一种基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置

专利名称：一种基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202110644582.7

专利申请（专利权）人：海南大学
权利人地址：海南省海口市美兰区人民大道58号

专利发明（设计）人：周维杰,阮云泽,王文峰,何茂雨,崔佳庆,柳杨,江志伟,钟可心,周禹辰,刘家瑛

专利摘要：本发明提供一种基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置，包括底座和连接在底座上方的发酵筒，发酵筒的顶端开口通过设有的分子气流膜封住，分子气流膜上还开设有进料口，进料口上设有用于打开进料口的进料盖；发酵筒的侧壁底部设有出料口；发酵筒的底端通过设有的通气底板与底座间隔开，发酵筒内设有搅拌结构、底座内部设有用于驱动搅拌结构进行搅拌的动力机构；搅拌结构的底端穿过通气底板与动力机构连接，控制系统与所述动力机构独立控制连接。本发明中分子气流膜使得发酵筒内部形成一个半密闭的空间，发酵筒内部的水蒸气可以透过膜出来，但是发酵筒内部的臭气等挥发物质无法通过，提高了处理效率，协同促进生活垃圾分类，全面提高资源利用效率。

主权利要求：
1.一种基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置，其特征在于，包括控制系统、具有腔体的底座(5)和连接在底座(5)上方的发酵筒(1)，所述发酵筒(1)的顶端开口通过设有的分子气流膜(15)封住，所述分子气流膜(15)上还开设有进料口(16)，所述进料口(16)上设有用于打开所述进料口(16)的进料盖(17)；所述发酵筒(1)的侧壁底部设有出料口(4)；所述发酵筒(1)的底端通过设有的通气底板(19)与所述底座(5)间隔开，所述发酵筒(1)内设有搅拌结构(14)、所述底座(5)内部设有用于驱动所述搅拌结构(14)执行搅拌动作的动力机构(9)；所述搅拌结构(14)的底端穿过所述通气底板(19)与所述动力机构(9)连接，所述控制系统与所述动力机构(9)独立控制连接，所述底座(5)内部还设有气源装置(7)，所述气源装置(7)通过气管(8)与所述通气底板(19)靠近底座(5)一端的端面连接，所述控制系统与所述气源装置(7)独立连接，所述通气底板(19)由呼吸纸制成。
2.根据权利要求1所述的基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置，其特征在于，所述底座(5)为中空的圆台形结构，所述底座(5)的小口端开口、大口端封口，所述发酵筒(1)的底端对接在所述底座(5)的小口端。
3.根据权利要求1所述的基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置，其特征在于，所述搅拌结构(14)包括搅拌轴(3)和连接在所述搅拌轴(3)上的搅拌叶片(2)，所述搅拌轴(3)靠近所述底座(5)的一端活动穿设过所述通气底板(19)与所述动力机构(9)连接，所述搅拌叶片(2)沿所述搅拌轴(3)螺旋分布。
4.根据权利要求1所述的基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置，其特征在于，所述发酵筒(1)的内壁上还分别设有温度传感器(21)、氧气浓度传感器(22)和湿度传感器(23)，所述控制系统分别与所述温度传感器(21)、氧气浓度传感器(22)和湿度传感器(23)独立连接。
5.根据权利要求1所述的基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置，其特征在于，所述底座(5)的外侧壁上设有太阳能发电板(13)，所述底座(5)的内部还设有充电控制器(12)、蓄电池(11)和控制开关，所述太阳能发电板(13)通过所述充电控制器(12)与所述蓄电池(11)连接，所述蓄电池(11)通过控制开关与所述动力机构(9)连接，所述控制系统分别与所述充电控制器(12)和所述控制开关独立控制连接。
6.根据权利要求1所述的基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置，其特征在于，所述气源装置(7)为鼓风机，所述鼓风机安装在所述底座(5)的底面内壁上，所述气管(8)一端连接所述鼓风机、另一端正对所述通气底板(19)，所述气管(8)的中部设置成U形的连通器结构(6)。
