本發(fā)明涉及一種用于有機(jī)固體廢棄物的處理裝置和方法，具體涉及一種有機(jī)固體廢棄物的好氧堆肥裝置和堆肥方法。

背景技術(shù)：

有機(jī)固體廢棄物包括餐廚廢棄物、城市污水處理廠污泥、秸稈、園林綠化垃圾等。過(guò)去處理有機(jī)固體廢棄物的主要方式是填埋和焚燒，填埋容易污染地下水，焚燒則會(huì)嚴(yán)重污染大氣。

微生物好氧堆肥是在有氧條件下，好氧菌對(duì)廢物進(jìn)行吸收、氧化、分解。微生物通過(guò)自身的生命活動(dòng)，把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，同時(shí)釋放出可供微生物生長(zhǎng)活動(dòng)所需的能量，而另一部分有機(jī)物則被合成新的細(xì)胞質(zhì)，使微生物不斷生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生出更多生物體的過(guò)程。

與焚燒、填埋等處理方式相比較，使用微生物好氧堆肥處理有機(jī)固體廢棄物避免了二次環(huán)境污染、食品安全風(fēng)險(xiǎn)以及甲烷爆炸風(fēng)險(xiǎn)，是解決有機(jī)固體廢棄物問(wèn)題的清潔技術(shù)之一。此外，有機(jī)固體廢棄物中大量有機(jī)質(zhì)和氮、磷等元素，這些物質(zhì)不僅能夠?yàn)樽魑锾峁┍仨毜臓I(yíng)養(yǎng)成分，而且能有效緩解土壤板結(jié)等問(wèn)題；因此將有機(jī)固體廢棄物進(jìn)行堆肥處理制成有機(jī)肥料，是實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)廢棄物的減量化、資源化、無(wú)害化的有效途徑。

中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN 101973795 B（申請(qǐng)?zhí)?201010514582.7）公開(kāi)了一種利用堆肥復(fù)合菌劑進(jìn)行污泥好氧堆肥的方法，先將菌液擴(kuò)大培養(yǎng)和馴化得到復(fù)合菌劑A和B，然后將復(fù)合菌劑A接入污水廠脫水污泥中，混合后堆置，在堆體表面覆蓋一層復(fù)合菌劑B，繼續(xù)堆置，直至堆體溫度達(dá)到環(huán)境溫度，即完成污泥好氧堆肥。

中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN 103539494 B（申請(qǐng)?zhí)?201310506314.4）公開(kāi)了一種倉(cāng)式污泥好氧堆肥方法，先建立一個(gè)倉(cāng)式污泥好氧堆肥裝置，在發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)有孔蓋板上均勻鋪設(shè)聚氯乙烯球型懸浮料，然后將污水處理廠的脫水污泥和鋸末混勻裝入發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)；然后控制通風(fēng)量開(kāi)始堆肥過(guò)程。

上述兩種堆肥方法均是將有機(jī)固體廢棄物均靜置在堆肥倉(cāng)中，這種堆肥方式存在原料混合不均勻，供氧不足，氧氣利用率低的問(wèn)題。

另外，作為改進(jìn)的，有些好氧堆肥裝置采用攪拌槳對(duì)堆體進(jìn)行混合與供氧，但是這種方式在混合的過(guò)程中容易出現(xiàn)物料結(jié)塊、混合不均勻的情況，還是存在供氧不足的問(wèn)題、氧氣利用率低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種混料均勻、供氧效率高的有機(jī)固體廢棄物的好氧堆肥裝置和堆肥方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一目的的技術(shù)方案是一種有機(jī)固體廢棄物的好氧堆肥裝置，包括堆肥倉(cāng)，還包括爐排式送料裝置、螺桿擠壓脫水出料裝置、供氧裝置、滲濾液循環(huán)噴淋裝置、排氣管和測(cè)溫裝置；爐排式送料裝置和螺桿擠壓脫水出料裝置設(shè)置在堆肥倉(cāng)內(nèi)部，且爐排式送料裝置位于螺桿擠壓脫水出料裝置的下方。

所述堆肥倉(cāng)包括倉(cāng)體、集料槽、滲濾液存儲(chǔ)槽、進(jìn)出料口、倉(cāng)門(mén)和卸料板，集料槽和滲濾液存儲(chǔ)槽設(shè)置在倉(cāng)體的底部，滲濾液存儲(chǔ)槽位于爐排式送料裝置的下方；進(jìn)出料口設(shè)置在倉(cāng)體側(cè)壁的上部，進(jìn)出料口既是倉(cāng)體的進(jìn)料口也是倉(cāng)體的出料口。

