專利名稱：一種高效農(nóng)村生活垃圾處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及農(nóng)村生活垃圾處理領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能加熱器與垃圾生物反應(yīng)器相結(jié)合以提高垃圾處理效率及產(chǎn)氣效率的處理裝置。
背景技術(shù)：
垃圾厭氧生物處理需要在適宜的環(huán)境條件下進(jìn)行，溫度、pH值、含水率、有毒物質(zhì)等環(huán)境因素對(duì)厭氧生物處理的影響較大。目前，在實(shí)際的操作運(yùn)行過(guò)程中，PH值、氧化還原電位、有毒物質(zhì)對(duì)垃圾厭氧生物處理的影響已有較多的研究，并且已有相應(yīng)的實(shí)際解決方法，例如垃圾滲濾液經(jīng)預(yù)處理后回灌于垃圾填埋反應(yīng)器中，用以消除反應(yīng)器中的酸抑制現(xiàn)象；用滲濾液回灌增加垃圾填埋反應(yīng)器中的含水率；經(jīng)好氧處理后的滲濾液回灌于垃圾填埋生物反應(yīng)器中可以消除氨氮對(duì)反應(yīng)器的抑制作用等等。溫度對(duì)厭氧生物處理有很大的影響，溫度過(guò)高或低都會(huì)影響生物反應(yīng)器內(nèi)微生物的活性，從而影響垃圾的處理效率，而反應(yīng)器在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，是暴露在外界環(huán)境中的，反應(yīng)器的溫度條件隨外界環(huán)境的改變而改變，在冬季以及春秋季的晚上，氣溫大幅度下降，從而造成微生物活性顯著下降，而且低溫對(duì)產(chǎn)甲烷細(xì)菌的影響遠(yuǎn)大于產(chǎn)酸細(xì)菌，因此反應(yīng)器很容易酸化，垃圾穩(wěn)定化速率下降，產(chǎn)氣量下降。
發(fā)明內(nèi)容一種高效農(nóng)村生活垃圾處理裝置，包括垃圾填埋生物反應(yīng)器、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器、三相分離器和太陽(yáng)能加熱器，所述的垃圾填埋反應(yīng)器的底部出口與產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的進(jìn)水口連接，所述的產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的出水口與三相分離器的進(jìn)水口相連，所述的三相分離器的出水口與垃圾填埋生物反應(yīng)器的頂部入口連接，所述的垃圾填埋反應(yīng)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器分別與太陽(yáng)能加熱裝置連接。所述的垃圾填埋反應(yīng)器包括筒體，所述的筒體從外至內(nèi)依次為外壁、保溫層、加熱管和內(nèi)壁，所述的加熱管呈螺旋式分布，所述的加熱管可在外界環(huán)境溫度較低的情況下為反應(yīng)器加溫，提高垃圾穩(wěn)定化速率。所述的保溫層可以有效減少加熱管熱量向外傳遞。所述的垃圾填埋反應(yīng)器分為4層，從上到下依次為產(chǎn)氣層、泥沙層、垃圾層、碎石層，所述的泥沙層能使氣體均勻逸出，所述的碎石層下方設(shè)有支撐板，用以支撐上方的垃圾。所述垃圾填埋反應(yīng)器的筒體側(cè)壁上設(shè)有取樣口，用以取出穩(wěn)定化后的垃圾。所述的產(chǎn)甲烷反應(yīng)器包括筒體，筒體結(jié)構(gòu)的設(shè)置與垃圾填埋生物反應(yīng)器相同，從外至內(nèi)依次為外壁、保溫層、加熱管和內(nèi)壁，所述的加熱管呈螺旋式分布。所述的太陽(yáng)能加熱器的出口分別與垃圾填埋生物反應(yīng)器的加熱管進(jìn)口、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的加熱管進(jìn)口相連，所述的太陽(yáng)能加熱器的出口管路上設(shè)有溫控閥門，所述的溫控閥門連接PLC控制器，垃圾填埋生物反應(yīng)器與產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)部還分別設(shè)有溫度探頭，用以檢測(cè)反應(yīng)器內(nèi)部的溫度，溫度探頭接至PLC控制器。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)部溫度低于20攝氏度時(shí)， PLC控制器控制總管溫控閥門，使閥門處于開啟狀態(tài)，實(shí)行熱水循環(huán)，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)部溫度高于35時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉溫控閥門，水循環(huán)停止。所述的垃圾填埋生物反應(yīng)器的加熱管出口、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的加熱管出口均與太陽(yáng)能加熱器的進(jìn)口連接。作為一種優(yōu)選，所述的垃圾填埋反應(yīng)器與產(chǎn)甲烷反應(yīng)器之間、太陽(yáng)能加熱器與垃圾填埋生物反應(yīng)器之間、三相分離器與垃圾填埋生物反應(yīng)器之間均設(shè)有集水池和蠕動(dòng)泵。 