一种全自动温控式垃圾发酵装置及其工作方法
【专利摘要】本发明公开了一种全自动温控式垃圾发酵装置及其工作方法，由发酵设备支撑架，发酵设备，温控系统，发酵液排放管，发酵液储存池，控制系统组成；将所需发酵的垃圾废弃物从发酵设备进料口投放到该设备内，发酵设备内的微生物对垃圾废弃物进行发酵处理，同时控制系统启动温控系统为发酵过程提供适宜的发酵温度，发酵后的发酵液从发酵设备底部的发酵液排放管排出，发酵后的腐殖质从发酵设备卸料口排出。本发明所述的一种全自动温控式垃圾发酵装置及其工作方法结构新颖合理，发酵效率高效，适用范围广阔。
【专利说明】
一种全自动温控式垃圾发酵装置及其工作方法
技术领域
[0001 ]本发明属于垃圾废弃物处理装置领域，具体涉及一种全自动温控式垃圾发酵装置 及其工作方法。
【背景技术】
[0002] 目前，国际上常用的垃圾发酵工艺以坑埋(Landfill)和好氧堆肥为主。80年代以 来，随着"垃圾能源学"的产生，对垃圾资源回收日益重视，垃圾的常规厌氧消化技术和高速 厌氧堆肥技术得到了很大发展。
[0003] 在我国推广城市生活垃圾无害化综合处理方法，在工程技术上需要解决三个方面 的关键技术：（1)垃圾破碎和分选分类技术；（2)垃圾发酵制肥技术；（3)垃圾焚烧技术。在技 术推广初期，这三个方面的技术应该满足工程投资、运行成本和环境影响等方面的基本要 求，随着推广面的扩大而逐步提尚和完善。
[0004] 垃圾发酵制肥技术通称垃圾堆肥（garbage composting)技术，是指在控制条件 下，垃圾中的有机物经过微生物生化降解形成腐殖质的过程。按生化降解过程的需氧程度， 垃圾堆肥技术可分为好氧发酵和厌氧发酵两种。
[0005] 好氧发酵:按发酵温度的不同，好氧发酵过程分为中温、高温和降温三个阶段。在 中温阶段，嗜温菌生长繁殖活跃，高温阶段嗜温菌受到抑制，而嗜热菌活跃，降温阶段嗜温 菌再度活跃，使发酵过程进入稳定的腐熟阶段。
[0006] 厌氧发酵:在厌氧发酵初期，发酵细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解，使固体 物质变成可溶于水的物质，然后，细菌再吸收溶于水的物质，并将其酵解成为不同产物。通 过厌氧微生物分解有机质的主要产物有有机酸、醇、二氧化碳、氨、氢等。随着有机酸的增 加，PH值随之下降，这一阶段称为产酸阶段，参与的细菌称为产酸细菌。在厌氧发酵后期，由 于氨的中和作用，PH值逐渐回升，甲烷细菌开始分解有机酸和醇，主要产物有甲烷和二氧化 碳，随着甲烷细菌的繁殖，有机酸迅速分解，pH值迅速上升。
[0007] 现有的垃圾发酵装置，工艺复杂，占地面积大，发酵效率低下，现有技术无法满足 大量的垃圾的处理。
【发明内容】
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种全自动温控式垃圾发酵装置，包括:发酵 设备支撑架1，发酵设备2，温控系统3，发酵液排放管4，发酵液储存池5，控制系统6;所述发 酵设备支撑架1上部表面设有发酵设备2及控制系统6,所述发酵设备2顶部设有温控系统3， 所述发酵设备2底部设有发酵液排放管4，所述发酵液排放管4下方设有发酵液储存池5; 所述发酵液排放管4上的电控阀与控制系统6导线控制连接。
[0009] 进一步的，所述发酵设备2包括:发酵仓2-1，进料口 2-2，进料口箱盖2-3，微生物依 附弯板2-4，可调式滑料板2-5，滑料板角度调整电机2-6，同步转轴2-7，卸料口 2-8，卸料口 箱盖2-9，发酵液过渡仓2-10，角度测控仪2-11，发酵能力测控仪2-12，温度测控仪2-13;所 述发酵仓2-1外形为长方体状，发酵仓2-1由不锈钢板折弯焊接而成;所述进料口 2-2位于发 酵仓2-1正面侧壁上方，进料口 2-2为矩形开口状;所述进料口箱盖2-3位于进料口 2-2-侧， 进料口箱盖2-3外形大小与进料口 2-2-致，进料口箱盖2-3通过合页与发酵仓2-1转动连 接;所述微生物依附弯板2-4位于发酵仓2-1内部，微生物依附弯板2-4与发酵仓2-1内壁无 缝焊接固定，微生物依附弯板2-4外形呈"蛇"形状，微生物依附弯板2-4数量不少于2块，相 邻两微生物依附弯板2-4间距不小于30cm;所述卸料口 2-8位于发酵仓2-1侧壁底部位置，卸 料口 2-8为矩形开口状结构;所述卸料口箱盖2-9位于卸料口 2-8-侧，卸料口箱盖2-9外形 大小与卸料口 2-8-致，卸料口箱盖2-9通过合页与发酵仓2-1转动连接;所述发酵液过渡仓 2- 10位于发酵仓2-1正下方，发酵液过渡仓2-10与发酵仓2-1焊接固定，发酵液过渡仓2-10 与发酵仓2-1通过可调式滑料板2-5分隔;所述可调式滑料板2-5表面分布有大量的滤液孔， 滤液孔数量不少于100个，滤液孔孔径范围值在Imm~3mm之间，可调式滑料板2-5与水平面 夹角为α，所述α范围值为15°~60°之间;所述滑料板角度调整电机2-6位于发酵仓2-1外侧， 滑料板角度调整电机2-6通过同步转轴2-7与可调式滑料板2-5固定连接，滑料板角度调整 电机2-6与控制系统6导线控制连接;所述角度测控仪2-11位于可调式滑料板2-5表面，角度 测控仪2-11与控制系统6导线控制连接;所述发酵能力测控仪2-12位于发酵仓2-1内部，发 酵能力测控仪2-12与控制系统6导线控制连接;所述温度测控仪2-13位于发酵仓2-1内部， 温度测控仪2-13与控制系统6导线控制连接。