爐排式送料裝置為往復(fù)式階梯爐排，將物料從上向下運(yùn)送至集料槽中；爐排式送料裝置的爐排片呈階梯式排布，最上端的活動(dòng)爐排片位于進(jìn)出料口下方，最下端的活動(dòng)爐排片與集料槽連接。

螺桿擠壓脫水出料裝置包括電機(jī)、螺桿、套筒和出料導(dǎo)向板，螺桿和套筒傾斜設(shè)置，位于爐排式送料裝置上方，螺桿和套筒的底端位于集料槽中，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)集料槽中的物料由下向上輸送。

供氧裝置包括曝氣管和空氣壓縮機(jī)，曝氣管位于滲濾液存儲(chǔ)槽中的滲濾液中。

滲濾液循環(huán)噴淋裝置包括滲濾液排出管、循環(huán)泵、回流管、排放管和噴淋頭，滲濾液排出管的進(jìn)液端口與滲濾液存儲(chǔ)槽的排液口相連通，噴淋頭位于爐排式送料裝置的最上端的爐排片上方；滲濾液排出管、循環(huán)泵、回流管和噴淋頭依次連接。

上述倉(cāng)體的外周表面設(shè)有保溫層。

上述排氣管設(shè)置在倉(cāng)體的頂端，測(cè)溫裝置水平設(shè)置在倉(cāng)體的側(cè)壁上。

上述卸料板設(shè)置在進(jìn)出料口的下方，卸料板與倉(cāng)體可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，卸料時(shí)該板撐開(kāi)與螺桿擠壓脫水出料裝置的出料導(dǎo)向板連接形成斜面，進(jìn)料及堆肥過(guò)程中該板靠放在倉(cāng)體上。

進(jìn)一步的，螺桿擠壓脫水出料裝置的出料導(dǎo)向板的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在套筒的頂部端口的下方，將出料導(dǎo)向板的這端稱(chēng)作連接端，另一端稱(chēng)作自由端；出料導(dǎo)向板的自由端位于爐排式送料裝置的最上端的爐排片上方，從螺桿擠壓脫水出料裝置輸出的物料落在爐排式送料裝置上；或者自由端與進(jìn)出料口下方的卸料板連接組成一斜面，從螺桿擠壓脫水出料裝置輸出的物料從倉(cāng)體內(nèi)輸出進(jìn)行卸料操作。

所述螺桿擠壓脫水出料裝置的套筒的筒壁上開(kāi)設(shè)濾水小孔，孔徑為3～5mm，相鄰孔間距為20mm。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的的技術(shù)方案是一種如上所述的有機(jī)固體廢棄物的好氧堆肥裝置進(jìn)行好氧堆肥的方法，包括以下步驟：

①打開(kāi)堆肥倉(cāng)的倉(cāng)門(mén)，啟動(dòng)爐排式送料裝置和螺桿擠壓脫水出料裝置；將待處理的有機(jī)固體廢棄物通入倉(cāng)體內(nèi)，通入的物料落在爐排式送料裝置最上端的爐排片上，爐排片往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將物料沿著各層的爐排片從上至下輸送至集料槽內(nèi)，待處理的有機(jī)固體廢棄物進(jìn)料完畢后關(guān)閉倉(cāng)門(mén)。

②螺桿擠壓脫水出料裝置的螺桿將集料槽內(nèi)物料由下向上輸送，物料在套筒內(nèi)在螺桿旋轉(zhuǎn)擠壓下脫水，脫除的水分從套筒流出淋濾在套筒下方的爐排式送料裝置上方的物料中，一部分水分留在物料中，剩余的水分匯集在滲濾液存儲(chǔ)槽中。

套筒中的物料從套筒頂端流出，在堆肥過(guò)程中，套筒內(nèi)流出的物料又落在爐排式送料裝置最上端的爐排片上。

③堆肥過(guò)程中重復(fù)上述步驟①和②，爐排式送料裝置使物料從上至下層遞式送料，螺桿擠壓脫水出料裝置將集料槽中的物料由下向上輸送，物料從上至下、由下向上往復(fù)。

④～天后，堆肥結(jié)束，進(jìn)行卸料操作。

處理第一批有機(jī)固體廢棄物時(shí)，步驟①中向倉(cāng)體內(nèi)送料前，先向倉(cāng)體內(nèi)部輸入水或有機(jī)固體廢棄物的滲濾液，這些液體匯集在滲濾液存儲(chǔ)槽中；前一批有機(jī)固體廢棄物堆肥結(jié)束后滲濾液存儲(chǔ)槽中的滲濾液保留。

