一种生活垃圾堆肥装置的制作方法

本实用新型属于固废处理设备领域，具体涉及一种生活垃圾堆肥装置。

背景技术：

生活垃圾堆肥工艺分为好氧发酵与厌氧发酵两种。厌氧发酵工艺由于有机物分解缓慢、发酵周期长(4～6个月)、占地面积过大而不适合大规模的生活垃圾处置。现代工艺大多采用好氧堆肥，它具有有机物分解率高、堆肥周期短、气味较小的优点，代表了堆肥工艺发展的主流。

目前国内外正在研究开发的生活垃圾好氧发酵堆肥技术都是采用进料、搅拌、通气、出料同时进行的高效发酵工艺装置，其核心是好氧发酵槽。发酵槽按照形状可分为四类：立式多段发酵槽、筒仓式发酵槽、卧式旋转发酵槽、卧式敞口发酵槽。立式多段结构设备复杂，不易操作，卧式结构处理能力低。而筒仓式结构生产能力大且设备简单，易于操作。

但是目前筒仓式结构需要较大能耗的搅拌且物料的氧气输送效果分布不均匀。基于此，将传统的筒仓式分割成多层结构，且每层不停刮动，能够保证每层盘上物料的厚度和均匀，能够克服生活垃圾堆体内、外部的氧气不均的缺陷，提高氧气利用率，从而可以获得均匀的物料。

技术实现要素：

基于现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种生活垃圾堆肥装置，可以有效提升物料与氧气的接触，而且巧妙通过底部保温层确保每层物料都处在最佳的堆肥温度下，实现高效快速堆肥。

本实用新型所采用的具体技术方案如下：

一种生活垃圾堆肥装置，其包括外壳，外壳顶部设有物料进料口，外壳内部设有若干层圆盘形的物料盘，每个物料盘开设有沿径向延伸的物料下落口，且上下两个物料盘上的物料下落口投影不重合；物料盘的外边缘与外壳内壁之间预留缝隙；外壳中竖向设置有一条中心轴，在每个物料盘上方至少固定有一个刮耙，且刮耙的端部固定于中心轴上同步转动；刮耙的齿状耙片平行于物料盘上表面且保持一定间隔，使齿状耙片在中心轴带动下与物料盘上表面相对转动；装置底部设置有出料装置，且出料装置进料口位于最下方的物料盘上的物料下落口正下方；外壳的内底部设有曝气管和废水排出口。

本实用新型的作用原理为：

1)反应器上部投加物料，而物料则会在旋转耙片的作用下，顺着物料盘均匀分布，不断落下的物料被摊平，多余的物料会通过盘上的物料下落口落入下一层物料盘。基于此，每层物料盘上都可以均匀分布物料，且不断翻动和更新。

2)装置底部设有曝气装置，保证整个装置的通风效果。通过调控轴的转速来调控生活垃圾的堆肥时间。

优选地，所述物料盘直径为500mm～900mm，每层之间间距为100mm～200mm，物料盘的外边缘与外壳内壁之间预留的缝隙大于50mm。物料盘间距太大，层数有限，导致整个装置生产能力有限，间距太小，无法安装耙片。预留的缝隙可供下方的空气上流。

优选地，所述的物料下落口为长方形，且长边沿物料盘的径向。

进一步的，所述的物料下落口长度为40mm～50mm，宽度为30mm～50mm。若开孔太大，垃圾直接落入最后一层物料盘，未达到有效的堆肥时间；若开孔太小，垃圾无法落入下一层。

优选地，所述的物料下落口在不同层物料盘上均匀错开分布，所有物料下落口靠近中心轴的起点位于与中心轴同轴且半径为70mm～100mm的同心圆上，每相邻层之间物料下落口的夹角角度A＝360°/n，n为物料盘总层数。孔口若不错开分布，上一层物料会直接落入下一层物料盘，无法达到每层物料盘均匀分布物料堆肥的效果。

优选地，所述的外壳的高度H为1～1.5m，直径为高度H的3/5～4/5，装置太高不利于垃圾的投放，装置太低堆肥时间和产量有限。

优选地，所述的物料盘底部均设有供热水或蒸汽通过的1mm～3mm厚的中空保温层。每层物料盘下的保温层，可以保证物料堆肥温度的均一。若保温层设置太厚，不利于热量的传导，太薄无法在夹层中安装导热管。

优选地，所述的刮耙的材质为不锈钢材质，相邻层刮耙之间的安装夹角B＝360°/n，n为物料盘总层数。

优选地，所述每个刮耙上的耙片距离物料盘上表面的高度能够自由调节，以便改变盘上的物料层厚度。

优选地，所述的出料装置采用无轴螺旋输送机，以实现物料的顺畅输送。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型装置能够保证每层盘上物料的厚度和均匀，能够克服生活垃圾堆体内、外部的氧气不均的缺陷，提高氧气利用率；

(2)本实用新型装置每层设有的保温层可以确保物料堆肥温度的均一，能够克服生活垃圾堆体内、外部温度不均的缺陷；

(3)本实用新型装置可以通过调节转速，方便快捷地控制物料出料时间；

(4)本实用新型装置堆肥稳定化率高，堆肥时间短，堆肥能耗低，从而在保障堆肥效果和效率的前提下显著降低了生活垃圾堆肥的运营成本；

(5)本实用新型装置实现了在箱体的封闭空间内对生活垃圾的立体分层堆肥处理，占地面积小，设备投资小。

附图说明

图1是本实用新型堆肥装置示意图。

图2是本实用新型堆肥装置俯视图

图3是本实用新型堆肥装置物料盘俯视图

图中所示附图标记如下：

进料口1、物料盘2、刮耙3、出料装置进料口4、出料装置出料口5、外壳6、曝气管7、物料盘下料口8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述和说明。本实用新型中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