[0010]进一步的，所述温控系统3包括:太阳能收集板3-1，热能蒸发仪3-2,热能输送管3-3,热能输送电控阀3-4;所述太阳能收集板3-1与控制系统6导线控制连接;所述热能蒸发仪 3- 2位于太阳能收集板3-1下方，热能蒸发仪3-2与控制系统6导线控制连接;所述热能输送 管3-3位于热能蒸发仪3-2两侧，热能输送管3-3与热能蒸发仪3-2内部相互贯通;所述热能 输送电控阀3-4位于热能输送管3-3外径表面，热能输送电控阀3-4与控制系统6导线控制连 接。
[0011]进一步的，所述微生物依附弯板2-4由高分子材料压模成型，微生物依附弯板2-4 的组成成分和制造过程如下： 一、 微生物依附弯板2-4组成成分： 按重量份数计，间四亚甲基二甲苯二异氰酸酯45~125份，1，6-六亚甲基二异氰酸酯60 ~105份，二亚甲基苯二异氰酸酯110~175份，亚甲基双丁基二硫代氨基甲酸酯83~166份， Ν，Ν"_(亚甲基二-4,1-亚苯基）二(Ν'，Ν'_二甲基脲)55~177份，3，5_双（乙酰胺基)-2,4,6_ 三碘苯甲酸120~330份，浓度为50ppm~90ppm的N-丙基-N-(甲酰氯)-2-(2,4,6_三氯苯氧 基）乙胺60~150份，3-氨基-2,4,6-三碘苯甲酸75~135份，N-硝基-N-(N'_对乙酰基苯基)-氨基甲酰-2，4，6-三氯苯胺70~160份，交联剂90~165份，3，5-双乙酰氨基-2，4，6-三碘苯 甲酸盐55~130份，5-氨基-3-羧基-2，4，6-三碘-N-甲基苯甲酰胺80~170份，N-乙酰基-3， 5-二碘-0-(4-甲氧苯基)-L-酪氨酸乙酯40~75份，6-(3,5-二氨基苯甲酰氨基)正己酸盐酸 盐45~120份;所述交联剂为5-氨基-2，4，6-三碘间苯二甲酰氯、1，2-二氯乙烷-3，5-双(三 氟甲基)溴苯、N-(3,5-二氯苯基)-1，2_二甲基环丙烷-1，2-二甲酰基亚胺中的任意一种； 二、 微生物依附弯板2-4的制造过程，包含以下步骤： 第1步:在反应釜中加入电导率为0.45yS/cm~0.75yS/cm的超纯水610~1200份，启动 反应釜内搅拌器，转速为93rpm~233rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至66°C~73°C; 依次加入间四亚甲基二甲苯二异氰酸酯、I，6-六亚甲基二异氰酸酯、二亚甲基苯二异氰酸 酯，搅拌至完全溶解，调节pH值为2.3~7.3，将搅拌器转速调至123rpm~243rpm，温度为83 °C~153 °C，酯化反应23~33小时； 第2步:取亚甲基双丁基二硫代氨基甲酸酯、N，N"_(亚甲基二-4,1-亚苯基)二(Ν'，N'_ 二甲基脲)进行粉碎，粉末粒径为303~1130目；加入3,5-双（乙酰胺基)-2，4，6_三碘苯甲酸 混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为13mm~53mm，采用剂量为2.3kGy~10.3kGy、能量为 6.3MeV~13MeV的α射线辐照53~133分钟，以及同等剂量的β射线辐照73~163分钟； 第3步:经第2步处理的混合粉末溶于N-丙基-Ν-(甲酰氯)-2-(2,4,6_三氯苯氧基）乙胺 中，加入反应釜，搅拌器转速为83rpm~193rpm，温度为93 °C~143 °C，启动真空栗使反应釜 的真空度达到-0.43MPa~-0.83MPa，保持此状态反应13~53小时;泄压并通入氮气，使反应 釜内压力为〇.33MPa~0.73MPa，保温静置13~23小时;搅拌器转速提升至113rpm~253rpm， 同时反应釜泄压至OMPa;依次加入3-氨基-2，4，6-三碘苯甲酸、N-硝基-N-(N 对乙酰基苯 基)_氨基甲酰-2，4，6-三氯苯胺完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水 亲油平衡值为4.3~7.3，保温静置13~23小时； 第4步:在搅拌器转速为133rpm~263rpm时，依次加入3，5-双乙酰氨基-2，4，6-三碘苯 甲酸盐、5-氨基-3-羧基-2，4，6-三碘-N-甲基苯甲酰胺、N-乙酰基-3，5-二碘-0-( 4-甲氧苯 基)-L-酪氨酸乙酯、6-(3,5_二氨基苯甲酰氨基)正己酸盐酸盐，提升反应釜压力，使其达到 0.83MPa~1.63MPa，温度为133°C~273°C，聚合反应13~33小时;反应完成后将反应釜内压 力降至OMPa，降温至33°C~43°C，出料，入压模机即可制得微生物依附弯板2-4。