因加熱管的進(jìn)口設(shè)在垃圾填埋反應(yīng)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的下端，通過(guò)壓力泵能使熱水以一定流速?gòu)募訜峁艿倪M(jìn)水口流向加熱管的出口。作為一種優(yōu)選，所述的垃圾填埋生物反應(yīng)器上層外接導(dǎo)氣管并與集氣袋相連，所述的產(chǎn)甲烷反應(yīng)器與三相分離器的上端也外接導(dǎo)氣管并與同一個(gè)集氣袋相連。作為一種優(yōu)選，所述的三相分離器與垃圾填埋生物反應(yīng)器之間還設(shè)有流量計(jì)。所述的太陽(yáng)能加熱器的儲(chǔ)水量要滿足生物反應(yīng)器所需的熱水量，一般每立方米反應(yīng)器需要配置20-50L左右容積的太陽(yáng)能加熱器。本實(shí)用新型裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)1.在原有農(nóng)村垃圾填埋處理裝置的基礎(chǔ)上增加了太陽(yáng)能加熱器，不僅可以解決垃圾填埋反應(yīng)器冬季運(yùn)行效率低、垃圾穩(wěn)定化速率慢的問(wèn)題，還可以促進(jìn)冬季產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的產(chǎn)氣速率和產(chǎn)氣量，增加甲烷回收利用率，從而也能相應(yīng)地增加經(jīng)濟(jì)效益。2.高效農(nóng)村生活垃圾處理裝置中的加熱裝置利用的是清潔能源-太陽(yáng)能，它不但不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，而且還節(jié)省了其他不可再生能源的消耗，是一種既環(huán)保又節(jié)能的高效加熱裝置。3.將產(chǎn)酸作用與產(chǎn)甲烷作用分別置于兩個(gè)反應(yīng)器中，可以通過(guò)物理分離的方法使兩個(gè)反應(yīng)器中菌群(產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌)得到優(yōu)化，從而是各自的反應(yīng)器都達(dá)到最佳的運(yùn)行效果，垃圾穩(wěn)定化速率提高，垃圾滲濾液的厭氧消化產(chǎn)甲烷速率也得到相應(yīng)提升。4.用經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵處理后的滲濾液回灌于垃圾填埋生物反應(yīng)器中可以消除垃圾滲濾液直接回灌對(duì)垃圾填埋生物處理產(chǎn)生的“青貯”現(xiàn)象。

圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明裝置中的反應(yīng)器加熱管安裝示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-垃圾填埋生物反應(yīng)器；2-產(chǎn)甲烷反應(yīng)器；3-三相分離器；4-太陽(yáng)能加熱器；5-產(chǎn)氣層；6-泥沙層；7-垃圾層；8-碎石層；9-垃圾填埋生物反應(yīng)器加熱管； 10-垃圾填埋生物反應(yīng)器保溫層；11-出料口 ；12-產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)加熱管；13-產(chǎn)甲烷反應(yīng)器保溫層；14-第一集水池；15-第二集水池；16-第三集水池；17-PLC控制器；18-第一壓力泵；19-第二蠕動(dòng)泵；20-第二壓力泵；21-第三蠕動(dòng)泵；22-第四蠕動(dòng)泵；23-第一液體流量計(jì)；24-第一氣體流量計(jì)；25-第二氣體流量計(jì)；26-第二液體流量計(jì)；27-28-集氣袋；29-垃圾填埋生物反應(yīng)器內(nèi)壁；30-垃圾填埋生物反應(yīng)器外壁；31-產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)壁； 32-產(chǎn)甲烷反應(yīng)器外壁；33-太陽(yáng)能加熱器出水管溫控閥門；34-第一溫度探頭；35-第二溫度探頭。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種高效農(nóng)村生活垃圾處理裝置，包括垃圾填埋生物反應(yīng)器1、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2、三相分離器3、太陽(yáng)能加熱器4、第一集水池14、第二集水池15、第三集水池16、 自動(dòng)化控溫裝置17、第一壓力泵18、第二蠕動(dòng)泵19、第二壓力泵20、第三蠕動(dòng)泵21、第四蠕動(dòng)泵22、第一液體流量計(jì)23、第二液體流量計(jì)沈、第一氣體流量計(jì)M、第二氣體流量計(jì)25、 第一集氣袋27和第二集氣袋觀。其中垃圾填埋生物反應(yīng)器1、第三集水池16、第四蠕動(dòng)泵22、太陽(yáng)能加熱器4、第二壓力泵20、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2、第二蠕動(dòng)泵19和第二集水池15依次串聯(lián)，第二集水池15與垃圾填埋生物反應(yīng)器1的底部入水口連接。三相分離器3的入水口與產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2的出水口連接，三相分離器3的出水口依次與第二液體流量計(jì)沈、第一集水池14、第三蠕動(dòng)泵21 及垃圾填埋生物反應(yīng)器1的頂部串聯(lián)。