵种子发芽率表示)分别如图6-8所示)，然后经卸料区214上的卸料口204排出，并且利用卸料区214布置的进风装置29自上而下为发酵仓供给空气。餐厨垃圾发酵温度、含水率和种子发芽率等指标满足相关标准要求，实现了餐厨垃圾的无害化处理。同时通过在水气处理仓22内设置冷凝换热器221、臭气处理器222和水汽收集罐223，进料脱水装置100上的渗滤液出口103与水汽收集罐223相连，即将进料脱水装置100内固液分离产生的渗滤液直接供给至水汽收集罐223中，并且冷凝换热器221与生料发酵区211通过隔板220上的第四开口205连通，即将发酵仓21内发酵产生的臭气供给至冷凝换热器221进行换热，换热后分离的冷凝水供给至水汽收集罐223中，换热后的臭气供给至臭气处理器222中进行除臭净化后排放。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。