步驟①中還打開(kāi)供氧裝置和滲濾液循環(huán)噴淋裝置；滲濾液循環(huán)噴淋裝置的噴淋頭將液體噴淋在物料上；步驟②中供氧裝置對(duì)滲濾液進(jìn)行充分曝氣充氧。

每一次物料在爐排式送料裝置上從上至下層遞式送料的過(guò)程和螺桿擠壓脫水出料裝置將集料槽中的物料由下向上輸送的過(guò)程耗時(shí)30～60分鐘。

本發(fā)明具有積極的效果：（1）本發(fā)明的好氧堆肥裝置采用爐排式送料裝置與螺桿擠壓脫水出料裝置組合的結(jié)構(gòu)，爐排式送料裝置使物料從上至下層遞式送料，能使物料在送料過(guò)程中翻轉(zhuǎn)分散、混合，混合過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)大面積結(jié)塊的情況，而且使物料與氧氣有更大的接觸面積；螺桿擠壓脫水出料裝置將集料槽中的物料由下向上輸送，在旋轉(zhuǎn)螺桿的作用下物料進(jìn)一步混勻和脫水；從而層遞式送料和螺桿脫水出料的組合起到了高效、良好的翻堆作用，使物料充分混合均勻并且使得物料疏松，疏松物料加速了空氣中氧與底物的結(jié)合，提高了供氧效率。

（2）從螺桿擠壓脫水出料裝置輸出的物料有兩種情況下的出處，一是堆肥結(jié)束后物料從倉(cāng)體的進(jìn)出料口輸出，裝置的脫水功能使得出料含水率較低，螺桿出料方式使物料從出口快速排出。

二是堆肥過(guò)程中物料重新落在爐排式送料裝置的最上端的爐排片上，繼續(xù)在倉(cāng)體內(nèi)進(jìn)行堆肥過(guò)程。

螺桿擠壓脫水出料裝置位于爐排式送料裝置的上方，脫水后產(chǎn)生的滲濾液先淋濾在爐排式送料裝置上的物料上，再下落集中在倉(cāng)體底部的滲濾液存儲(chǔ)槽。滲濾液中含有大量有益好氧菌種，淋濾過(guò)程使得這些好氧菌種與待處理的物料充分接觸，起到很好的接種效果；淋濾過(guò)程也保證了物料的含水量和含氧量。

（3）前次堆肥結(jié)束后，堆肥倉(cāng)底部的滲濾液存儲(chǔ)槽中的滲濾液保留，噴淋在新料中以調(diào)節(jié)新料的含水率，另外由于滲濾液含有大量菌種，對(duì)新料起到接種作用，大大加快后期進(jìn)料的堆肥進(jìn)程。

滲濾液存儲(chǔ)槽中的滲濾液中通有曝氣管，對(duì)滲濾液進(jìn)行充分曝氣充氧，從而滲濾液中含有較充足的氧含量，促進(jìn)滲濾液的好氧消化；另外，部分含氧充足的滲濾液輸送到進(jìn)料口噴淋在物料上時(shí)也增加了物料中的氧含量。

（4）本發(fā)明的裝置和方法可將餐廚廢棄物、城市污水處理廠污泥、秸稈、園林綠化垃圾等降解為固體有機(jī)肥，用于土壤改良。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的好氧堆肥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1裝置堆肥結(jié)束后卸料時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

上述附圖中的標(biāo)記如下：堆肥倉(cāng)1，倉(cāng)體10，集料槽11，滲濾液存儲(chǔ)槽12，進(jìn)出料口13，倉(cāng)門(mén)14，卸料板15；

爐排式送料裝置2，爐排片21；

螺桿擠壓脫水出料裝置3，電機(jī)31，螺桿32，套筒33，出料導(dǎo)向板34；

供氧裝置4，曝氣管41，空氣壓縮機(jī)42；

滲濾液循環(huán)噴淋裝置5，滲濾液排出管51，循環(huán)泵52，回流管53，排放管54，噴淋頭55；

排氣管6；

測(cè)溫裝置7。

具體實(shí)施方式

（實(shí)施例1）

見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的有機(jī)固體廢棄物的好氧堆肥裝置包括堆肥倉(cāng)1、爐排式送料裝置2、螺桿擠壓脫水出料裝置3、供氧裝置4、滲濾液循環(huán)噴淋裝置5、排氣管6和測(cè)溫裝置7；爐排式送料裝置2和螺桿擠壓脫水出料裝置3設(shè)置在堆肥倉(cāng)1內(nèi)部，且爐排式送料裝置2位于螺桿擠壓脫水出料裝置3的下方。

