一种有机物料静态好氧发酵车及方法

技术领域

本发明涉及一种多功能发酵车，可以广泛适用于日常含氧有机物料或不含氧有机物料附近加工，也可以用于有机废料的好氧发酵处置，特别适用于市政污泥等有机固废突发污染事件现场应急或远距离现场临时移动处置使用。

背景技术

随着污水处置处理量不断增加，各种生活生产中有机固废量也越来越高，大多数市县污泥处置能力不足问题越来越突出，各地根据污泥泥质和消纳途径等不同情况选择采用不同的工艺和设备处置污泥，提高区域有机固废处置总产能。在有机固废堆肥化处置项目中，通常采用的是集中处置模式，通过车辆从周边污水厂产生的约80%含水率的脱水污泥装运到污泥厂进行处置。经过多年运行，据市场初步调查情况看，各地污泥厂基本上产能已经处于饱和性状态。为解决这些问题，近年来出现利用一些无害化制砖、气化发电，焚烧或参烧污泥的办法缓解污泥处置能力不足问题。对于限制性污染物超标的污泥来说，这也确实是一种有效解决污泥问题的方法；对于有肥效利用价值的污泥来说，完全可以用于园林、绿化、还田、沙化土地、盐碱化土地、废弃荒山或矿山表层生态修复，不仅有利于环境改良和治理，而且成本低，节省大量优质有机肥资源。集中建厂处置模式需要将分散的污泥收运集中，污染物体量巨大，确实存在着比较突出的区域环境污染问题，而且建厂需要占用土地，进行项目环评等诸多手续，许多地方新建污染性的项目在选址方面都遇到很大阻力。

另一方面，县市乡镇级中小型和村级小微型污水厂越来越多，由于日产生污泥量很少，又远离城区远离污泥厂，用小型车辆收运成本高运量大，如果用大型车辆集中运输需要蓄积等待，这期间污泥会厌氧分解析水，同时会产生甲烷、硫化氢、硫醇、吲哚和粪臭素等数十种低臭阈值挥发性有机物臭气，而且环保法规定，不经无害化处置的污泥不得移动，针对这些规模微小、位置远的污水厂污泥，能够及时就地就近区位化处置处理将会为企业解决许多麻烦。

再则，有机固废既有常见有机固废，也包括有机危废。从专业角度看，有机固废包括含氧有机物和不含氧有机物，两类物质其分子结构不同、性质不同、形态不同、生物毒性、发酵代谢条件等差异很大，对发酵工艺和技术参数要求明显不同，有些技术参数甚至相反，需要根据物料具体情况和消纳用途，进行控制性发酵。

发明内容

本发明的任务是提出一种有利于环境治理和降低处置费用，利用发酵车解决含氧有机物料和不含氧有机物料的处置的一种有机物料静态好氧发酵车及方法。

本发明的任务是这样完成的，其特征在于：发酵车包括发酵箱体、发酵厢门，所述发酵箱体的底部设置有爆气管道，所述爆气管道上安装有水气混配器，所述水气混配器中的内风管通过法兰与发酵箱体外侧安装的风机箱里的风机连接，超声波加水系统设置在发酵箱体外侧的底部，发酵箱体的外侧箱体上安装有控制器，并在发酵箱体上设置有人工检测孔。

所述发酵箱体为五面体或可封闭厢体结构，五面体结构发酵箱体的顶面呈开放式，箱体后端为卸料门，在发酵箱体上沿外侧设有蓬布插接支架和挂钩，可封闭厢体结构顶面为封闭厢体，中心位置设有进料口，进料口两侧设有排气口，进料口和排气口均设有排气功能的防雨盖，电动或手动打开或盖下，厢体侧面设有手脚架把手，所述发酵箱体是由瓦楞板外层和不锈钢内衬构成，在瓦楞板外层不锈钢内衬之间填充有保温层。