7.根据权利要求1所述的基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置，其特征在于，所述分子气流膜(15)为e‑PTFE膜。
8.根据权利要求1所述的基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置，其特征在于，所述底座(5)的底端还设有移动滚轮(10)，所述底座(5)中还设有用于驱动所述移动滚轮(10)移动的驱动机构，所述控制系统与所述驱动机构独立连接。 说明书 : 一种基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置技术领域[0001] 本发明涉及垃圾回收技术领域，更具体地，涉及一种基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置。背景技术[0002] 我国社会经济的快速发展城市化进程的加快以及人民生活水平的迅速提高，城市生产与生活过程中产生的垃圾废物也随之迅速增加，而随着城市生活生活垃圾的大量增加，使垃圾处理越来越困难，由此而来的环境污染等问题逐渐引起社会各界的广泛关注。生活垃圾主要以有机废弃物为主，绝大多数都是可以循环利用的，但目前的处理方式主要以焚烧和填埋为主，不但浪费资源、影响环境还占用土地，填埋属于先污染后治理的处理方式，填埋之后的场地还需要花巨额经费进行环境修复，而焚烧属于经济负效应，环境负效应的处理方式。因此我国要实现城市生活有机废弃物的产业化、资源化、减量化和无害化，就必须针对可回收的生活有机废弃物，提出多种多样的收集方式和处理设备、处理技术。[0003] 目前技术手段中有很多用于好氧发酵的垃圾处理设备，例如中国专利CN206337180U公开了一种基于高温好氧发酵技术的餐厨垃圾处理设备，该设备中垃圾输送器的出口端与垃圾发酵筒连通，垃圾发酵筒圆周设置加热源以对垃圾发酵筒内垃圾进行加热，垃圾发酵筒内设置至少一根空心轴，空心轴圆周方向开有多个通孔，垃圾发酵筒的底部设置过滤层以排出垃圾发酵产生的液体。其发酵产生的液体通过底部的过滤层能够排出，但其实在发酵过程中，由于是加热发酵，液体大多变成了蒸汽，而该设备中加热发酵产生的蒸汽无法及时从上方排出，使得除水效率降低，进而影响发酵的效率；并且发酵产生的臭味气体可能会从下方溢出散开，对外界环境产生影响。发明内容[0004] 本发明为克服上述背景技术所述的该设备中加热发酵产生的蒸汽无法及时从上方排出，使得除水效率降低，进而影响发酵的效率的问题，提供一种基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置。本发明中发酵产生的蒸汽能够及时从上方排出，并且臭味气体不会排出。[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置，包括具有腔体的底座和连接在底座上方的发酵筒，所述发酵筒的顶端开口通过设有的分子气流膜封住，所述分子气流膜上还开设有进料口，所述进料口上设有用于打开所述进料口的进料盖；所述发酵筒的侧壁底部设有出料口；所述发酵筒的底端通过设有的通气底板与所述底座间隔开，所述发酵筒内设有搅拌结构、所述底座内部设有用于驱动所述搅拌结构进行搅拌的动力机构；所述搅拌结构的底端穿过所述通气底板与所述动力机构连接，所述控制系统与所述动力机构独立控制连接。[0006] 进一步的，所述底座为中空的圆台形结构，所述底座的小口端开口、大口端封口，所述发酵筒的底端对接在所述底座的小口端。[0007] 进一步的，所述搅拌结构包括搅拌轴和连接在所述搅拌轴上的搅拌叶片，所述搅拌轴靠近所述底座的一端活动穿设过所述通气底板与所述动力机构连接，所述搅拌叶片沿所述搅拌轴螺旋分布。[0008] 进一步的，所述发酵筒的内壁上还分别设有温度传感器、氧气浓度传感器和湿度传感器，所述控制系统分别与所述温度传感器、氧气浓度传感器和湿度传感器独立连接。[0009] 进一步的，所述底座的外侧壁上设有太阳能发电板，所述底座的内部还设有充电控制器、蓄电池、控制开关，所述太阳能发电板通过所述充电控制器与所述蓄电池连接，所述蓄电池通过控制开关与所述动力机构连接，所述控制系统分别与所述充电控制器和所述控制开关独立控制连接。