所述堆肥倉(cāng)1包括倉(cāng)體10、集料槽11、滲濾液存儲(chǔ)槽12、進(jìn)出料口13、倉(cāng)門(mén)14和卸料板15。倉(cāng)體的外周表面設(shè)有保溫層，例如覆蓋一層保溫材料。集料槽11和滲濾液存儲(chǔ)槽12設(shè)置在倉(cāng)體10的底部，集料槽11的截面為圓弧形，集料槽11和滲濾液存儲(chǔ)槽12共用一部分槽壁。滲濾液存儲(chǔ)槽12位于爐排式送料裝置2的下方。

進(jìn)出料口13設(shè)置在倉(cāng)體10側(cè)壁的上部，進(jìn)出料口13既是倉(cāng)體10的進(jìn)料口也是倉(cāng)體10的出料口。在進(jìn)出料口13的上方設(shè)有倉(cāng)門(mén)14，倉(cāng)門(mén)14閉合時(shí)倉(cāng)體10內(nèi)部是密閉空間。在進(jìn)出料口13的下方還設(shè)有用于卸料的卸料板15，卸料板15與倉(cāng)體10可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，卸料時(shí)該板撐開(kāi)（圖中是撐開(kāi)狀態(tài)），進(jìn)料及堆肥過(guò)程中該板靠放在倉(cāng)體10上。

爐排式送料裝置2為往復(fù)式階梯爐排，將物料從上向下運(yùn)送至集料槽11中；包括框架（圖中未畫(huà)出）和爐排片；爐排片21呈階梯式排布，包括一組固定爐排片和一組活動(dòng)爐排片，最上端的活動(dòng)爐排片21位于進(jìn)出料口13下方，最下端的活動(dòng)爐排片21與集料槽11連接。

螺桿擠壓脫水出料裝置3包括電機(jī)31、螺桿32、套筒33和出料導(dǎo)向板34。電機(jī)31設(shè)置在倉(cāng)體10外部，螺桿32、套筒33和出料導(dǎo)向板34設(shè)置在倉(cāng)體10內(nèi)部。螺桿32和套筒33傾斜設(shè)置，位于爐排式送料裝置2上方。

電機(jī)31的電機(jī)軸通過(guò)聯(lián)軸器與螺桿32連接，螺桿32位于套筒33內(nèi)部中央。螺桿32和套筒33的底端位于集料槽11中，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)集料槽11中的物料由下向上輸送。套筒33的筒壁上開(kāi)設(shè)濾水小孔，孔徑為3～5mm，相鄰孔間距為20mm。

出料導(dǎo)向板34的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在套筒33的頂部端口下方，將出料導(dǎo)向板34的這端稱(chēng)作連接端，另一端稱(chēng)作自由端。出料導(dǎo)向板34的自由端位于爐排式送料裝置2的最上端的爐排片上方，從螺桿擠壓脫水出料裝置3輸出的物料落在爐排式送料裝置2上，在倉(cāng)體10內(nèi)繼續(xù)堆肥過(guò)程；或者見(jiàn)圖2，自由端與進(jìn)出料口13下方的卸料板15連接組成一斜面，從螺桿擠壓脫水出料裝置3輸出的物料從倉(cāng)體10內(nèi)輸出，進(jìn)行卸料操作。

供氧裝置4包括曝氣管41和空氣壓縮機(jī)42。曝氣管41上設(shè)有曝氣孔，大部分管體位于滲濾液存儲(chǔ)槽12中的滲濾液中，小部分管體從倉(cāng)體10伸出與空氣壓縮機(jī)42的出氣口連接。

滲濾液循環(huán)噴淋裝置5包括滲濾液排出管51、循環(huán)泵52、回流管53、排放管54和噴淋頭55。滲濾液排出管51的進(jìn)液端口與滲濾液存儲(chǔ)槽12的排液口相連通，滲濾液排出管51上設(shè)有閥門(mén)；噴淋頭55位于爐排式送料裝置2的最上端的爐排片上方。

滲濾液排出管51、循環(huán)泵52、回流管53和噴淋頭55依次連接，將滲濾液存儲(chǔ)槽12中的滲濾液輸送至爐排式送料裝置2的最上端的爐排片上方。滲濾液排出管51、循環(huán)泵52和排放管54依次連接，將滲濾液存儲(chǔ)槽12中的滲濾液排放出去。回流管53和排放管54共用一段管道?；亓鞴?3和排放管54上均設(shè)有閥門(mén)。

排氣管6設(shè)置在倉(cāng)體10的頂端，排氣管6的進(jìn)氣口與倉(cāng)體10頂端的出氣口連接，排氣管6的出氣口與氣體處理裝置連接。本發(fā)明堆肥產(chǎn)生的氣體以二氧化碳為主，摻雜少量硫化氫等氣體，例如排氣管6排出的氣體可以由活性炭吸附后放空。