[0012]本发明还公开了一种全自动温控式垃圾发酵装置的工作方法，该方法包括以下几 个步骤： 第1步:打开进料口箱盖2-3，将所需发酵的垃圾堆弃物从进料口 2-2投放到发酵仓2-1 中，微生物依附弯板2-4表面附着的微生物对发酵仓2-1中的垃圾堆弃物进行分解氧化处 理； 第2步:控制系统6启动太阳能收集板3-1进行光能采集并将光能转化成热能，热能为热 能蒸发仪3-2提供热源，控制系统6启动热能蒸发仪3-2将热能蒸发成高温水蒸气，此时，控 制系统6开启热能输送管3-3上的热能输送电控阀3-4将热能蒸发仪3-2内的高温蒸汽输送 至发酵仓2-1中，为发酵过程提供所需的温度环境； 第3步:在发酵过程中，控制系统6启动温度测控仪2-13对发酵仓2-1中的温度情况进行 实时监控，当温度测控仪2-13检测到发酵仓2-1中的温度达到30°C~50°C之间时，温度测控 仪2-13向控制系统6发送反馈信号，控制系统6关闭热能输送电控阀3-4,停止向发酵仓2-1 中输送高温蒸汽； 第4步:在发酵过程中，控制系统6启动发酵能力测控仪2-12对发酵仓2-1中微生物的发 酵能力进行实时监控，当发酵能力测控仪2-12检测到发酵仓2-1中微生物的发酵能力低于 30%~60%时，发酵能力测控仪2-12向控制系统6发送反馈信号并报警40s，提示工作人员 加大对发酵仓2-1中微生物的投放量； 第5步:待该装置运行2~7天后，一次发酵过程完成，打开卸料口箱盖2-9，将发酵后的 腐殖质从卸料口 2-8中取出，此过程若取料困难，控制系统6启动滑料板角度调整电机2-6， 滑料板角度调整电机2-6的同步转轴2-7带动可调式滑料板2-5转动，在转动过程中，角度测 控仪2-11实时监测可调式滑料板2-5转动角度，当角度测控仪2-11检测到转动角度达到15° ~60°之间时，角度测控仪2-11向控制系统6发送反馈信号，控制系统6控制滑料板角度调整 电机2-6停止运动，发酵过程中产生的发酵液通过可调式滑料板2-5表面的滤液孔流入发酵 液过渡仓2-10中，控制系统6开启发酵液排放管4上的电控阀将发酵液排入发酵液储存池5 中。
[0013] 本发明专利公开的一种全自动温控式垃圾发酵装置及其工作方法，其优点在于： (1) 该装置增加温控系统，使发酵过程时刻保持适宜温度； (2) 该装置结构设计合理紧凑，集成度高； (3) 该装置微生物依附弯板采用高分子材料制备，发酵速度提升显著。
[0014] 本发明所述的一种全自动温控式垃圾发酵装置及其工作方法结构新颖合理，发酵 效率高效，适用范围广阔。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明中所述的一种全自动温控式垃圾发酵装置示意图。
[0016] 图2是本发明中所述的发酵设备内部结构示意图。
[0017] 图3是本发明中所述的温控系统结构示意图。
[0018] 图4是本发明所述的微生物依附弯板材料与发酵速度提升率关系图。
[0019] 以上图1~图3中，发酵设备支撑架1，发酵设备2，发酵仓2-1，进料口 2-2，进料口箱 盖2-3，微生物依附弯板2-4，可调式滑料板2-5，滑料板角度调整电机2-6，同步转轴2-7，卸 料口 2-8，卸料口箱盖2-9，发酵液过渡仓2-10，角度测控仪2-11，发酵能力测控仪2-12，温度 测控仪2-13,温控系统3,太阳能收集板3-1，热能蒸发仪3-2,热能输送管3-3,热能输送电控 阀3-4，发酵液排放管4，发酵液储存池5，控制系统6。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和实施例对本发明提供的一种全自动温控式垃圾发酵装置进行进 一步说明。
[0021] 如图1所示，是本发明提供的一种全自动温控式垃圾发酵装置的示意图。图中看 出，包括发酵设备支撑架1，发酵设备2，温控系统3，发酵液排放管4，发酵液储存池5，控制系 统6;所述发酵设备支撑架1上部表面设有发酵设备2及控制系统6,所述发酵设备2顶部设有 温控系统3,所述发酵设备2底部设有发酵液排放管4,所述发酵液排放管4下方设有发酵液 储存池5; 所述发酵液排放管4上的电控阀与控制系统6导线控制连接。