[0010] 进一步的，所述底座内部还设有气源装置，所述气源装置通过气管与所述通气底板靠近底座一端的端面连接，所述控制系统与所述气源装置独立连接。[0011] 所述气源装置为鼓风机，所述鼓风机安装在所述底座的底面内壁上，所述气管一端连接所述鼓风机、另一端连接所述通气底板，所述气管的中部设置成U形的连通器结构。[0012] 优选的，所述分子气流膜为e‑PTFE膜。[0013] 进一步的，所述底座的底端还设有移动滚轮，所述底座中还设有用于驱动所述移动滚轮移动的驱动机构，所述控制系统与所述驱动机构独立连接。[0014] 优选的，所述通气底板由呼吸纸制成。[0015] 与现有技术相比，有益效果是：[0016] 1、本发明采用的分子气流膜使得发酵筒内部形成一个半密闭的空间，发酵筒内部的水蒸气可以透过膜出来，降低物料的水分，但是发酵筒内部的臭气等挥发物质无法通过分子半透膜，同时还可以阻隔外界的风雨等不进入发酵筒的内部，集成了开放式发酵和封闭式发酵的优点，不需要再设置配套的臭气收集处理装置和废液收集处理装置，极大的节省了设备成本，提高了处理效率，便于推广使用，协同促进生活垃圾分类，全面提高资源利用效率。[0017] 2、本发明就地收集、就地处理，减少运输和装卸产生的费用，同时减轻的环境污染，将焚烧填埋的生活有机废弃物变为可持续循环利用的有机肥料，极大的提高了校内资源的利用效率。[0018] 3、本发明低投入高产出，解决了建立资源循环利用中心的高额处理费用、建设费用和运输装卸费用；由于采用的是小型罐式发酵装置，改进了传统箱式发酵装置，提高发酵效率，减少发酵死角，便于后期发酵装置的清理和维护。附图说明[0019] 图1是本发明的整体结构示意图。具体实施方式[0020] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。[0021] 如图1所示，为一种基于好氧发酵的有机废弃物循环利用装置，包括具有腔体的底座5和连接在底座5上方的发酵筒1，发酵筒1的顶端开口通过设有的分子气流膜15封住，分子气流膜15上还开设有进料口17，进料口17上设有用于打开进料口17的进料盖16；发酵筒1的侧壁底部设有出料口4；发酵筒1的底端通过设有的通气底板19与底座5间隔开，发酵筒1内设有搅拌结构14、底座5内部设有用于驱动搅拌结构14进行搅拌的动力机构9；搅拌结构14的底端穿过通气底板19与动力机构9连接，控制系统与所述动力机构9独立控制连接。本实施例中的动力机构9可以是电机、舵机等能够带动搅拌轴3绕其轴线转动的装置；本实施例中的分子气流膜15为e‑PTFE膜，该分子气流膜15用在这里的特点是，只能通过水分和水蒸气，但是臭味气体无法通过，蒸发水分的同时，达到除臭的目的。通气底板19由呼吸纸制成，通气底板19能够通气体，阻挡液体；即需要用于发酵的空气可以由下方的通气底板19进入到发酵筒1的内部，发酵过程中产生的水分通过上方排出；而不是从下方流出，这样能够防止一部分有机肥料的流失，使得肥料的养分保存完整，进一步提高发酵的效能。本实施例中的分子气流膜分为三层，最外面一层是防晒、防老化、防紫外线层；中间层为气体隔绝层，水蒸气可以快速通，但是可以把气体比如氨气、硫化氢等臭气隔绝在内，这样的好处就是有机肥料的养分损失量非常低，不用分子膜技术，氮素的损失非常多，生产出来的有机肥料和栽培基质养分保持完整，养分含量高，利用率和转化率高。第三层就是最里面的耐磨层，因为可能会和物料接触，所以是一层耐磨层，可以极大的延长使用寿命。[0022] 本实施例中，底座5为中空的圆台形结构，底座5的小口端开口、大口端封口，发酵筒1的底端对接在底座5的小口端；搅拌结构14包括搅拌轴3和连接在搅拌轴3上的搅拌叶片2，搅拌轴3靠近底座5的一端活动穿设过通气底板19与动力机构9连接；搅拌叶片2沿搅拌轴3螺旋分布，底座5的底端还设有移动滚轮10，底座5中还设有用于驱动所述移动滚轮10移动的驱动机构，控制系统与驱动机构独立连接。底座5用于支撑发酵筒1，并且内部放置用于辅助发酵的组件，圆台形结构刚好可以匹配圆柱形的发酵筒1，发酵筒1为圆柱形结构可以使得搅拌起来没有死角，便于后续废料的出料。而圆台形结构具有较大的下底面，能够提供稳定的支撑力，底端具有的移动滚轮10和驱动机构(图中未画出)，方便整个设备的自动移动，可以到校园的任意地点进行有机废弃物的收集和好氧发酵；使用的灵活性大大提高。