专利名称：一种处理有机废弃物的系统的制作方法
技术领域：
一种处理有机废弃物的系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种处理有机废弃物的系统，属于有机废弃物处理技术领域。
背景技术：
[0002]近几年，随着我国经济的快速发展，人民生活水平不断提高，一方面人类生产生活所产生的有机垃圾也不断增多，有机垃圾得不到妥善处理，自然发酵，产生的臭味严重污染了农村居民的生活环境，另一方面农村养殖业集约化程度不断增加，由于多数养殖场没有配备养殖场粪污资源化利用设施，养殖场产生的大量固体废弃物和有机废水已成为一些地区特别是农村及城市郊区的主要污染源之一。农村有机垃圾与养殖场废弃物由于得不到及时处理，污染了水质有机废弃物中的某些有害物质，如蛋白质、脂肪酸腐败的产物能溶解于水，使水具有臭味，从而恶化了水质，使之不适于人畜的饮用。污染空气；有机废弃物通过微生物的作用，碳水化合物分解为甲烷、有机酸和醇类等带酸臭味的气体；蛋白质和脂类分解为氨、硫化氢等有恶臭的含氮硫的化合物。另外，随着全球人口的增长，人类活动的加剧， 使得大气中温室气体的含量成倍增加，全球变暖已经成为全世界所关注的热点，甲烷作为一种重要的温室气体，其导致全球气候变暖的能力是二氧化碳的21倍。如果甲烷不加以利用，将对温室效应产生很大的负面影响。废弃物最行之有效的措施是通过厌氧消化并制取沼气，目前推广的沼气工程反应装置基本上是采用UASB、USR、CSTR、斜流隧道式厌氧滤床、 干发酵等反应器。主要用于处理养殖场粪污，但这些反应器反应速度慢，工程大、投资费用高，进出料困难，运转费用较高。好多沼气工程不能正常维持运转。目前对于农村有机垃圾厌氧处理的系统还没有见到理想的措施。实用新型内容[0003]针对以上的技术不足，本实用新型提供一种处理有机废弃物的系统，该系统采用地下轨道式结构、利用有机废弃物 制取沼气，既可以处理养殖场粪污又可以处理其它有机废弃物。该系统节约成本达50%左右、其产气率与处理效率较现有的处理设备提高2-3倍， 经济效益和环保产值都大幅提高。[0004]本实用新型的技术方案如下[0005]一种处理有机废弃物的系统，包括弧形处理池和物料网箱，所述弧形处理池包括入口好氧区、厌氧区和出口好氧区；所述的厌氧区位于在弧形处理池的底部位置，在厌氧区的两边分别对称设置有入口好氧区和出口好氧区与厌氧区相连通；在所述弧形处理池的顶部且与所述厌氧区对应的位置设置有带导气管的拱形顶；在弧形处理池的池底贯穿入口好氧区、厌氧区和出口好氧区设置有轨道，所述的物料网箱沿轨道承载有机废弃物依次经过入口好氧区、厌氧区和出口好氧区；所述的导气管通过单向阀与沼气出气管相连。[0006]根据本实用新型优选的，所述的物料网箱包括不锈钢箱壁，在所述的不锈钢箱壁上均匀分布设置有直径为l_2cm的通孔，相邻通孔之间的间距为2-3cm，在所述不锈钢箱壁的内侧设置有由网丝编成的网孔为8-10目的网片，所述网丝的直径O. 3-0. 5mm。此处设计的优点在于，所述通孔均匀排布在箱壁上，便于物料网箱内的有机废弃物与弧形处理池内的水充分接触；所述的网片的作用在于阻止物料从物料网箱内脱出，造成出料困难。[0007]根据本实用新型优选的，所述的物料网箱的底部设置有轮子。所述轮子嵌入池底的轨道内，沿轨道横穿弧形处理池，对物料网箱所承载有机废弃物顺次完成有氧、无氧和有氧的无害化处理。