[0022] 如图2所示，是本发明中所述的发酵设备内部结构示意图。从图2或图1中看出，所 述发酵设备2包括:发酵仓2-1，进料口 2-2，进料口箱盖2-3，微生物依附弯板2-4，可调式滑 料板2-5，滑料板角度调整电机2-6，同步转轴2-7，卸料口 2-8，卸料口箱盖2-9，发酵液过渡 仓2-10，角度测控仪2-11，发酵能力测控仪2-12，温度测控仪2-13;所述发酵仓2-1外形为长 方体状，发酵仓2-1由不锈钢板折弯焊接而成;所述进料口 2-2位于发酵仓2-1正面侧壁上 方，进料口 2-2为矩形开口状;所述进料口箱盖2-3位于进料口 2-2-侧，进料口箱盖2-3外形 大小与进料口 2-2-致，进料口箱盖2-3通过合页与发酵仓2-1转动连接;所述微生物依附弯 板2-4位于发酵仓2-1内部，微生物依附弯板2-4与发酵仓2-1内壁无缝焊接固定，微生物依 附弯板2-4外形呈"蛇"形状，微生物依附弯板2-4数量不少于2块，相邻两微生物依附弯板2-4间距不小于30cm;所述卸料口 2-8位于发酵仓2-1侧壁底部位置，卸料口 2-8为矩形开口状 结构;所述卸料口箱盖2-9位于卸料口 2-8-侧，卸料口箱盖2-9外形大小与卸料口 2-8-致， 卸料口箱盖2-9通过合页与发酵仓2-1转动连接;所述发酵液过渡仓2-10位于发酵仓2-1正 下方，发酵液过渡仓2-10与发酵仓2-1焊接固定，发酵液过渡仓2-10与发酵仓2-1通过可调 式滑料板2-5分隔;所述可调式滑料板2-5表面分布有大量的滤液孔，滤液孔数量不少于100 个，滤液孔孔径范围值在Imm~3mm之间，可调式滑料板2-5与水平面夹角为α，所述α范围值 为15°~60°之间；所述滑料板角度调整电机2-6位于发酵仓2-1外侧，滑料板角度调整电机 2-6通过同步转轴2-7与可调式滑料板2-5固定连接，滑料板角度调整电机2-6与控制系统6 导线控制连接;所述角度测控仪2-11位于可调式滑料板2-5表面，角度测控仪2-11与控制系 统6导线控制连接;所述发酵能力测控仪2-12位于发酵仓2-1内部，发酵能力测控仪2-12与 控制系统6导线控制连接;所述温度测控仪2-13位于发酵仓2-1内部，温度测控仪2-13与控 制系统6导线控制连接。
[0023] 如图3所示，是本发明中所述的温控系统结构示意图。从图3或图1中看出，所述温 控系统3包括:太阳能收集板3-1，热能蒸发仪3-2,热能输送管3-3,热能输送电控阀3-4;所 述太阳能收集板3-1与控制系统6导线控制连接;所述热能蒸发仪3-2位于太阳能收集板3-1 下方，热能蒸发仪3-2与控制系统6导线控制连接;所述热能输送管3-3位于热能蒸发仪3-2 两侧，热能输送管3-3与热能蒸发仪3-2内部相互贯通;所述热能输送电控阀3-4位于热能输 送管3-3外径表面，热能输送电控阀3-4与控制系统6导线控制连接。
[0024] 本发明所述的一种全自动温控式垃圾发酵装置的工作过程是： 第1步:打开进料口箱盖2-3，将所需发酵的垃圾堆弃物从进料口 2-2投放到发酵仓2-1 中，微生物依附弯板2-4表面附着的微生物对发酵仓2-1中的垃圾堆弃物进行分解氧化处 理； 第2步:控制系统6启动太阳能收集板3-1进行光能采集并将光能转化成热能，热能为热 能蒸发仪3-2提供热源，控制系统6启动热能蒸发仪3-2将热能蒸发成高温水蒸气，此时，控 制系统6开启热能输送管3-3上的热能输送电控阀3-4将热能蒸发仪3-2内的高温蒸汽输送 至发酵仓2-1中，为发酵过程提供所需的温度环境； 第3步:在发酵过程中，控制系统6启动温度测控仪2-13对发酵仓2-1中的温度情况进行 实时监控，当温度测控仪2-13检测到发酵仓2-1中的温度达到30°C~50°C之间时，温度测控 仪2-13向控制系统6发送反馈信号，控制系统6关闭热能输送电控阀3-4,停止向发酵仓2-1 中输送高温蒸汽； 第4步:在发酵过程中，控制系统6启动发酵能力测控仪2-12对发酵仓2-1中微生物的发 酵能力进行实时监控，当发酵能力测控仪2-12检测到发酵仓2-1中微生物的发酵能力低于 30%~60%时，发酵能力测控仪2-12向控制系统6发送反馈信号并报警40s，提示工作人员 加大对发酵仓2-1中微生物的投放量； 第5步:待该装置运行2~7天后，一次发酵过程完成，打开卸料口箱盖2-9，将发酵后的 腐殖质从卸料口 2-8中取出，此过程若取料困难，控制系统6启动滑料板角度调整电机2-6， 滑料板角度调整电机2-6的同步转轴2-7带动可调式滑料板2-5转动，在转动过程中，角度测 控仪2-11实时监测可调式滑料板2-5转动角度，当角度测控仪2-11检测到转动角度达到15° ~60°之间时，角度测控仪2-11向控制系统6发送反馈信号，控制系统6控制滑料板角度调整 电机2-6停止运动，发酵过程中产生的发酵液通过可调式滑料板2-5表面的滤液孔流入发酵 液过渡仓2-10中，控制系统6开启发酵液排放管4上的电控阀将发酵液排入发酵液储存池5 中。
[0025]本发明所述的一种全自动温控式垃圾发酵装置及其工作方法结构新颖合理，发酵 效率高效，适用范围广阔。
[0026] 以下是本发明所述微生物依附弯板2-4的制造过程的实施例，实施例是为了进一 步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况 下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
