有机垃圾的堆肥装置及堆肥方法

摘要

本发明公开了一种有机垃圾的堆肥装置及堆肥方法，涉及有机垃圾处理技术领域，包括外壳体、换热组件、进气管、出气管和渗滤液收集组件，外壳体的上端开口，开口处连接一覆膜，覆膜能够对开口开启或封闭，外壳体内用于放置有机垃圾，换热组件用于对外壳体内部进行加热，进气管和出气管均能够连通外壳体内腔与外界，且进气管上远离外壳体的一端用于连通引风机，进气管用于向外壳体内通入氧气，出气管用于将外壳体内产生的废气导出，渗滤液收集组件的一端位于外壳体内，另一端伸出外壳体，且渗滤液收集组件用于将堆肥产生的渗滤液导出至外界。该有机垃圾的堆肥装置及堆肥方法能够在保证堆体温度的同时，对堆体进行供氧。

说明书

技术领域

本发明涉及有机垃圾处理技术领域，具体是涉及一种有机垃圾的堆肥装置及堆肥方法。

背景技术

有机垃圾包括厨余垃圾、畜禽养殖粪便、农林废弃物等，是居民日常生活或农业活动后产生的垃圾，若不妥善处置的话，将对环境造成危害。据统计，目前我国厨余垃圾年产量超两亿吨，畜禽粪便年排放量达到42.4亿吨，而对应的处置能力却严重不足。现常见的有机垃圾处理处置方式，如填埋、焚烧、堆肥等，都存在占地面积大、二次污染、处理效率低、资源化利用率低等方面的问题。综合来看，堆肥是目前处理有机垃圾的一种较为适宜的方式，其不仅可以通过高温杀死病虫实现垃圾的无害化，堆肥产品还可以作为有机肥料施入农田，实现资源化。

现代堆肥工艺中以好氧堆肥的应用为主。高有机质物料在进行好氧堆肥时需要通过通风供氧设备提供充足的氧气。一般而言，通风供氧设备会消耗额外的电能，且通风程度与保温存在一定的矛盾关系，即通风过于频繁、通风量过多时容易带走堆体的热量，破坏堆体内部的保温机制，从而导致堆体温度的下降，但是通风量过少又会导致堆体出现局部厌氧，影响微生物降解有机物的问题。目前堆肥装置的通风方式主要包括连续通风、间歇通风等方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机垃圾的堆肥装置及堆肥方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够在保证堆体温度的同时，对堆体进行供氧。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种有机垃圾的堆肥装置，包括外壳体、换热组件、进气管、出气管和渗滤液收集组件，所述外壳体的上端开口，所述开口处连接一覆膜，所述覆膜能够对所述开口开启或封闭，所述外壳体内用于放置有机垃圾，所述换热组件用于对所述外壳体内部进行加热，所述进气管和所述出气管均能够连通所述外壳体内腔与外界，且所述进气管上远离所述外壳体的一端用于连通引风机，所述进气管用于向所述外壳体内通入氧气，所述出气管用于将所述外壳体内产生的废气导出，所述渗滤液收集组件的一端位于所述外壳体内，另一端伸出所述外壳体，且所述渗滤液收集组件用于将堆肥产生的渗滤液导出至外界。

优选地，所述外壳体的内底面设有集液槽，所述集液槽的开口朝向所述外壳体的上顶面，且所述集液槽位于所述外壳体的内底面的端部，所述外壳体的内底面上用于放置有机垃圾，所述外壳体内底面倾斜，且有机垃圾堆肥产生的渗滤液能够经所述外壳体的内底面流入至所述集液槽内，所述渗滤液收集组件的一端伸入所述集液槽，并靠近所述集液槽的内底面设置。

优选地，所述换热组件包括加热元件、进水管、出水管、循环泵和换热盘管，所述换热盘管围绕所述外壳体的外侧壁螺旋固定，且所述换热盘管的两端分别与所述进水管和所述出水管连接并连通，所述进水管能够将热水通入所述换热盘管内，所述出水管能够将换热后的水导出所述换热盘管，所述进水管上远离所述换热盘管的一端与所述加热元件的出水口连接并连通，所述出水管上远离所述换热盘管的一端与所述加热元件的进水口连接并连通，且所述循环泵固定在所述出水管上。