[0008]根据本实用新型优选的，在弧形处理池内设置有多个相连的物料网箱，所述相邻物料网箱之间通过金属链环相连；在出口好氧区处设置有牵引机构，所述的牵引机构与靠近出口好氧区的物料网箱相连。当有多组有机废弃物需要处理时，多个物料网箱依次经入口好氧区、厌氧区和出口好氧区，最终通过牵引机构将相连的物料网箱由出口好氧区牵出， 不但保证了单个物料网箱中有机废弃物的充分发酵，还解决了现有处理设备不能定时、定量的循环处理物料的技术难题，大大提高了处理效率。[0009]根据本实用新型优选的，在所述轨道底部设置有H形气体回流分管与气体回流总管相连，所述气体回流总管通过气体增压泵与拱形顶的导气管相连通，所述气体回流总管采用直径6-12cm的PPR管，H形气体回流分管采用直径4-8cm的PPR管，在H形气体回流分管上每间隔5-lOcm，开设一直径2-3cm的圆孔。本实用新型通过气体增压泵对弧形处理池内所产生的沼气进行增压，通过H形气体回流分管上的圆孔回流至弧形处理池池底，用于搅拌物料网箱中的有机废弃物，以减少发酵盲区，提高产气率。所述的PPR管又叫三型聚丙烯管，采用无规共聚聚丙烯经挤出成为管材，注塑成为管件，PPR是80年代末，采用气相共聚工艺使5%左右PE在PP的分子链中随机地均匀聚合(无规共聚)而成为新一代管道材料，它具有较好的抗冲击性能和长期蠕变性能。[0010]根据本实用新型优选的，所述拱形顶的拱高为厌氧区宽度的1/3 — 3/4。本实用新型的优势在于[0012]I、本实用新型采用专用物料网箱放置有机废弃物，对有机废弃物的种类要求不再有局限性本实用新型既可以处理养殖场动物粪便，也可处理人类生产生活所产生的有机垃圾，不再需要对原料进行预粉碎处理。本实用新型直接从源头上避免了由于发酵原料单一，导致原料匮乏，沼气工程无法正常运转的问题。[0013]2、本实用新型中采用了具有入口好氧区、厌氧区、出口好氧区三个功能区的弧形处理池，采用了好氧-厌氧-好氧的处理模式，入口好氧区兼有物料进入与物料水解酸化的功能，提高厌氧发酵的效率，同时提高系统产气率。[0014]本实用新型的弧形处理池分三个功能区间，有机废弃物连续经过好氧-厌氧-好氧三种模式处理。其中入口好氧区有两个功能一是将物料网箱导向进入弧形处理池，二是有机废弃物在此区得到水解酸化，以提高后续厌氧发酵的效率，提高产气率；厌氧区主要是对水解酸化过的有机废弃物进行厌氧发酵及进一步分解，制取新能源沼气，厌氧区的长度要符合物料载体的长度的整数倍，使整数个物料网箱能够完全浸入弧形处理池的水下；出口好氧区，将厌氧发酵完毕的物料牵引导向至出口好氧区，进行进一步的好氧处理；由于整个处理池呈弧形底凹式设计，所有物料在厌氧处理之前或厌氧处理之后都能使得自身浸出的液体回流至反应池中，加速后续发酵和产气流程。处理完毕后，通过牵引设备将物料拉出弧形处理池，做进一步资源化利用，其中出口好氧区与入口好氧区的长度相同。[0015]3、本实用新型在弧形处理池底设置了轨道与输出设施，使承载有机废弃物的物料网箱进出处理池更为方便，大大降低了常规厌氧反应系统进出料的难度，提高了系统效率， 降低了系统运转成本。[0016]4、本实用新型还在弧形处理池的池底设置了气体回流装置，通过气体增压泵对弧形处理池内所产生的沼气进行增压，通过H形气体回流分管上的圆孔回流至弧形处理池池底，用于搅拌物料网箱中的有机废弃物，以减少发酵盲区，提高产气率。