[0027] 若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。 [0028] 实施例1 按照以下步骤制造本发明所述微生物依附弯板2-4,并按重量分数计： 第1步:在反应釜中加入电导率为0.45yS/cm的超纯水610份，启动反应釜内搅拌器，转 速为93rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至66°C;依次加入间四亚甲基二甲苯二异氰 酸酯45份、1，6_六亚甲基二异氰酸酯60份、二亚甲基苯二异氰酸酯110份，搅拌至完全溶解， 调节pH值为2.3，将搅拌器转速调至123印111，温度为83°(：，酯化反应23小时 ； 第2步:取亚甲基双丁基二硫代氨基甲酸酯83份、N，N"-(亚甲基二-4，1-亚苯基)二(N'， N二甲基脲)55份进行粉碎，粉末粒径为303目；加入3，5-双（乙酰胺基)-2，4，6-三碘苯甲 酸120份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为13mm，采用剂量为2.3kGy、能量为6.3MeV的α 射线辐照53分钟，以及同等剂量的β射线辐照73分钟； 第3步:经第2步处理的混合粉末溶于浓度为50ppm的N-丙基-Ν-(甲酰氯)-2-(2,4,6_三 氯苯氧基）乙胺60份中，加入反应釜，搅拌器转速为83rpm，温度为93 °C，启动真空栗使反应 釜的真空度达到_〇.43MPa，保持此状态反应13小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为 0.33MPa，保温静置13小时;搅拌器转速提升至113rpm，同时反应釜泄压至OMPa;依次加入3-氨基_2,4,6_三碘苯甲酸75份、N-硝基-N-(N'_对乙酰基苯基)-氨基甲酰_2,4,6_三氯苯胺 70份完全溶解后，加入交联剂90份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.3，保 温静置13小时； 第4步:在搅拌器转速为133rpm时，依次加入3，5-双乙酰氨基-2，4，6-三碘苯甲酸盐55 份、5-氨基-3-羧基-2，4，6-三碘-N-甲基苯甲酰胺80份、N-乙酰基-3，5-二碘-0- (4-甲氧苯 基)-L-酪氨酸乙酯40份、6-(3,5_二氨基苯甲酰氨基)正己酸盐酸盐45份，提升反应釜压力， 使其达到〇.83MPa，温度为133°C，聚合反应13小时；反应完成后将反应釜内压力降至OMPa， 降温至33°C，出料，入压模机即可制得微生物依附弯板2-4; 所述交联剂为5-氨基-2，4，6-三碘间苯二甲酰氯。
[0029] 实施例2 按照以下步骤制造本发明所述微生物依附弯板2-4,并按重量分数计： 第1步:在反应釜中加入电导率为0.75yS/cm的超纯水1200份，启动反应釜内搅拌器，转 速为233rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至73°C;依次加入间四亚甲基二甲苯二异氰 酸酯125份、1，6_六亚甲基二异氰酸酯105份、二亚甲基苯二异氰酸酯175份，搅拌至完全溶 解，调节pH值为7.3，将搅拌器转速调至243rpm，温度为153°C，酯化反应33小时； 第2步：取亚甲基双丁基二硫代氨基甲酸酯166份、N，N"_(亚甲基二-4,1-亚苯基）二 (N'，N'_二甲基脲）177份进行粉碎，粉末粒径为1130目；加入3,5_双（乙酰胺基)-2,4,6_三 碘苯甲酸330份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为53mm，采用剂量为10.3kGy、能量为 13MeV的α射线辐照133分钟，以及同等剂量的β射线辐照163分钟； 第3步:经第2步处理的混合粉末溶于浓度为90ppm的N-丙基-Ν-(甲酰氯)-2-(2,4,6_三 氯苯氧基)乙胺150份中，加入反应釜，搅拌器转速为193rpm，温度为143°C，启动真空栗使反 应釜的真空度达到_〇.83MPa，保持此状态反应53小时;泄压并通入氮气，使反应釜内压力为 0.73MPa，保温静置23小时;搅拌器转速提升至253rpm，同时反应釜泄压至OMPa;依次加入3_ 氨基-2，4，6-三碘苯甲酸135份、N-硝基-N-(N 对乙酰基苯基)-氨基甲酰-2，4，6-三氯苯胺 160份完全溶解后，加入交联剂165份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为7.3， 保温静置23小时； 第4步:在搅拌器转速为263rpm时，依次加入3，5-双乙酰氨基-2，4，6-三碘苯甲酸盐130 份、5-氨基-3-羧基-2，4，6_三碘-N-甲基苯甲酰胺170份、N-乙酰基-3，5-二碘-0-(4-甲氧苯 基)-L-酪氨酸乙酯75份、6-(3,5_二氨基苯甲酰氨基）正己酸盐酸盐120份，提升反应釜压 力，使其达到1.63MPa，温度为273 °C，聚合反应33小时；反应完成后将反应釜内压力降至 OMPa，降温至43°C，出料，入压模机即可制得微生物依附弯板2-4; 所述交联剂为N- (3，5-二氯苯基)-1，2-二甲基环丙烷-1，2-二甲酰基亚胺。