所述控制器包括电源接口、交流接触器与超声波高频电源联锁性连接，控制器可选用物联网远程控制。

所述超声波加水系统包括水箱、超声波电源、雾化片、内风管构成，水箱中的水槽水位有传感器自动控制。

所述水气混配器包括雾化片、水槽、内风管，是超声波水雾与高压气流混合装置。

所述雾化片是采用高频振荡器元件，超声波加水系统或与风机自动运行或手动关停。

所述曝气管道是布置在发酵箱底部的布气设施，曝气管道两侧底部均匀开设曝气孔，曝气孔的形状呈方形、长方形或圆形，长方形或方形。

所述蓬布插接架用于临时防雨篷布的活动支架，蓬布插接支架一侧中间端设置有一段大于支架粗的空管。

包括以下步骤；

准备工作

（1）发酵车或平板车准备工作：检查厢门和水位等相关准备工作后，将车辆停放在指定位置，拉下手刹或设置防溜支块，接通电源，

（2）物料调质预处理工作：根据不同物料情况，在地面用户混料机进行调质预处理，必须满足好静态氧发酵基础条件；

步骤2、装车建堆布料

用传输带把调质预处理过的混合物料装入发酵厢体，按技术要求建立发酵堆体，

步骤3、运行模式设定

（1）物料种类选择：按钮A为常见含氧有机物料，按钮B为无氧有机物料（加水）；

（2）运行模式选择：有手动和自动两种模式，一般情况下选择自动挡；

步骤4、通风曝气

（1）含氧有机物料通风曝气

当为发酵常见有氧有机物料堆体曝气时，打开控制器选择按钮A，由风机提供高压气流源，经过气水混配器内的内风管，将气流均匀分散到每支曝气管道，气流在压力作用下沿曝气管道，经曝气孔均匀分布在发酵厢底部，为堆体静态好氧发酵的物料提供均匀足量而合适的风量，

（2）不含氧有机物料通风曝气

当为发酵处置不含氧有机物料堆体曝气时，打开控制器选择按钮B，由风机提供高压气流源，同时控接通超声波高频电源，并传输到风箱中设置的雾化片装置，雾化片装置发生高频振荡，使风箱中水槽中的水的雾化产生水雾，水雾与内风管喷射高压气流均匀混合，混合水雾的气流被均匀分散到与风箱相连的曝气管道中，最后经曝气孔进行堆体曝气，在曝气的同时为发酵堆体缓缓均匀加如水分，满足堆体中微生物代谢需要，水量的多少主要通过雾化片功率挡位调节水雾产生量的多少，也可以通过曝气强度的大小辅助调理水雾量进入堆体的多与少，曝气强度和加水强度都根据不同物料和不同发酵阶段的需要，经试验设定数据后参数由PLC自动控制运行；

步骤5、发酵温度控制

自动模式时，通过控制技术，实现发酵过程自动化运行，同时物联网装置自动向数据平台发送温度和水分数据信息，数据平台根据反馈综合信息，确认发酵是否正常，如果异常则可以通过发送指令，进行远程曝气参数调整，以保障物料良好的发酵状态；物料堆体的温度和水分数据实时通过，控制器液晶显示器显示和数据平台；

手动模式时，可以通过人工设定技术参数进行操作，期间出现异常时，可以根据具体发酵情况适度人工调整，可以定期打开水分检测孔，监测物料水分变化，并做好分解记录，也可以校验传感器检测数据；

含氧类有机物料发酵周期平均约15天左右，不含氧有机物料在雾化加水条件下发酵周期平均约30天左右，在堆温经历升温、高温、降温后，高温发酵阶段结束；

步骤7、卸车出料

断开电源或水源，关闭控制器，做好卸料准备工作，将发酵车停到卸车区，向上提拉门插销，挂在高位，操作汽车或平板车的液压自卸系统，厢体前端升高，物料滑落出厢；

步骤8、简易防雨篷布

在应急处置工作中，遇到雨天时，将篷布插接支架插接后再插入厢体的支架座中，将膜质篷布勾挂或栓系在厢体挂钩上防止雨水淋湿。发酵装置既发酵处置含氧有机物或发酵处置不含氧有机物，好氧发酵堆体物料超声波加水方法，物体堆体曝气时采用气水混合装置，发酵车到污泥源头就地就近发酵处置现场应急物料处置。

本技术方案可以一车多用，既可以有效解决常见含氧有机物料发酵不同程度的控制，又可以发酵处置不含氧有机物料，发酵工艺和技术参数可调，广泛用于有机固废堆肥发酵生产和移动式应急有机固废的好氧发酵无害化处置，更加有利于灵活的进行环境治理和降低处置的费用。

附图说明

图1是本发明的侧视图；图2是风机、风箱和爆气管布局结构示意图；图3是混配器内风管和雾化片结构示意图；图4是发酵车门示意图；图5室爆气管道曝气孔的布局结构示意图；图6是蓬布插接支架示意图。

图面说明：1、发酵车，2、控制器，3、超声波加水系统，4、人工检测孔，5、发酵箱体，6、风机箱，7、水气混配器， 8、曝气管道，9、保温层，10、内风管，11、雾化片，12、发酵厢门，13、曝气孔，14、蓬布插接支架。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

为了更好的达到区域环境不被污染，法规规定不经无害处置的污泥不得移动，本技术方案解决了能够及时就地就近区位处置处理，利用多功能发酵车可以有效解决常见含氧有机物料发酵不同程度的控制，又可以发酵处置不含氧有机物料，广泛用于堆肥化发酵生产和移动式应急有机固废的处置，利于环境的治理，并降低了处置费用。