[0017]5、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于[0018](I)反应速度快，比国内目前常用厌氧消化反应系统效率提高2 3倍；[0019](2)系统效率高、体积小、占地省、节省投资50%左右；[0020](3)系统的物料网箱彼此牵引，像过山车一样依次穿过好氧区、厌氧区和好氧区， 保证待处理物料定时、定量的得到高效发酵处理，确保沼气产出的连续性。整体结构简单巧妙，容易操作；(4)该系统所有的物料均装在在物料网箱中，防止堵塞、防短路；[0022](5)该系统进出料方便，运转费用低；[0023](6)该系统可以处理多种有机废弃物，对发酵原料的种类与特性没有特殊要求，适用性更广。
[0024]图I是本实用新型的有机废弃物处理系统的结构不意图；[0025]图2是本实用新型的有机废弃物处理系统的剖面示意图；[0026]图3是轨道、气体回流总管和气体回流分管的结构示意图。[0027]在图1-3中，I、物料网箱；2、弧形处理池；2_1、入口好氧区；2_2、厌氧区；2_3、出口好氧区；3、轨道；4、牵引机构中的滑轮；5、导气管；6、金属链环；7、气体增压泵；8、牵引机构中的电机；9、单向阀；10、气体回流总管；11、H形气体回流分管；12、拱形顶；13、轮子； 14、沼气出气管。
具体实施方式
[0028]
以下结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此。[0029]实施例I、[0030]利用本实用新型所述的处理有机废弃物系统处理山东省章丘市向高村生活有机垃圾[0031]该村每天平均可收集生活有机垃圾O. 7吨，垃圾主要成分为食品垃圾与纸类垃圾，同时该村附近有一个小型养猪场，每天可产生固体废弃物O. 2吨，总计原料I吨。[0032]上述处理有机废弃物的系统，包括弧形处理池2和物料网箱1，所述弧形处理池2 包括入口好氧区2-1、厌氧区2-2和出口好氧区2-3 ;所述的厌氧区2-2位于在弧形处理池 2的底部位置，在厌氧区2-2的两边分别对称设置有入口好氧区2-1和出口好氧区2-3与厌氧区2-2相连通；在所述弧形处理池2的顶部且与所述厌氧区2-2对应的位置设置有带导气管5的拱形顶12 ;在弧形处理池2的池底贯穿入口好氧区2-1、厌氧区2-2和出口好氧区2-3设置有轨道3，所述的物料网箱I沿轨道3承载有机废弃物依次经过入口好氧区2-1、厌氧区2-2和出口好氧区2-3 ;所述的导气管5通过单向阀9与沼气出气管14相连。所述拱形顶12的拱高为厌氧区宽度的1/3。[0033]所述的物料网箱I包括不锈钢箱壁，在所述的不锈钢箱壁上均匀分布设置有直径为Icm的通孔，相邻通孔之间的间距为2cm，在所述不锈钢箱壁的内侧设置有由网丝编成的网孔为8目的网片，所述网丝的直径O. 3mm。[0034]所述的物料网箱I的底部设置有轮子13。所述轮子13嵌入池底的轨道3内，沿轨道3横穿弧形处理池2，对物料网箱I所承载有机废弃物顺次完成有氧、无氧和有氧的无害化处理。[0035]在弧形处理池2内设置有25个相连的物料网箱1，所述 相邻物料网箱I之间通过金属链环6相连；在出口好氧区2-3处设置有牵引机构4，所述的牵引机构4与靠近出口好氧区2-3的物料网箱相连。[0036]在所述轨道3底部设置有H形气体回流分管11与气体回流总管10相连，所述气体回流总管10通过气体增压泵7与拱形顶12的导气管5相连通，所述气体回流总管10采用直径6cm的PPR管，H形气体回流分管11采用直径4cm的PPR管，在H形气体回流分管11 上每间隔5cm，开设一直径2cm的圆孔。