[0030] 实施例3 按照以下步骤制造本发明所述微生物依附弯板2-4,并按重量分数计： 第1步:在反应釜中加入电导率为0.65yS/cm的超纯水900份，启动反应釜内搅拌器，转 速为133rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至70°C ;依次加入间四亚甲基二甲苯二异氰 酸酯85份、1，6_六亚甲基二异氰酸酯95份、二亚甲基苯二异氰酸酯135份，搅拌至完全溶解， 调节pH值为4.3，将搅拌器转速调至183印111，温度为123°(：，酯化反应28小时 ； 第2步：取亚甲基双丁基二硫代氨基甲酸酯126份、N，N"_(亚甲基二-4,1-亚苯基）二 (N '，N 二甲基脲）137份进行粉碎，粉末粒径为880目；加入3，5-双（乙酰胺基)-2，4，6-三碘 苯甲酸230份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为33mm，采用剂量为6.3kGy、能量为9MeV的 α射线辐照100分钟，以及同等剂量的β射线辐照93分钟； 第3步:经第2步处理的混合粉末溶于浓度为70ppm的N-丙基-Ν-(甲酰氯)-2-(2,4,6_三 氯苯氧基)乙胺110份中，加入反应釜，搅拌器转速为123rpm，温度为113°C，启动真空栗使反 应釜的真空度达到_〇.63MPa，保持此状态反应43小时;泄压并通入氮气，使反应釜内压力为 0.53MPa，保温静置20小时;搅拌器转速提升至153rpm，同时反应釜泄压至OMPa;依次加入3-氨基-2，4，6-三碘苯甲酸115份、N-硝基-N-( N 对乙酰基苯基)-氨基甲酰-2，4，6-三氯苯胺 120份完全溶解后，加入交联剂115份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为5.3， 保温静置20小时； 第4步:在搅拌器转速为163rpm时，依次加入3，5-双乙酰氨基-2，4，6-三碘苯甲酸盐90 份、5-氨基-3-羧基-2，4，6-三碘-N-甲基苯甲酰胺120份、N-乙酰基-3，5-二碘-0- (4-甲氧苯 基)-L-酪氨酸乙酯55份、6-(3,5_二氨基苯甲酰氨基)正己酸盐酸盐80份，提升反应釜压力， 使其达到1.23MPa，温度为173°C，聚合反应23小时；反应完成后将反应釜内压力降至OMPa， 降温至40°C，出料，入压模机即可制得微生物依附弯板2-4; 所述交联剂为1，2-二氯乙烷-3，5-双(三氟甲基)溴苯。
[0031] 对照例 对照例为市售某品牌的微生物依附弯板用于垃圾废弃物发酵过程的使用情况。
[0032] 实施例4 将实施例1~3制备获得的微生物依附弯板2-4和对照例所述的微生物依附弯板用于垃 圾废弃物发酵过程的使用情况的处理对比。发酵结束后分别对垃圾废弃物发酵过程的各项 参数进行检测，结果如表1所示。
[0033] 表1为实施例1~3和对照例所述的微生物依附弯板用于垃圾废弃物发酵过程中的 性能参数的影响，从表1可见，本发明所述的微生物依附弯板2-4,其氧化分解聚合度、氧化 分解强度提升率、氧化分解产量提升率、发酵速度提升率均高于现有技术生产的产品。 [0034]此外，如图4所示，是本发明所述的微生物依附弯板2-4材料与发酵速度提升率关 系图。图中看出，由高分子材料制造的微生物依附弯板2-4材质分布均匀，材质表面积与体 积比较大，表面分散性好，连续相中游离的分散载体的浓度相对对照例高;使用本发明的微 生物依附弯板2-4,使垃圾废弃物易于聚集成团，形成聚合结构的腐殖质;使用本发明所述 微生物依附弯板2-4,其发酵速度提升率均优于现有产品。
【主权项】
1. 一种全自动温控式垃圾发酵装置，包括:发酵设备支撑架（1)，发酵设备（2)，温控系 统(3)，发酵液排放管(4)，发酵液储存池(5)，控制系统(6);其特征在于，所述发酵设备支撑 架（1)上部表面设有发酵设备(2)及控制系统(6)，所述发酵设备(2)顶部设有温控系统(3)， 所述发酵设备(2)底部设有发酵液排放管(4)，所述发酵液排放管(4)下方设有发酵液储存 池(5); 所述发酵液排放管(4)上的电控阀与控制系统(6)导线控制连接。2. 