优选地，所述覆膜包括底膜和顶膜，所述底膜和所述顶膜能够通过连接元件连接并围成一保温腔室，所述外壳体位于所述保温腔室内，且所述换热组件位于所述覆膜内壁与所述外壳体的外壁之间。

优选地，所述连接元件为拉链。

优选地，还包括氧气浓度传感器、温度传感器、太阳能电池和控制器，所述氧气浓度传感器、所述温度传感器和所述控制器均与所述太阳能电池电连接，所述氧气浓度传感器和所述温度传感器均安装在所述外壳体上，所述氧气浓度传感器、所述温度传感器、所述引风机和所述换热组件均与所述控制器电连接，所述氧气浓度传感器用于测量所述外壳体内的氧气浓度，并将氧气浓度信号传递至所述控制器，所述控制器控制所述引风机的开闭，所述温度传感器用于测量所述外壳体内的温度，并将温度信号传递至所述控制器，所述控制器控制所述加热元件的开闭。

优选地，所述渗滤液收集组件包括渗滤管、提升泵和收集桶，所述渗滤管的一端伸入所述外壳体内，所述渗滤管的另一端连通所述收集桶，所述提升泵设置在所述渗滤管上，且靠近所述收集桶设置，并用于将所述外壳体内的渗滤液经所述渗滤管导出。

优选地，所述覆膜为HDPE膜。

优选地，所述外壳体为混凝土材料制成。

本发明还提供一种有机垃圾的堆肥方法，使用上述技术方案中任一项所述的有机垃圾的堆肥装置，包括以下步骤：

S1、堆体形成：将有机垃圾置入所述外壳体内形成堆体，并通过所述覆膜将所述外壳体密封；

S2、初期加热：利用太阳光经所述覆膜、所述外壳体的开口照射所述外壳体内的堆体，并使堆体处于低温好氧状态；

S3、“微氧-厌氧”的循环：充分照射太阳光使堆体温度逐渐升高并消耗氧气，堆体过渡到微氧状态，继续照射太阳光，使堆体形成高温厌氧状态；启动所述引风机，通过所述进气管向所述外壳体内供氧，并使堆体形成微氧状态，停止供氧，堆体再次消耗氧气至厌氧状态，进行多次“微氧-厌氧”的循环，同时，利用换热组件对所述外壳体内的堆体进行保温；

当所述外壳体内产生渗滤液时，利用渗滤液收集组件将所述外壳体内的渗滤液导出。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的有机垃圾的堆肥装置，外壳体的上端开口，便于将有机垃圾通过开口置入外壳体内，覆膜能够对开口开启或封闭，从而提供密闭的反应环境，同时便于对外壳体内保温，提高堆肥效率，换热组件用于对外壳体内部进行加热，以提供堆肥所需的反应温度，进气管用于向外壳体内通入氧气，以改善厌氧环境，补充微生物降解有机物所消耗的氧气，堆肥过程中会产生氨气等气体，利用出气管将废气导出，以保证外壳体内的气压平衡。

本发明提供的有机垃圾的堆肥方法，通过覆膜将外壳体密封，以提供密闭的反应空间，便于对外壳体内进行保温；利用太阳光经外壳体的开口照射外壳体内的堆体，堆体吸收太阳光这一自然热源，节约能源，同时结合覆膜提高保温效果；在厌氧状态启动引风机，通过进气管向外壳体内供氧，并使堆体逐渐回归微氧状态，停止供氧，以实现氧气的补给，同时，利用换热组件对外壳体内的堆体进行加热和保温，使得氧气的补给和外壳体内的保温互不影响，保证堆肥所需的氧气氛围和温度环境，提高堆肥效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一提供的有机垃圾的堆肥装置的结构示意图；