本实用新型通过气体增压泵对弧形处理池内所产生的沼气进行增压，通过H形气体回流分管上的圆孔回流至弧形处理池池底，用于搅拌物料网箱中的有机废弃物，以减少发酵盲区，提高产气率。所述的PPR管又叫三型聚丙烯管，采用无规共聚聚丙烯经挤出成为管材，注塑成为管件，PPR是80年代末，采用气相共聚工艺使 5%左右PE在PP的分子链中随机地均匀聚合(无规共聚)而成为新一代管道材料，它具有较好的抗冲击性能和长期蠕变性能。所述的气体加压泵7采用河北龙飞腾沼气设备有限公司生产的20w沼气增压泵，输出压力30kpa。[0037]所述弧形处理池的尺寸规格如下[0038]所述入口好氧区的尺寸为长3. O米，宽I. 2米，坡度50% ；[0039]所述厌氧区的尺寸为长22. 3米，宽I. 6米，所述厌氧区的最低点与拱形顶的最高点之间的距离为2.8米；[0040]所述出口好养区的尺寸为长3. O米，宽I. 2米，坡度10%。所述坡度是指，是地表单元陡缓的程度，通常把坡面的垂直高度和水平距离的比叫做坡度；[0041]所述单条轨道的尺寸规格如下[0042]长28. 3米，宽5cm，深度12cm。所述轨道的作用在于导向物料网箱进出系统；[0043]所述的物料网箱的尺寸为[0044]长I. O米，宽I. O米，高度I. 2米，有效容积I. 2立方米，所述不锈钢箱壁的厚度为4.5_。该物料网箱可装载O. 8-1吨有机废弃物。[0045]一种利用如实施例I所述系统处理有机废弃物的方法,包括步骤如下[0046]( I)将有机废弃物装进物料网箱；[0047](2)将所述的物料网箱沿轨道置于入口好氧区；[0048](3)向弧形反应池内注水，注水全部没过厌氧区；[0049](4)将物料网箱滞留在入口好氧区2天后再沿轨道滑入厌氧区滞留21天；[0050](5)将物料网箱再推入出口好养区滞留2天；依次再按步骤(I)- (2)添加新的物料网箱，随时向弧形处理池注水，保持所述弧形处理池内的水没过厌氧区；[0051](6)在步骤(4)中所产生的沼气沿导气管、气体加压泵回流至弧形处理池的底部，沿H形气体回流分管对池中浸泡的有机废弃物进行气体回流搅拌；当所述厌氧区内的沼气压力达到4Kpa时，开启单向阀将所产生的沼气沿导气管、沼气出气管排出备用；[0052](7)将经步骤(I) - (5)处理后的有机废弃物进行晾晒处理，形成肥料，最终回归土地。[0053]本实施例中的处理有机废弃物的系·统共有25个装满有机废弃物的物料网箱。正常运转时，每天从出口好氧区通过牵引机构输出I个物料网箱，同时从入口好氧区新进I个装满物料的物料网箱。每I个装满有机废弃物的物料网箱，在入口好氧区停留2天，物料在入口好氧区，水解酸化2天，然后进入厌氧区，在厌氧区厌氧发酵21天后，然后进入出好氧口区，2天后被牵引机构输出，依次不停连续循环，输出的物料再经过简单晾晒处理，可作为有机肥直接进入土地[0054]若将晾晒出的肥料作为基肥，需对经步骤(I)- (5)处理后的有机废弃物晾晒1-2 天;[0055]若将晾晒出的肥料作为追肥需对经步骤(I)- (5)处理后的有机废弃物晾晒3-5天。[0056]以上晾晒出的肥料以不滴水为宜，直接便可用到土壤里，方便施肥。[0057]利用实施例I所述的系统对目标有机废弃物进行处理，其年处理有机垃圾328. 5 吨，日产沼气100立方米，池容产气率2. O立方米/(立方米 天)。