測(cè)溫裝置7水平設(shè)置在倉(cāng)體10的側(cè)壁上，位于爐排式送料裝置2的下方。測(cè)溫裝置7的溫度傳感端位于倉(cāng)體10內(nèi)部。

使用上述好氧堆肥裝置對(duì)有機(jī)固體廢棄物進(jìn)行好氧堆肥時(shí)，包括以下步驟：

①打開(kāi)堆肥倉(cāng)1的倉(cāng)門(mén)14，先向倉(cāng)體10內(nèi)部輸入水或有機(jī)固體廢棄物的滲濾液，這些液體匯集在滲濾液存儲(chǔ)槽12中。

啟動(dòng)爐排式送料裝置2、螺桿擠壓脫水出料裝置3、供氧裝置4和滲濾液循環(huán)噴淋裝置5；將待處理的含水率為30%±5%的有機(jī)固體廢棄物從進(jìn)出料口13通入倉(cāng)體10內(nèi)，通入的物料落在爐排式送料裝置2最上端的爐排片上，滲濾液循環(huán)噴淋裝置5的噴淋頭55將液體噴淋在物料上，使得物料含水率為40%～60%。爐排片往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將物料沿著各層的爐排片從上至下輸送至集料槽11內(nèi)。待處理的有機(jī)固體廢棄物進(jìn)料完畢后關(guān)閉倉(cāng)門(mén)14。

②螺桿擠壓脫水出料裝置3的螺桿32將集料槽11內(nèi)物料由下向上輸送，物料在套筒33內(nèi)在螺桿旋轉(zhuǎn)擠壓下脫水，脫除的水分從套筒33上的小孔中流出淋濾在套筒33下方的爐排式送料裝置2上方的物料中，一部分水分留在物料中，剩余的水分匯集在滲濾液存儲(chǔ)槽12中。

供氧裝置4對(duì)滲濾液進(jìn)行充分曝氣充氧，這樣滲濾液含有較充足的氧含量，促進(jìn)滲濾液的好氧消化。

套筒33中的物料從套筒頂端流出，在堆肥過(guò)程中，套筒33內(nèi)流出的物料又落在爐排式送料裝置2最上端的爐排片上。

③堆肥過(guò)程中重復(fù)上述步驟①和②，爐排式送料裝置2使物料從上至下層遞式送料，螺桿擠壓脫水出料裝置3將集料槽中的物料由下向上輸送，物料從上至下、由下向上往復(fù)；每一次物料由爐排式送料裝置2從上至下層遞式送料的過(guò)程和螺桿擠壓脫水出料裝置3將集料槽中的物料由下向上輸送的過(guò)程耗時(shí)30～60分鐘。

堆肥過(guò)程中倉(cāng)體10內(nèi)溫度控制在40℃～45℃，若測(cè)溫裝置7測(cè)得倉(cāng)體10內(nèi)溫度高于45℃，提高供氧裝置4向倉(cāng)體10的進(jìn)氣量，若倉(cāng)體10內(nèi)溫度低于40℃，則由供氧裝置4向倉(cāng)體10內(nèi)鼓入熱空氣。

堆肥過(guò)程中產(chǎn)生的氣體由排氣管6排出，經(jīng)活性炭吸附后排空。

④15～20天后，堆肥結(jié)束，關(guān)閉爐排式送料裝置2，打開(kāi)倉(cāng)門(mén)14，使螺桿擠壓脫水出料裝置3的出料導(dǎo)向板34的自由端與進(jìn)出料口13下方的卸料板15連接組成一斜面，從螺桿擠壓脫水出料裝置3輸出的物料從倉(cāng)體10內(nèi)輸出，進(jìn)行卸料操作。堆肥結(jié)束得到固體有機(jī)肥，含水率為25%～30%。

⑤前一批有機(jī)固體廢棄物處理完畢排空后，向倉(cāng)體10內(nèi)輸入后一批待處理的廢棄物。前一次堆肥過(guò)程中堆肥倉(cāng)底部的滲濾液存儲(chǔ)槽中的滲濾液保留，用于噴淋在后一批新料中以調(diào)節(jié)新料的含水率，另外由于滲濾液含有大量菌種，對(duì)新料起到接種作用，大大加快后期進(jìn)料的堆肥進(jìn)程。

若滲濾液存儲(chǔ)槽中的滲濾液過(guò)量，打開(kāi)滲濾液循環(huán)噴淋裝置5的排放管54上的閥

門(mén)，放出部分滲濾液。