具体实施例如图所示，发酵车1包括发酵箱体5、发酵厢门12，所述发酵箱体的底部布置有水气混配器7和曝气管道8，所述水气混配器与曝气管道相连，所述水气混配器中的内风管10通过法兰与发酵箱体外侧安装的风机箱里的风机连接，超声波加水系统3设置在发酵箱体外侧的底部，发酵箱体的外侧箱体上安装有控制器2，并在发酵箱体上设置有人工检测孔4。

所述发酵箱体5为五面体或可封闭厢体结构，五面体结构发酵箱体的顶面呈开放式，箱体后端为卸料门，在发酵箱体上沿外侧设有蓬布插接支架和挂钩，可封闭厢体结构顶面为封闭厢体，中心位置设有进料口，进料口两侧设有排气口，进料口和排气口均设有排气功能的防雨盖，电动或手动打开或盖下，厢体侧面设有手脚架把手，所述发酵箱体是由瓦楞板外层和不锈钢内衬构成，在瓦楞板外层不锈钢内衬之间填充有保温层9，如图4和图5所示。

所述控制器2包括电源接口、交流接触器、超声波高频电源与PLC、CPU等多种电子器件，控制器通过物联网远程控制技术控制发酵曝气状态，所述控制器2输出端分别与超声波加水系统、风机、检测传感器的输入端相连接，所述检测传感器包括发酵箱体内安装的温度传感器和检测箱体内部水份的传感器。控制器可以控制检测发酵箱体内发酵堆体。发酵车车体可以是一部完整的汽车，能够独立驾驶，按计划到市县任何污水厂或污泥处置站（片区）进行现场发酵处置或应急性堆肥无害化处置。也可以是无动力的平板发酵车，在需要外出移动时由牵引车牵引移动。无论整车或平板车主要起到自卸平台作用，发酵厢是一套完整静态好氧发酵系统装置。

所述超声波加水系统3包括水箱、超声波电源、雾化片、水箱和电源构成，水箱中的水位有传感器自动控制，水箱中水位根据情况人工定时补水即可，以上是现有技术，在这里其结构不再详述。

所述人工检测孔4，是在自动系统故障时，可用人工适时对物料堆体温度和水分数据检测，也可以用于校对与传感器数据的误差。

所述风机箱6为风机隔离的保护壳体，在发酵箱体外侧设有进风窗，均匀进风，风机封闭安装在风机箱内。

所述水气混配器7包括雾化片11、水槽、内风管，是超声波水雾与高压气流混合装置，主要作用是水气均匀混合、管道风量和水雾量均匀分配。超声波系统可以与风机同步运行，也可以设置为独立运行，通过超声波将水雾化与气流混合后，为需要补水的发酵物料均匀补充水分。曝气管道：是发酵物料风量、水雾量分配、输送的重要管道，是实现发酵堆体均匀布气和物料均匀加水的基础。

所述雾化片11是采用高频振荡器元件，安装在超声波加水系统或可以与风机自动运行，也可以关闭停用，超声波加水系统上使用能产生高频振动，使水雾化，通过控制器控制，也可以手动操作。

做好断开电源、水源、关闭控制器等卸料准备工作，将发酵车停到卸车区，向上提拉门插销，挂在高位，操作汽车或平板车的液压自卸系统，厢体前端升高，物料从后端滑落出厢。

所述曝气管道8是布置在发酵箱底部的布气设施，曝气管道两侧底部均匀开设曝气孔13，曝气孔的形状呈方形、长方形或圆形，长方形或方形孔最便于快速排出回凝水分，在为需要补水的堆体物料发酵过程中能提供更合理的气源和水源。

所述蓬布插接架14用于临时防雨篷布的活动支架，蓬布插接支架一侧中间端设置有一段大于支架管径粗的空管，便于另一侧蓬布插接支架的安装，使用和收纳存放。

工作原理包括发酵车和发酵厢物料的发酵；

1、发酵车原理

发酵车车体可以是一部完整的汽车，能够独立驾驶，按计划到市县任何污水厂或污泥处置站（片区）进行现场发酵处置或应急性堆肥无害化处置。也可以是无动力的平板发酵车，在需要外出移动时由牵引车牵引移动。无论整车或平板车主要起到自卸平台作用，发酵厢是一套完整静态好氧发酵系统装置。