如图1所示，一种生活垃圾堆肥装置，该装置包括一个圆筒状的外壳6，一般而言外壳6的高度H为1～1.5m，直径为高度H的3/5～4/5。外壳6顶部开设有物料进料口1，待堆肥的物料可通过该物料进料口1进入装置内部。外壳6内部设有多层圆盘形的物料盘2，物料盘直径为500mm～900mm，每层物料盘2之间间距为100mm～200mm，物料盘2的外边缘与外壳6内壁之间预留的缝隙大于50mm。外壳6中竖向设置有一条中心轴，在每个物料盘2上方固定有一个刮耙3，且刮耙3的横柄端部固定于中心轴上与轴同步转动。刮耙3的齿状耙片平行于物料盘2上表面且保持一定间隔。物料盘2固定不动，而刮耙3的齿状耙片则在中心轴带动下与物料盘2上表面相对转动，由此将物料盘2上的物料均匀铺展。优选的，中心轴速度为1～10rmp，若转速太快，物料停留时间过短，无法获得良好的堆肥产品，若转速太慢，整个装置处理能力减小。每个刮耙上的耙片厚度为1～3mm，高度为30～80mm，宽度为50～60mm，以能够顺畅地刮料为准。

而每个物料盘2上均开设有一条沿径向延伸的物料下落口8，物料下落口为长方形，且长边沿物料盘2的径向。物料下落口长度为40mm～50mm，宽度为30mm～50mm，相邻孔间距为5mm～10mm。待堆肥的物料经过物料进料口1进入装置内部后，堆积于顶部的物料盘上，然后被刮耙3铺展均匀，多余的物料则通过物料下落口落至第二层物料盘2上，继续铺展，并逐层掉落。且为了防止上层的物料直接穿过下一层物料盘，需保证上下两个物料盘2上的物料下落口在水平面上的投影不重合。一种较佳的实现方式是，物料下落口在不同层物料盘2上均匀等角度错开分布，所有物料下落口靠近中心轴的起点位于与中心轴同轴的一个同心圆上，同心圆半径为70mm～100mm。每相邻层之间物料下落口的中心线夹角角度A＝360°/n，n为物料盘2总层数。由此，物料能够在所有物料盘2上均匀铺展。同样的，刮耙3的材质为不锈钢材质，相邻层刮耙之间的安装夹角B＝360°/n，n为物料盘2总层数。由于物料盘上的物料堆积厚度是由耙片距离物料盘2上表面的高度调整的，因此为了使得物料盘上的物料厚度可调，每个刮耙3上的耙片距离物料盘2上表面的高度能够自由调节。一种实现方式是利用螺丝和螺母固定耙片，通过松紧螺母来调节耙片高度，使用螺母安装，当耙片故障也可以便捷地进行更换。

物料堆肥完成后需通过出料装置进行出料。因此，在最下方的物料盘2下方设置有出料装置，且出料装置进料口4位于最下方的物料盘2上的物料下落口正下方，出料装置出料口5位于外壳6的外部。本实施例中出料装置采用无轴螺旋输送机实现，通过轴的旋转将物料挤出至出料口。另外，外壳6的内底部需要设有曝气管7，用于根据工艺需求对装置内部进行曝气，曝气管7需连接外部风机等曝气设备。外壳6的底部还设有一个废水排出口，用于排出堆肥过程产生的废水。

另外，为了保持物料堆肥过程中的温度，每个物料盘2底部均设有供热水或蒸汽通过的1mm～3mm厚的中空保温层。中空保温层中可以通过通入热水或蒸汽进行热管换热，维持一定的温度。

下面利用该装置进行堆肥试验，以便本领域技术人员更好地理解本实用新型的效果。

实施例1

从某高校食堂收捡50斤餐厨垃圾，分拣破碎混入一定量的菌糠后，通过输送机传送至进料口，导入堆肥反应器。餐厨垃圾含水率75％，pH 6，有机质质量分数为91.5％，C/N比为17.34，菌糠含水率为11.13％，pH 7.6，有机质质量分数为83.1％，C/N比为185.9。混合物的含水率为68％、C/N比为28。调节中心轴的转速为5rmp，在15天出料。对出料进行发芽指数GI测试，所用的种子为雪里蕻种子，发芽率90％，获得了对植物无毒的肥料。而其他堆肥设备获得同等无毒生活垃圾堆肥产品，其堆肥时间至少需要20天以上，本装置将堆肥时间缩短了近1个星期，显著降低了生活垃圾堆肥的运营成本。

实施例2

从某高校食堂收捡50斤餐厨垃圾，分拣破碎混入一定量的秸秆后，通过输送机传送至进料口，导入堆肥反应器。餐厨垃圾含水率75％，pH 6，有机质质量分数为91.5％，C/N比为17.34，秸秆含水率为7.2％，pH 6.22，有机质质量分数为92.3％，C/N比为249.5。混合物的含水率69％、C/N比为29.5。调节中心的轴的转速为5rmp，在15天出料。通过对装置中的温度检测可以发现，该装置堆肥过程中，其最高温度可达到55.9℃，并且持续13d维持在50℃以上，已经达到无害化要求。其他堆肥设备的高温期短且不稳定，相比而言，该装置可以保证高温期持久稳定，获得高稳定且无害化堆肥产品。

以上所述仅为本实用新型专利的具体实施案例，但本实用新型专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。