图中：100-有机垃圾的堆肥装置，1-外壳体，11-集液槽，2-覆膜，3-换热组件，31-加热元件，32-进水管，33-出水管，34-循环泵，35-换热盘管，4-渗滤液收集组件，41-渗滤管，42-提升泵，43-收集桶，5-出气管，51-废气吸收元件，6-进气管，61-引风机，7-氧气浓度传感器，8-温度传感器，9-太阳能电池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种有机垃圾的堆肥装置及堆肥方法，以解决现有有机垃圾的堆肥处理中，难以平衡氧气供给和保温之间的关系，影响堆肥效率的技术问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种有机垃圾的堆肥装置100，包括外壳体1、换热组件3、进气管6、出气管5和渗滤液收集组件4，外壳体1的上端开口，便于将有机垃圾通过开口置入外壳体1内，通过覆膜2对开口开启或封闭，从而通过覆膜2对外壳体1内部封闭，提供密闭的反应环境，同时便于对外壳体1内保温，提高堆肥效率，外壳体1内用于放置有机垃圾，换热组件3用于对外壳体1内部进行加热，以提供堆肥所需的反应温度，进气管6和出气管5均能够连通外壳体1内腔与外界，且进气管6上远离外壳体1的一端用于连通引风机61，进气管6用于向外壳体1内通入氧气，以改善厌氧环境，补充微生物降解有机物所消耗的氧气，堆肥过程中会产生氨气等气体，利用出气管5将废气导出，并将废气导入至废气吸收元件51内，以保证外壳体1内的气压平衡，渗滤液收集组件4的一端位于外壳体1内，另一端伸出外壳体1，且渗滤液收集组件4用于将堆肥产生的渗滤液导出至外界，从而将渗滤液作为液体肥使用。

具体地，外壳体1的内底面设有集液槽11，且集液槽11的内底面低于外壳体1的内底面，集液槽11的开口朝向外壳体1的上顶面，且集液槽11位于外壳体1的内底面的端部，外壳体1的内底面上用于放置有机垃圾，有机垃圾在外壳体1内进行降解，外壳体1内底面倾斜，且有机垃圾堆肥产生的渗滤液能够经外壳体1的内底面流入至集液槽11内，以实现固态有机垃圾和液体渗滤液的分离，渗滤液收集组件4的一端伸入集液槽11，并靠近集液槽11的内底面设置，从而便于通过渗滤液收集组件4将集液槽11内的渗滤液导出至外界，以供使用。

换热组件3包括加热元件31、进水管32、出水管33、循环泵34和换热盘管35，换热盘管35围绕外壳体1的外侧壁螺旋固定，以对外壳体1内的不同位置进行加热，但本实施例提供的有机垃圾的堆肥装置100中换热盘管35不限于螺旋固定，只要能够固定在外壳体1侧壁的不同位置，并实现对外壳体1内不同位置的加热即可，换热盘管35的两端分别与进水管32和出水管33连接并连通，进水管32能够将热水通入换热盘管35内，出水管33能够将换热后的水导出换热盘管35，进水管32上远离换热盘管35的一端与加热元件31的出水口连接并连通，出水管33上远离换热盘管35的一端与加热元件31的进水口连接并连通，从而实现冷热水的循环，水经加热元件31加热后变成热水，热水经进水管32通入至换热盘管35中，并对外壳体1内加热，换热后的水变成冷水，冷水经出水管33回到加热元件31内重新加热，依次循环，且循环泵34固定在出水管33上，便于实现水的流通，利用换热组件3的增温保温作用，使堆体持续保持较高温度，在该堆肥温度下，水蒸气蒸发量大，堆肥产品含水率更低，物料减量化明显，腐熟化程度升高。

覆膜2包括底膜和顶膜，底膜和顶膜能够通过连接元件连接并围成一保温腔室，外壳体1位于保温腔室内，且换热组件位于覆膜2内壁与外壳体1的外壁之间，通过换热组件对外壳体1内进行加热，并通过覆膜2对外壳体1内进行保温，更优的，底膜为包覆在外壳体1外底面和侧壁，顶膜包覆在外壳体1的上端开口处，从而形成一封闭的保温腔室。