根据权利要求1所述的一种全自动温控式垃圾发酵装置，其特征在于，所述发酵设备 (2) 包括:发酵仓(2-1)，进料口（2-2)，进料口箱盖(2-3)，微生物依附弯板(2-4)，可调式滑 料板(2-5)，滑料板角度调整电机(2-6)，同步转轴(2-7)，卸料口（2-8)，卸料口箱盖(2-9)， 发酵液过渡仓(2-10)，角度测控仪(2-11)，发酵能力测控仪(2-12)，温度测控仪(2-13);其 中所述发酵仓(2-1)外形为长方体状，发酵仓(2-1)由不锈钢板折弯焊接而成;所述进料口 (2-2)位于发酵仓(2-1)正面侧壁上方，进料口（ 2-2)为矩形开口状;所述进料口箱盖(2-3) 位于进料口（ 2-2)-侧，进料口箱盖(2-3)外形大小与进料口（ 2-2) -致，进料口箱盖(2-3) 通过合页与发酵仓(2-1)转动连接;所述微生物依附弯板(2-4)位于发酵仓(2-1)内部，微生 物依附弯板(2-4)与发酵仓(2-1)内壁无缝焊接固定，微生物依附弯板(2-4)外形呈"蛇"形 状，微生物依附弯板(2-4)数量不少于2块，相邻两微生物依附弯板(2-4)间距不小于30cm; 所述卸料口（2-8)位于发酵仓(2-1)侧壁底部位置，卸料口（2-8)为矩形开口状结构;所述卸 料口箱盖(2-9)位于卸料口（ 2-8)-侧，卸料口箱盖(2-9)外形大小与卸料口（ 2-8) -致，卸 料口箱盖(2-9)通过合页与发酵仓(2-1)转动连接;所述发酵液过渡仓(2-10)位于发酵仓 (2-1)正下方，发酵液过渡仓(2-10)与发酵仓(2-1)焊接固定，发酵液过渡仓(2-10)与发酵 仓(2-1)通过可调式滑料板(2-5)分隔;所述可调式滑料板(2-5)表面分布有大量的滤液孔， 滤液孔数量不少于100个，滤液孔孔径范围值在1mm~3mm之间，可调式滑料板(2-5)与水平 面夹角为α，所述α范围值为15°~60°之间；所述滑料板角度调整电机(2-6)位于发酵仓(2-1)外侧，滑料板角度调整电机(2-6)通过同步转轴(2-7)与可调式滑料板(2-5)固定连接，滑 料板角度调整电机(2-6)与控制系统(6)导线控制连接;所述角度测控仪(2-11)位于可调式 滑料板(2-5)表面，角度测控仪(2-11)与控制系统(6)导线控制连接;所述发酵能力测控仪 (2-12)位于发酵仓(2-1)内部，发酵能力测控仪(2-12)与控制系统(6)导线控制连接;所述 温度测控仪(2-13)位于发酵仓(2-1)内部，温度测控仪(2-13)与控制系统(6)导线控制连 接。3. 根据权利要求1所述的一种全自动温控式垃圾发酵装置，其特征在于，所述温控系统 (3) 包括:太阳能收集板(3-1)，热能蒸发仪(3-2)，热能输送管（3-3)，热能输送电控阀（3-4);其中所述太阳能收集板(3-1)与控制系统(6)导线控制连接;所述热能蒸发仪(3-2)位于 太阳能收集板(3-1)下方，热能蒸发仪(3-2)与控制系统(6)导线控制连接;所述热能输送管 (3-3)位于热能蒸发仪(3-2)两侧，热能输送管(3-3)与热能蒸发仪(3-2)内部相互贯通;所 述热能输送电控阀（3-4)位于热能输送管(3-3)外径表面，热能输送电控阀（3-4)与控制系 统(6)导线控制连接。4. 根据权利要求2所述的一种全自动温控式垃圾发酵装置，其特征在于，所述微生物依 附弯板(2-4)由高分子材料压模成型，微生物依附弯板(2-4)的组成成分和制造过程如下： 一、微生物依附弯板(2-4)组成成分： 按重量份数计，间四亚甲基二甲苯二异氰酸酯45~125份，1，6-六亚甲基二异氰酸酯60 ~105份，二亚甲基苯二异氰酸酯110~175份，亚甲基双丁基二硫代氨基甲酸酯83~166份， N，N〃-(亚甲基二-4,1-亚苯基）二(Ν'，N'_二甲基脲）55~177份，3，5_双（乙酰胺基）-2,4,6_ 三碘苯甲酸120~330份，浓度为50ppm~90ppm的N-丙基-N-(甲酰氯)-2-(2,4,6_三氯苯氧 基）乙胺60~150份，3-氨基-2,4,6-三碘苯甲酸75~135份，N-硝基-N-(N'_对乙酰基苯基)-氨基甲酰-2，4，6-三氯苯胺70~160份，交联剂90~165份，3，5-双乙酰氨基-2，4，6-三碘苯 甲酸盐55~130份，5-氨基-3-羧基-2，4，6-三碘-N-甲基苯甲酰胺80~170份，N-乙酰基-3， 5-二碘-0-(4-甲氧苯基)-L-酪氨酸乙酯40~75份，6-(3,5-二氨基苯甲酰氨基)正己酸盐酸 盐45~120份； 所述交联剂为5-氨基_2,4,6_三碘间苯二甲酰氯、1，2_二氯乙烷-3,5-双(三氟甲基)溴 苯、N-(3,5-二氯苯基)-1，2_二甲基环丙烷-1，2-二甲酰基亚胺中的任意一种； 二、微生物依附弯板(2-4)的制造过程，包含以下步骤： 第1步：在反应釜中加入电导率为0.45yS/cm~0.75yS/cm的超纯水610~1200份，启动 反应釜内搅拌器，转速为93rpm~233rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至66°C~73°C; 