[發明專利]一種廚余垃圾快速制肥裝置及方法

有效

• 申請號: 201811381519.3
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109293407B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 李愛民;馬姣;張雷
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C05F9/02
• 分類號: C05F9/02;C05F9/04
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;劉秋彤

1.一種廚余垃圾快速制肥方法，其特征在于，該方法基于一種廚余垃圾快速制肥裝置實現，所述的廚余垃圾快速制肥裝置包括三級主反應器、紅外輻射保溫單元、熱風供給單元和冷凝水滲濾液回流單元；

所述的三級主反應器包括三個反應器主體(3)，三個反應器主體(3)在豎直方向上平行布置，自上而下分別為一級反應器，二級反應器和三級反應器，一級反應器、二級反應器的出料口(12)分別與二級反應器、三級反應器的進料口(1)相連；每個反應器主體(3)均采用保溫材料包覆保溫，內設雙螺旋物料混合推進裝置(4)，用于將廚余垃圾推送至出料口(12)的過程中進行充分混合；出料口(12)和進料口(1)設置旋轉隔板，用于控制進出料；

所述的紅外輻射保溫單元包括紅外溫度控制器(6)、熱電偶和紅外加熱燈管(5)，三者均設置于反應器主體(3)頂部，熱電偶的探頭用于測量反應器內的溫度，紅外溫度控制器(6)通過控制紅外加熱燈管(5)來調控反應器主體(3)內的溫度；

所述的熱風供給單元包括風機、通氣管道、流量計和熱泵；通氣管道均勻鋪于各級反應器底部，一級反應器中的通氣管道依次與外部的第一流量計(9)、第一熱泵(8)、第一風機(7)相連，一級反應器上端的出氣口與第一熱泵(8)相連；二級反應器中通氣管道依次與外部的第二流量計(15)、第二熱泵(14)、第二風機(13)相連，第二風機(13)還與第一熱泵(8)相連，二級反應器上端的出氣口與第二熱泵(14)相連；三級反應器中通氣管道依次與外部的第三流量計(17)、第三風機(16)相連，第三風機(16)還分別與外部空氣、第二熱泵(14)相通；流量計用于控制通入各級反應器的通風量；熱泵一方面用于加熱待進入反應器的空氣，另一方面對于反應后的飽和濕度的熱出氣進行降溫放熱，并由下一級反應器的風機引入下一級反應器；

所述的冷凝水滲濾液回流單元包括蒸發水冷凝回流板(2)、集水槽(11)、水泵(10)和噴頭，兩個蒸發水冷凝回流板(2)安裝于一級反應器的頂部，并與集水槽(11)相連；一級反應器底部設置滲濾液出口，滲濾液出口上安裝濾網并與集水槽(11)相連；噴頭設置于二級反應器和三級反應器的內部頂端，均通過水泵(10)與集水槽(11)相連；蒸發水冷凝回流板(2)滴下的冷凝水以及反應中的滲濾液集于集水槽(11)，并通過水泵(10)噴淋于二級反應器、三級反應器；

廚余垃圾快速制肥方法步驟如下：

(一)一級反應器處理

向一級反應器內裝填廚余垃圾，控制紅外加熱的溫度為80-100℃，通風量為5-10m³/h，進氣溫度維持在80-100℃，停留時間為24h；廚余垃圾每小時攪拌一次，通過紅外輻射及熱風耦合方式實現廚余垃圾的快速脫水，使廚余垃圾含水率降至55％-60％；脫水過程中產生的蒸汽在一級反應器頂部冷凝，并與底部滲濾液混合進入集水槽(11)，一級反應器脫水處理后，廚余垃圾進入二級反應器；

(二)二級反應器處理

二級反應器首次運行前加入嗜高溫微生物，同時一級反應器飽和濕度出氣經熱泵換熱后進入二級反應器，二級反應器反應過程中，紅外輻射溫度控制在60-80℃，通風量控制在1-5m³/h，進氣溫度為60-80℃，每12h混勻攪拌一次；3-4天后當二級反應器中的廚余垃圾超過容積3/4后進行出料，進入三級反應器；反應過程中為維持廚余垃圾含水率55％以上，在廚余垃圾混合攪拌過程中，從集水槽(11)中引入冷凝水和滲濾液的混合液進行噴淋；后期連續運行過程中，二級反應器出料留有1/6-1/8，用于嗜高溫微生物的接種啟動；

(三)三級反應器處理

二級反應器出氣熱泵換熱后進入三級反應器，并補以新鮮空氣，維持廚余垃圾溫度30-40℃，通風量控制在1-5m³/h，每天混勻攪拌一次，同時在混勻攪拌過程中從集水槽(11)中引入冷凝水和滲濾液的混合液進行噴淋，維持堆體含水率55％以上；停留6-8天后，三級反應器出料即為廚余垃圾成熟堆肥產品。

2.根據權利要求1所述的一種廚余垃圾快速制肥方法，其特征在于，所述的雙螺旋物料混合推進裝置(4)的推進方向相反，在正向螺旋裝置末端設有翻板機構；正向螺旋裝置和反向螺旋裝置通過螺旋驅動機械結構相連實現同步運行，其速度通過變頻裝置控制；各級反應器中反向雙螺旋中的葉片之間增置橫向和縱向的攪拌葉片或攪拌桿，其間距為0.1～1.0米，其疏密程度根據反應器尺寸和物料特性進行調整。

3.根據權利要求1或2所述的一種廚余垃圾快速制肥方法，其特征在于，所述的嗜高溫微生物來源于污水處理廠的脫水污泥，經過不斷高溫馴化獲得。