垃圾填埋生物反應(yīng)器1和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2中設(shè)有第一溫度探頭34、第二溫度探頭35，第一溫度探頭34、第二溫度探頭35分別與PLC控制器17 連接，太陽(yáng)能加熱器4的出水管上設(shè)有溫控閥門33，溫控閥門33也與PLC控制器17相連。垃圾填埋生物反應(yīng)器1的筒體設(shè)有垃圾填埋生物反應(yīng)器內(nèi)壁四、垃圾填埋生物反應(yīng)器外壁30，內(nèi)外壁之間裝設(shè)有垃圾填埋生物反應(yīng)器加熱管9，如圖2所示，加熱管呈螺旋式分布，可在外界環(huán)境溫度較低的情況下為反應(yīng)器加溫，提高垃圾穩(wěn)定化速率；垃圾填埋生物反應(yīng)器外壁30和垃圾填埋生物反應(yīng)器加熱管9之間設(shè)有垃圾填埋生物反應(yīng)器保溫層10， 可以有效減少加熱管熱量向外傳遞。垃圾生物填埋生物反應(yīng)器1內(nèi)部分為4層，從上往下依次為產(chǎn)氣層5、泥沙層6、垃圾層7和碎石層8，碎石層下方設(shè)有支撐板，用以支撐用以支撐上方的垃圾。產(chǎn)氣層5外接有導(dǎo)氣管與第一氣體流量計(jì)對(duì)、第一集氣袋27依次串聯(lián)，出垃圾填埋生物反應(yīng)器1的氣體經(jīng)過(guò)第一氣體流量計(jì)M之后用集氣袋27收集；泥沙層6能使垃圾層7產(chǎn)生的填埋氣均勻逸出；碎石層8的碎石間隙只允許滲濾液通過(guò)，用以阻擋上層垃圾往下掉落，以防垃圾堵塞滲濾液出水口。產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2的筒體與垃圾填埋生物反應(yīng)器1的筒體結(jié)構(gòu)相同，設(shè)有產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)壁31、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器外壁32，內(nèi)外壁之間也設(shè)有產(chǎn)甲烷反應(yīng)器加熱管12，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)加熱管12與產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)外壁32之間設(shè)有產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)保溫層13。產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2和三相分離器3的上端還外接導(dǎo)氣管與第二氣體流量計(jì)25、第二集氣袋觀依次串聯(lián)。垃圾填埋生物反應(yīng)器1和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2各自的加熱管進(jìn)水口前還分別設(shè)有第一壓力泵18、第二壓力泵20并與太陽(yáng)能加熱器4的出水管連接，第一壓力泵18、第二壓力泵 20用以推動(dòng)熱水從反應(yīng)器底部向上端流動(dòng)，并且可以通過(guò)調(diào)控壓力大小來(lái)調(diào)控?zé)崴诩訜峁苤械牧魉?。本?shí)用新型裝置運(yùn)行時(shí)，垃圾填埋生物反應(yīng)器1內(nèi)產(chǎn)生的垃圾滲濾液從底部出口排入第二集水池15，第二集水池15中的滲濾液經(jīng)第二蠕動(dòng)泵19送入產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2中，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2的出水進(jìn)入三相分離器3經(jīng)氣固液分離之后，經(jīng)過(guò)液體流量計(jì)沈進(jìn)入第一集水池14，三相分離器3的出水然后第一集水池14中的液體通過(guò)第三蠕動(dòng)泵21回灌至垃圾填埋生物反應(yīng)器1中。[0032] 太陽(yáng)能加熱器4的熱水流經(jīng)溫控閥33分別流至垃圾填埋生物反應(yīng)器1和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2的垃圾填埋生物反應(yīng)器加熱管9和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器加熱管12中，在第一壓力泵18 和第二壓力泵20的推動(dòng)下，熱水從反應(yīng)器底部向上端流動(dòng)。垃圾填埋生物反應(yīng)器1和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2的加熱管出水流入第三集水池16中，第三集水池16中的冷水用第四蠕動(dòng)泵21 送至太陽(yáng)能加熱器4中。當(dāng)垃圾填埋生物反應(yīng)器1和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2內(nèi)部溫度低于20攝氏度時(shí)，PLC控制器17控制總管溫控溫控閥門33，使溫控閥門33處于開啟狀態(tài)，實(shí)行熱水循環(huán)，當(dāng)垃圾填埋生物反應(yīng)器1和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2內(nèi)部溫度高于35攝氏度時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉溫控閥門33，水循環(huán)停止。