工程总造价7. 8万元。 其中池容产气率远远高于常规工艺的沼气工程(常规沼气工程的池容产气率O. 3-0. 8立方米/ (立方米 天)，滞留期为16-25天，其造价则远低于同类沼气工程。[0058]实施例2、[0059]利用本实用新型所述的处理有机废弃物系统处理山东庆云养鸭场垫料粪污[0060]该养鸭场平均每天产生废弃物9立方米，养殖场废弃物主要成分为稻壳、锯末与鸭粪，含水率35%。[0061]如实施例I所述的处理有机废弃物的系统，其区别在于，所述拱形顶的拱高为厌氧区宽度的3/4。[0062]所述的气体增压泵采用河北龙飞腾沼气设备有限公司生产的IOOw沼气增压泵， 输出压力压力80kpa。[0063]在所述的不锈钢箱壁上均匀分布设置有直径为2cm的通孔，相邻通孔之间的间距为3cm，在所述不锈钢箱壁的内侧设置有由网丝编成的网孔为10目的网片，所述网丝的直径 O. 5mmο[0064]所述气体回流总管10采用直径12cm的PPR管，H形气体回流分管11采用直径8cm 的PPR管,在H形气体回流分管11上每间隔IOcm,开设一直径3cm的圆孔。[0065]所述弧形处理池的尺寸规格如下[0066]所述入口好氧区的尺寸为长4. 2米，宽I. 8米，坡度45% ；[0067]所述厌氧区的尺寸为长62米，宽2. 2米，所述厌氧区的最低点与拱形顶的最高点之间的距离为4. 5米。[0068]所述出口好养区的尺寸为长4. 2米，宽I. 8米，坡度45%。所述坡度是指，是地表单元陡缓的程度，通常把坡面的垂直高度h和水平距离I的比叫做坡度；[0069]所述单条轨道的尺寸规格如下[0070]长70. 4米，宽6cm，深度20cm，所述轨道的作用在于导向物料网箱进出系统；[0071]所述的物料网箱的尺寸为[0072]长2. O米，宽I. 6米，高度I. 5米，有效容积4. 8立方米，所述不锈钢箱壁的厚度为 8mm ο[0073]一种利用如实施例2所述系统处理养鸭场垫料粪污的方法，包括步骤如下[0074]( I)将有机废弃物装进物料网箱；[0075](2)将所述的物料网箱沿轨道置于入口好氧区；[0076](3)向弧形反应池内注水，注水全部没过厌氧区；(4)将物料网箱滞留在入口好氧区I天后再沿轨道滑入厌氧区滞留17天；[0078](5)将物料网箱再推入出口好养区滞留I天；依次再按步骤(I)- (2)添加新的物料网箱，随时向弧形处理池注水，保持所述弧形处理池内的水没过厌氧区；[0079](6)在步骤(4)中所产生的沼气沿导气管、气体加压泵回流至弧形处理池的底部， 沿H形气体回流分管对池中浸泡的有机废弃物进行气体回流搅拌；当所述厌氧区内的沼气压力达到4Kpa时，开启单向阀将所产生的沼气沿导气管、沼气出气管排出备用；[0080](I)将经步骤(I) - (5)处理后的有机废弃物进行晾晒处理，形成肥料，最终回归土地。[0081]本系统共有34个装满有机废弃物的物料网箱。正常运转时，每天从出口好氧区通过牵引机构，输出2个物料网箱，同时从入口好氧区新进2个装满有机废弃物的物料网箱。 每I个装满有机废弃物的物料网箱，在入口好氧区停留I天物料在入口好氧区，水解酸化 I天，然后进入厌氧区，在厌氧区厌氧发酵17天后，然后进入出口好氧区，I天后被牵引机构输出，依次不停连续循环，输出的物料再经过简单晾晒处理，可作为有机肥直接进入土地[0082]若将晾晒出的肥料作为基肥，需对经步骤(I)- (5)处理后的有机废弃物晾晒1-2 天;[0083]若将晾晒出的肥料作为追肥需对经步骤(I)- (5)处理后的有机废弃物晾晒3-5天。