连接元件为拉链，拉链的设置能够便于底膜和顶面的连接与拆卸，且使用方便。

本实施提供的有机垃圾的堆肥装置100还包括氧气浓度传感器7、温度传感器8、太阳能电池9和控制器，氧气浓度传感器7、温度传感器8和控制器均与太阳能电池9电连接，通过太阳能电池9提供电能，无需再提供供电设备，有效利用太阳光，节约能源，氧气浓度传感器7和温度传感器8均安装在外壳体1上，且测试端位于外壳体1内，氧气浓度传感器7、温度传感器8、引风机61和换热组件3均与控制器电连接，以便实现氧气浓度和温度的实时监控以及自动控制，氧气浓度传感器7用于测量外壳体1内的氧气浓度，并将氧气浓度信号传递至控制器，控制器内预存一标准氧气浓度范围值，通过比对氧气浓度传感器7检测到的氧气浓度与标准氧气浓度范围值，以通过控制器控制引风机61的开闭，实现氧气的实时补给，温度传感器8用于测量外壳体1内的温度，并将温度信号传递至控制器，控制器内预存一标准温度值，通过比对温度传感器8检测到的温度与标准温度值，以通过控制器控制加热元件31的开闭，保证合适的堆肥温度，加热和供氧互不影响，控制精度高，提高堆肥效率。

渗滤液收集组件4包括渗滤管41、提升泵42和收集桶43，渗滤管41的一端伸入外壳体1内，更优的，渗滤管41伸入集液槽11内，渗滤管41的另一端连通收集桶43，提升泵42设置在渗滤管41上，且靠近收集桶43设置，并用于将外壳体1内的渗滤液经渗滤管41导出，通过提升泵42将渗滤液泵出，以提高收集效果。

覆膜2为HDPE膜，HDPE膜为高密度聚乙烯膜，防渗系数高、阳光透射性好，自然热源太阳光照射于堆体上方时，阳光可透过HDPE膜将热量传给堆体，同时包裹作用减少堆体中热量散发，达到更好的增温保温功效，此外，太阳光作为自然热源，照射在堆体及HDPE膜，强化生物热循环，有利于堆体腐熟。

外壳体1为混凝土材料制成，成本低，且结构稳定，便于长期使用。

实施例二

本实施例提供一种有机垃圾的堆肥方法，使用实施例一中的有机垃圾的堆肥装置100，包括以下步骤：

S1、堆体形成：将有机垃圾置入外壳体1内形成堆体，并通过覆膜2将外壳体1密封，以提供密闭的反应空间，便于对外壳体1内进行保温；

S2、初期加热：堆肥初期，利用太阳光经覆膜2、外壳体1的开口照射外壳体1内的堆体，并使堆体处于低温好氧状态，堆体吸收太阳光这一自然热源，节约能源，同时结合覆膜2提高保温效果；

S3、“微氧-厌氧”的循环：充分照射太阳光使堆体温度逐渐升高并消耗氧气，堆体过渡到微氧状态，此过程中微生物活动释放有机酸，继续照射太阳光，并利用覆膜2对外壳体1内保温，堆体继续消耗氧气与上一过程释放的有机酸，使堆体形成高温厌氧状态，启动引风机61，通过进气管6向外壳体1内供氧，以实现氧气的补给，并使堆体形成微氧状态，停止供氧，堆体再次消耗氧气至厌氧状态，进行多次“微氧-厌氧”的循环，提高堆肥效果，同时，利用换热组件3对外壳体1内的堆体进行保温，以符合微生物降解有机物所需的温度要求，使得氧气的补给和外壳体1内的保温互不影响，保证堆肥所需的氧气氛围和温度环境，提高堆肥效率；

在外壳体1内产生渗滤液时，利用渗滤液收集组件4将外壳体1内的渗滤液导出，以作为液体肥使用。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。