[0023] 底座5的外侧壁上设有太阳能发电板13，底座5的内部还设有充电控制器12、蓄电池11、控制开关，太阳能发电板13通过充电控制器12与蓄电池11连接，蓄电池11通过控制开关与动力机构9连接，控制系统分别与充电控制器12和控制开关独立控制连接。[0024] 所述发酵筒1的内壁上还分别设有温度传感器21、氧气浓度传感器22和湿度传感器23，控制系统分别与温度传感器21、氧气浓度传感器22和湿度传感器23独立连接。在其他实施方式下，温度传感器21、氧气浓度传感器22和湿度传感器23还可以设置在搅拌轴3上，具有同等效果。[0025] 底座5内部还设有气源装置7，气源装置7通过气管8与通气底板19靠近底座5一端的端面连接，控制系统与气源装置7独立连接；本实施例中，气源装置7为鼓风机，鼓风机安装在底座5的底面内壁上，气管8一端连接鼓风机、另一端连接通气底板19，气管8的中部设置成U形的连通器结构6，图中，气管8的另一端可以先连接一个套设在搅拌轴上的扣盖20，在使用时可以将扣盖扣在通气底板19的底面上，以实现气管8往通气底板19内吹气，还可以直接如图中所示，气管的开口正对着通气底板19，往发酵筒1内吹入气体，两种形式均可。在其他实施方式下，气源装置7还可以是其他具有同等效果的供气装置。气管8的中部设置成U形的连通器结构6，即使在特殊情况下小量的废液从通气板溢流进入气管8后，也不会流入到鼓风机中而对鼓风机造成影响。[0026] 本实施例中，发酵筒1是采用的双层不锈钢结构，保温耐腐蚀；发酵筒1的顶部设有一个密封钢圈，分子气流膜15就设置在密封钢圈内，密封钢圈和发酵筒1的顶部铰接，这样密封钢圈和分子气流膜15就形成了一个可以打开的密封盖；整个发酵筒1顶部可以通过大的密封盖打开整个发酵筒1的开口，也可以通过小的进料盖16打开较小的进料口17；出料口4在发酵过程中也是通过出料盖密封住的，只有等出料的时候才打开；发酵筒1内部有温度传感器、氧气浓度传感器和湿度传感器可监控内部发酵情况，同时罐身内部含有体积刻度线18，可以直观看到物料体积情况，罐身中部有单轴螺旋搅拌结构14，可以360度无死角充分搅拌发酵的物料，罐身底部具有通气底板19，可以从罐体底部通氧气，加速好氧发酵过程，也可以通热气，持续高温堆肥，可大幅度缩短好氧发酵过程的时间，罐身底部具有出料口4，在一个发酵周期结束以后，通过出料口4将形成的有机肥进行排出，排出后进行后续处理。本设备将可回收利用的生活有机废弃物按照碳氮比为3～4:6～7，30％～40％可回收氮源有机废弃物+60％～70％可回收碳源有机废弃物的比例投放入发酵筒1，每天共计进料10kg，连续进料10天，每次投入后搅拌1小时，从第10天停止进料，开始好氧发酵，每天搅拌两小时，早晚各一个小时，同时通热气，中午通氧气一小时。发酵二十天后，当有机肥含无明显异味、含水率低于35％时；从出料口4排出有机肥料。[0027] 本实施例采用的分子气流膜15密封盖，该上盖子后，发酵筒1内部形成一个半密闭的空间，装置内部的水蒸气可以透过膜出来，降低物料的水分，但是发酵筒1内部的臭气等挥发物质无法通过分子半透膜，同时还可以阻隔外界的风雨等不进入发酵筒1的内部，集成了开放式发酵和封闭式发酵的优点，无臭味、无滤液，不需要再设置配套的臭气收集处理装置和废液收集处理装置，小型轻便、极大的节省了设备成本，提高了处理效率，便于推广使用，协同促进生活垃圾分类，全面提高资源利用效率。本实施例大多用于中小型社区，包括农村，乡镇，城市和校园内等存在有机废弃物的中小型社区；不需要土地硬化，不需要建厂房，投资能产生正效益，能够就地收集、就地处理，减少运输和装卸产生的费用，同时减轻的环境污染，将焚烧填埋的生活有机废弃物变为可持续循环利用的有机肥料，极大的提高了校内资源的利用效率。本实施例低投入高产出，解决了建立资源循环利用中心的高额处理费用、建设费用和运输装卸费用；由于本实施例采用的是小型罐式发酵装置，改进了传统箱式发酵装置，提高发酵效率，减少发酵死角，便于后期发酵装置的清理和维护。[0028] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

专利地区：海南

专利申请日期：2021-06-09

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN113443930B