[0084]以上晾晒出的肥料以不滴水为宜，直接便可用到土壤里，方便施肥。[0085]利用实施例2所述的系统2对目标有机废弃物进行处理，其年处理有机垃圾3285 立方米，日产沼气500立方米，池容产气率I. 6立方米/ (立方米 天)。工程总造价38. 6 万元。其池容产气率远远高于常规工艺的沼气工程(常规沼气工程的池容产气率O. 3-0. 8 立方米/ (立方米 天)，滞留期为16-25天。)，而造价则远低于同类沼气工程。
权利要求1.一种处理有机废弃物的系统，其特征在于，该系统包括弧形处理池和物料网箱，所述弧形处理池包括入口好氧区、厌氧区和出口好氧区；所述的厌氧区位于在弧形处理池的底部位置，在厌氧区的两边分别对称设置有入口好氧区和出口好氧区与厌氧区相连通；在所述弧形处理池的顶部且与所述厌氧区对应的位置设置有带导气管的拱形顶；在弧形处理池的池底贯穿入口好氧区、厌氧区和出口好氧区设置有轨道，所述的物料网箱沿轨道承载有机废弃物依次经过入口好氧区、厌氧区和出口好氧区；所述的导气管通过单向阀与沼气出气管相连。
2.根据权利要求I所述的一种处理有机废弃物的系统，其特征在于，所述的物料网箱包括不锈钢箱壁，在所述的不锈钢箱壁上均匀分布设置有直径为l_2cm的通孔，相邻通孔之间的间距为2-3cm，在所述不锈钢箱壁的内侧设置有由网丝编成的网孔为8-10目的网片，所述网丝的直径O. 3-0. 5mm。
3.根据权利要求I所述的一种处理有机废弃物的系统，其特征在于，所述的物料网箱的底部设置有轮子。
4.根据权利要求I所述的一种处理有机废弃物的系统，其特征在于，在弧形处理池内设置有多个相连的物料网箱，所述相邻物料网箱之间通过金属链环相连；在出口好氧区处设置有牵引机构，所述的牵引机构与靠近出口好氧区的物料网箱相连。
5.根据权利要求I所述的一种处理有机废弃物的系统，其特征在于，在所述轨道底部设置有H形气体回流分管与气体回流总管相连，所述气体回流总管通过气体增压泵与拱形顶的导气管相连通，所述气体回流总管采用直径6-12cm的PPR管，H形气体回流分管采用直径4-8cm的PPR管，在H形气体回流分管上每间隔5-lOcm，开设一直径2-3cm的圆孔。
6.根据权利要求I所述的一种处理有机废弃物的系统，其特征在于，所述拱形顶的拱高为厌氧区宽度的1/3 — 3/4。
专利摘要本实用新型涉及一种处理有机废弃物的系统，包括弧形处理池和物料网箱，所述弧形处理池包括入口好氧区、厌氧区和出口好氧区；所述的厌氧区位于在弧形处理池的底部位置，在厌氧区的两边分别对称设置有入口好氧区和出口好氧区与厌氧区相连通；在所述弧形处理池的顶部且与所述厌氧区对应的位置设置有带导气管的拱形顶；在弧形处理池的池底贯穿入口好氧区、厌氧区和出口好氧区设置有一条轨道。本实用新型将物料在入口区水解酸化，然后进入厌氧区发酵制取沼气，同时在厌氧区设置沼气加压回流搅拌，减少了发酵盲区，提高了沼气产气率，对发酵原料的种类与特性不再有局限，同时减少了运转与建造成本。
文档编号C12M1/107GK202786230SQ201220402728
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者袁长波, 徐延熙, 王艳芹, 姚利, 边文范, 曹德宾, 刘 英 申请人:山东省农业科学院农业资源与环境研究所