[發明專利]一種基于自供電設計的電堆肥系統及方法

在審

• 申請號: 201910666647.0
• 申請日: 2019-07-23
• 公開（公告）號: CN110386836A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 唐家桓;上官華媛;吳佳雄;周順桂
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: C05F17/02
• 分類號: C05F17/02;C05F15/00;C05F17/00;H02N11/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 朱曉敏

本發明公開了一種基于自供電設計的電堆肥系統及方法，該系統包括堆肥反應器、自供電模塊、正極片、負極片及曝氣管，所述自供電模塊的輸出端正負極分別連接正極片和負極片，所述自供電模塊、所述正極片及所述負極片放置在堆體內，所述自供電模塊包括溫差發電片、集熱片及空心管，所述集熱片及所述空心管位于所述溫差發電片的兩面，所述曝氣管的出氣口在所述堆肥反應器內，所述曝氣管的入氣口在所述堆肥反應器外。該系統利用自供電模塊為堆體內的電極片提供電源，在堆體內形成電場，促進電子、離子、電荷移動，從而提高氧氣利用率，提高堆肥溫度、縮短堆肥周期、加速堆肥腐熟及節約成本。該發明可以廣泛應用于堆肥技術領域。

技術領域

本發明涉及堆肥技術領域，尤其涉及一種基于自供電設計的電堆肥系統及方法。

背景技術

有機固體廢物是一類含有大量碳、氫等元素的有機類物質，隨著經濟的快速發展，其產生量呈爆發式增長，已成為社會公眾關注的焦點問題。有機固體廢物是一種污染廢棄物，同時也是一種潛在的資源。好氧堆肥技術是有機固體廢物資源化利用的有效技術，具有成本低、運行操作簡單、處理得到的后續產品可作為有機肥二次利用等優點；該技術在有機固體廢物的治理和資源化利用中得到廣泛應用。

好氧堆肥的基本原理是在有氧的條件下，好氧微生物通過自身的生命活動把一部分有機物氧化成簡單的無機物，并釋放出熱量；同時把另一部分有機物轉化合成新的細胞物質，使微生物生長繁殖，產生更多的生物體，而未能降解的殘留有機物部分轉化為腐殖質，最終將有機廢物被礦質化和腐殖化；利用所產生的高溫來殺死原材料中的病菌、蟲卵和雜草種子，達到無害化的目的。

在傳統好氧堆肥工藝中，普遍存在堆體溫度低、堆肥周期長、病原微生物殺滅不徹底、腐熟效果差(發酵后續產品質量差)等缺點。而且，高溫好氧發酵過程需要大量并且長時間的曝氣，同時由于氧氣難溶于水，所以大部分氧氣未經微生物利用又直接揮發損失，從而導致大量曝氣為無效曝氣，這就增加了能耗成本、臭氣擴散以及氨氮的損失，因而制約堆肥化技術的推廣應用。前期研究發現：在堆體中施加直流電場，即可提高堆肥溫度、加速堆肥腐熟、削減溫室氣體(氧化亞氮)排放、縮短堆肥的周期。但是施加直流電場需要化學工作站及電源輸入，產生的熱量未能有效利用，給現場應用帶來極大的不便。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的是提供一種基于自供電設計的電堆肥系統及方法。該系統利用自供電模塊為堆體中的電極提供直流電源，促使電子、離子、電荷快速移動，從而提高氧氣利用率，提高堆肥溫度、縮短堆肥周期、加速堆肥腐熟以及消減氧化亞氮排放。

第一方面，本發明實施例提供了一種基于自供電設計的電堆肥系統，包括：堆肥反應器、自供電模塊、正極片、負極片及曝氣管，所述自供電模塊的輸出端正負極分別連接正極片和負極片，所述自供電模塊、所述正極片及所述負極片放置在堆體內，所述自供電模塊包括溫差發電片、集熱片及空心管，所述集熱片及所述空心管位于所述溫差發電片的兩面，所述曝氣管的出氣口在所述堆肥反應器內，所述曝氣管的入氣口在所述堆肥反應器外。

優選地，所述自供電模塊還包括隔離管，所述空心管嵌套在所述隔離管外部。

優選地，所述自供電模塊還包括穩壓轉換模塊，所述溫差發電片的輸出端正負極分別連接所述穩壓轉換模塊的輸入端正負極，所述穩壓轉換模塊的輸出端正負極分別連接所述正極片和所述負極片。

優選地，所述溫差發電片為若干個，當所述溫差發電片大于或等于2個時，所述溫差發電片串聯連接。

優選地，所述空心管為通風管或通水管。

優選地，所述集熱片為導熱材料，包括銅及鋁合金。

優選地，所述隔離管為非導熱材料，包括塑料。

優選地，還包括保溫層，所述保溫層設置在所述堆肥反應器的外側。