依次加入间四亚甲基二甲苯二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、二亚甲基苯二异氰酸 酯，搅拌至完全溶解，调节pH值为2.3~7.3，将搅拌器转速调至123rpm~243rpm，温度为83 °C~153 °C，酯化反应23~33小时； 第2步：取亚甲基双丁基二硫代氨基甲酸酯、N，N〃-(亚甲基二-4,1-亚苯基）二(Ν'，N'_ 二甲基脲)进行粉碎，粉末粒径为303~1130目；加入3,5-双（乙酰胺基)-2，4，6_三碘苯甲酸 混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为13mm~53mm，采用剂量为2.3kGy~10.3kGy、能量为 6.3MeV~13MeV的α射线辐照53~133分钟，以及同等剂量的β射线辐照73~163分钟； 第3步:经第2步处理的混合粉末溶于Ν-丙基-Ν-(甲酰氯)-2-(2,4,6_三氯苯氧基）乙胺 中，加入反应釜，搅拌器转速为83rpm~193rpm，温度为93 °C~143 °C，启动真空栗使反应釜 的真空度达到-0.43MPa~-0.83MPa，保持此状态反应13~53小时;泄压并通入氮气，使反应 釜内压力为〇.33MPa~0.73MPa，保温静置13~23小时;搅拌器转速提升至113rpm~253rpm， 同时反应釜泄压至OMPa;依次加入3-氨基-2，4，6-三碘苯甲酸、N-硝基-N-(N ' -对乙酰基苯 基)_氨基甲酰-2，4，6-三氯苯胺完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水 亲油平衡值为4.3~7.3，保温静置13~23小时； 第4步：在搅拌器转速为133rpm~263rpm时，依次加入3，5-双乙酰氨基-2，4，6-三碘苯 甲酸盐、5-氨基-3-羧基-2，4，6-三碘-N-甲基苯甲酰胺、N-乙酰基-3，5-二碘-0-( 4-甲氧苯 基)-L-酪氨酸乙酯、6-(3,5_二氨基苯甲酰氨基)正己酸盐酸盐，提升反应釜压力，使其达到 0.83MPa~1.63MPa，温度为133°C~273°C，聚合反应13~33小时;反应完成后将反应釜内压 力降至OMPa，降温至33°C~43°C，出料，入压模机即可制得微生物依附弯板(2-4)。5. -种全自动温控式垃圾发酵装置的工作方法，其特征在于，该方法包括以下几个步 骤： 第1步:打开进料口箱盖(2-3)，将所需发酵的垃圾堆弃物从进料口（2-2)投放到发酵仓 (2-1)中，微生物依附弯板(2-4)表面附着的微生物对发酵仓(2-1)中的垃圾堆弃物进行分 解氧化处理； 第2步:控制系统(6)启动太阳能收集板(3-1)进行光能采集并将光能转化成热能，热能 为热能蒸发仪(3-2)提供热源，控制系统(6)启动热能蒸发仪(3-2)将热能蒸发成高温水蒸 气，此时，控制系统(6)开启热能输送管(3-3)上的热能输送电控阀（3-4)将热能蒸发仪(3-2)内的高温蒸汽输送至发酵仓(2-1)中，为发酵过程提供所需的温度环境； 第3步:在发酵过程中，控制系统(6)启动温度测控仪(2-13)对发酵仓(2-1)中的温度情 况进行实时监控，当温度测控仪(2-13)检测到发酵仓(2-1)中的温度达到30°C~50 °C之间 时，温度测控仪(2-13)向控制系统(6)发送反馈信号，控制系统(6)关闭热能输送电控阀（3-4)，停止向发酵仓(2-1)中输送高温蒸汽； 第4步:在发酵过程中，控制系统(6)启动发酵能力测控仪(2-12)对发酵仓(2-1)中微生 物的发酵能力进行实时监控，当发酵能力测控仪(2-12)检测到发酵仓(2-1)中微生物的发 酵能力低于30%~60%时，发酵能力测控仪（2-12)向控制系统（6)发送反馈信号并报警 40s，提示工作人员加大对发酵仓(2-1)中微生物的投放量； 第5步:待该装置运行2~7天后，一次发酵过程完成，打开卸料口箱盖(2-9)，将发酵后 的腐殖质从卸料口（2-8)中取出，此过程若取料困难，控制系统(6)启动滑料板角度调整电 机(2-6 )，滑料板角度调整电机(2-6)的同步转轴(2-7)带动可调式滑料板(2-5)转动，在转 动过程中，角度测控仪(2-11)实时监测可调式滑料板(2-5)转动角度，当角度测控仪(2-11) 检测到转动角度达到15°~60°之间时，角度测控仪(2-11)向控制系统(6)发送反馈信号，控 制系统(6)控制滑料板角度调整电机(2-6)停止运动，发酵过程中产生的发酵液通过可调式 滑料板(2-5)表面的滤液孔流入发酵液过渡仓(2-10)中，控制系统(6)开启发酵液排放管 (4)上的电控阀将发酵液排入发酵液储存池(5)中。
【文档编号】C05F9/02GK106007818SQ201610348687
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】梁峙, 梁骁
【申请人】徐州工程学院