2、发酵厢原理

（1）对常见含氧有机物料，发酵物料需要根据具体材质，经地面设备进行调质预处理，混合物料达到技术要求后，用传输带或蛟龙输料装置提升装入发酵厢，建立发酵堆体，之后打开控制器，选择手动和自动模式后，按设定的曝气参数和温度控制系统指令自动曝气；物料堆体经过升温、高温和降温三个主要历程约15天发酵后，可以确认高温发酵结束，断开风机电源，按卸车准备工作要求操作，就地或将发酵车停到卸料区，打开车厢门，启动自卸系统将堆肥基质卸下，即可准备进行下一批物料装车发酵工作。

（2）在不含氧有机物料的发酵时，由于该类物料本身不产生结构水分，堆体物料携带水分有限，所以发酵过程中，在气流和高温作用下，堆体物料水分蒸发干化很快，堆体会因缺水会降低微生物活性，从而影响到物料生化速度和发酵腐熟程度。所以，在通风曝气过程中通过超声波系统，将水雾均匀混入气流中，在利用曝气系统为物料均匀实时提供空气的同时，适度补充或维持最低水分，从而维持物料微生物发酵系统正常运行，达到利用一种装备解决含氧有机物料和不含氧有机物料发酵处置的目的。

四、有机物料静态好氧发酵车主要操作步骤

步骤1、准备工作

发酵车或平板车准备工作：检查厢门和水位等与发酵处置相关

准备工作后，将车辆停放在指定位置，拉下手刹或设置防溜支块，接通电源；

物料调质预处理工作：根据不同物料情况，在地面用混料机进行调质预处理，必须满足好静态氧发酵物料均匀的基础条件；

步骤2、装车建堆布料

用传输带或蛟龙输料装置把调质预处理过的混合物料装入5发酵厢体，按技术要求建立发酵堆体；

步骤3、运行模式设定

物料种类选择：按钮A为常见含氧有机物料，按钮B为无氧有机物料（需要加水）；

运行模式选择：有手动和自动两种模式。一般情况下选择自动挡；

步骤4、通风曝气

有氧有机物料通风曝气

当为发酵常见含氧有机物料堆体曝气时，打开2控制器选择按钮A，由6风机提供高压气流源，经过7气水混配器内的10内风管，将气流均匀分散到9曝气管道，气流在压力作用下沿曝气管道，经13曝气孔均匀分布在发酵厢底部，为堆体静态好氧发酵的物料提供均匀、合适的风量；

不含氧有机物料通风曝气

当为发酵处置不含氧有机物料堆体曝气时，打开2控制器选择按钮B，由6风机提供高压气流源，同时控接通超声波高频电源，并传输到风箱中设置的11雾化片装置，雾化片装置发生高频振荡，使气水混配器中水槽中的水雾化产生水雾，水雾与10内风管喷射高压气流均匀混合，水雾混合气流被分散到与风箱相连的8曝气管道中，最后经13曝气孔进行堆体曝气，同时在曝气过程中为发酵堆体均匀加水，水量的多少主要通过雾化片功率挡位调节水雾产生量的多少，也可以通过曝气强度的大小辅助调理水雾量进入堆体的多与少。曝气强度和加水强度都根据不同物料和不同发酵阶段的需要，经试验设定数据后参数由PLC自动控制运行。

步骤5、发酵温度控制

自动模式时，通过控制技术，实现发酵过程自动化运行，同时物联网装置自动向数据平台发送温度和水分数据信息，数据平台根据反馈综合信息，分析确认发酵是否正常，如果异常则可以通过发送指令，进行远程曝气参数调整，以保障物料良好的发酵状态；物料堆体的温度和水分数据实时通过3控制器液晶显示器显示和数据平台；

手动模式时，可以通过人工设定技术参数进行操作，期间出现异常时，可以根据具体发酵情况适度人工调整，可以定期打开5水分检测孔，监测物料水分变化，并做好分解记录，也可以校验传感器检测数据；

含氧类有机物料发酵周期平均约15天，不含氧有机物料发酵周期平均约30天，在堆温经历升温、高温、降温后，高温发酵阶段结束；

步骤7、卸车出料

断开电源或水源，关闭控制器，做好卸料准备工作，将发酵车停到卸车区，向上提拉门插销，挂在高位，操作汽车或平板车的液压自卸系统，厢体前端升高，物料滑落出厢；

步骤8、简易防雨篷布

在应急处置工作中，遇到雨天时，将14篷布插接支架插接后再插入5厢体的支架座中，将膜质篷布勾挂或栓系在5厢体挂钩上防止雨水淋湿。

发酵装置既可以发酵处置含氧有机物或发酵处置不含氧有机物；

好氧发酵堆体物料超声波加水方法；

物体堆体曝气时采用气水混合装置；

发酵车到污泥源头就地就近发酵处置现场应急物料处置。

发酵车远程控制发酵技术。

本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是两个元件内部的连通。对于领域内的普通人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。