權(quán)利要求1.一種高效農(nóng)村生活垃圾處理裝置，包括垃圾填埋生物反應(yīng)器、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器和三相分離器，其特征在于所述的裝置還包括太陽(yáng)能加熱器，所述的垃圾填埋反應(yīng)器的底部出口與產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的進(jìn)水口連接，所述的產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的出水口與三相分離器的進(jìn)水口相連，所述的三相分離器的出水口與垃圾填埋生物反應(yīng)器的頂部入口連接，所述的垃圾填埋反應(yīng)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器分別與太陽(yáng)能加熱裝置連接；所述的垃圾填埋反應(yīng)器包括筒體，所述的筒體從外至內(nèi)依次為外壁、保溫層、加熱管和內(nèi)壁，所述的加熱管呈螺旋式分布；所述的產(chǎn)甲烷反應(yīng)器包括筒體，所述的筒體從外至內(nèi)依次為外壁、保溫層、加熱管和內(nèi)壁，所述的加熱管呈螺旋式分布；所述的太陽(yáng)能加熱器的出口分別與垃圾填埋生物反應(yīng)器的加熱管進(jìn)口、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的加熱管進(jìn)口相連，所述的垃圾填埋生物反應(yīng)器的加熱管出口、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的加熱管出口均與太陽(yáng)能加熱器的進(jìn)口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的高效農(nóng)村生活垃圾處理裝置，其特征在于所述的垃圾填埋反應(yīng)器內(nèi)部分為四層，從上到下依次為產(chǎn)氣層、泥沙層、垃圾層、碎石層，所述的碎石層下方設(shè)有支撐板。
3.如權(quán)利要求1所述的高效農(nóng)村生活垃圾處理裝置，其特征在于所述的垃圾填埋生物反應(yīng)器與產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)部均分別設(shè)有溫度探頭，所述的太陽(yáng)能加熱裝置的出口管路上設(shè)有溫控閥門，所述的溫控閥門和溫度探頭均與PLC控制器連接。
4.如權(quán)利要求1所述的高效農(nóng)村生活垃圾處理裝置，其特征在于所述的垃圾填埋生物反應(yīng)器上層外接導(dǎo)氣管并與集氣袋相連，所述的產(chǎn)甲烷反應(yīng)器與三相分離器的上端也外接導(dǎo)氣管并與同一個(gè)集氣袋相連。
5.如權(quán)利要求1所述的高效農(nóng)村生活垃圾處理裝置，其特征在于所述的垃圾填埋反應(yīng)器與產(chǎn)甲烷反應(yīng)器之間、太陽(yáng)能加熱器與垃圾填埋生物反應(yīng)器之間、三相分離器與垃圾填埋生物反應(yīng)器之間均設(shè)有集水池和蠕動(dòng)泵。
6.如權(quán)利要求1所述的高效農(nóng)村生活垃圾處理裝置，其特征在于所述的三相分離器與垃圾填埋生物反應(yīng)器之間還設(shè)有流量計(jì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高效農(nóng)村生活垃圾處理裝置，包括垃圾填埋反應(yīng)器、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器、三相分離器和太陽(yáng)能加熱器，垃圾填埋反應(yīng)器、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器和三相分離器依次連接，所述的垃圾填埋生物反應(yīng)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的筒體內(nèi)壁與外壁之間設(shè)有加熱管，所述的太陽(yáng)能加熱器與垃圾填埋生物反應(yīng)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的加熱管連接，為垃圾填埋反應(yīng)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器加溫。本實(shí)用新型通過(guò)在垃圾填埋反應(yīng)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器器壁上增設(shè)太陽(yáng)能加熱裝置，采用了太陽(yáng)能作為加熱能源，不僅提高了生活垃圾穩(wěn)定化的效率，同時(shí)也提高了產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的產(chǎn)氣量，消除了生物反應(yīng)器因冬季溫度低而使垃圾穩(wěn)定化效率低、產(chǎn)氣量小的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C12M1/107GK202105840SQ2011201075
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者馮華軍, 吳中良, 孫剛, 宋二喜, 廖 燕, 張馳, 沈東升 申請(qǐng)人:杭州市環(huán)境保護(hù)有限公司, 浙江工商大學(xué)