基于翻斗式堆肥槽的农村生活垃圾堆肥装置及其堆肥方法
技术领域
本发明属于生活垃圾处理技术领域，具体涉及基于翻斗式堆肥槽的农村生活垃圾堆肥装置及其堆肥方法。
背景技术
目前我国生活垃圾清运和无害化处理的重心仍在城市，农村生活垃圾没有得到妥善的处置。大部分农村生活垃圾，如厨余垃圾、庭院垃圾、蔬菜果皮等多采用简易填埋、露天倾倒、露天焚烧等方式处理，这些处理方式不仅造成了极大的资源浪费，同时严重影响环境卫生，造成大气、水和土壤污染。农村生活垃圾的处理模式不宜照搬城市生活垃圾的处理模式，由于我国农村地广人稀，基础设施落后，环境问题复杂且严重，农村生活垃圾如何妥善处置一直是个难题。目前我国农村常用的生活垃圾处理技术有卫生填埋技术，焚烧技术，堆肥技术与发酵技术。
堆肥处理是指利用自然界广泛存在的微生物，有控制地促进固体废物中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。对比上述其他处理技术，由于农村生活垃圾有机质含量较高，且农村有大量的农田土地可以消纳有机生活垃圾；以及在堆肥过程中，有机碳被微生物呼吸代谢后所产热可使堆肥温度达到70℃以上，可以杀灭病菌、虫卵及杂草种子；堆肥产品所含营养物质比较丰富，且肥效长而稳定，同时有利于促进土壤固粒结构的形成，能增加土壤保水、保温、透气、保肥的能力；所以农村生活垃圾非常适合用堆肥技术来处理。
静态好氧堆肥是在有氧的条件下，将农作物、粪便等堆积，利用微生物发酵得到肥料的过程。静态好氧堆肥形式一般采用露天强制通风垛，或是在密闭的发酵池、发酵箱、静态发酵仓内进行。传统的静态好氧堆肥工艺有堆肥周期长，曝气不足时易出现厌氧区，需要人工翻堆、抓斗翻堆、鼓风曝气等缺陷。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种基于翻斗式堆肥槽的农村生活垃圾堆肥装置及其堆肥方法，针对目前农村生活垃圾有机质含量高的特点和传统静态好氧堆肥工艺的缺陷，不但使服务范围内的农村生活垃圾得到妥善处置，且经本发明处理后的农村生活垃圾可得到具有较好肥力的有机肥。
具体技术方案为：
基于翻斗式堆肥槽的农村生活垃圾堆肥装置，包括预处理间、主发酵间、进出料间、后发酵间；
所述的预处理间一侧设有不可堆肥垃圾存放区，另一侧设有破碎机，破碎机出口通过皮带传输机与主发酵间连接；主发酵间依次设有大于三个的可移动翻斗式堆肥槽，每个可移动翻斗式堆肥槽上设有主发酵间渗滤液回喷管；主发酵间与后发酵间之间设有进出料间，主发酵间与进出料间之间设有通道用于可移动翻斗式堆肥槽进出；进出料间内设有储料斗；
后发酵间内设有多个固定翻斗式堆肥槽；固定翻斗式堆肥槽上均设有后发酵间渗滤液回喷管；
预处理间内还设有检修通道、电控间；
预处理间、主发酵间、后发酵间均设有闸门、进气口和抽风风机，抽风风机与生物除臭设备连通；
主发酵间底部设有主发酵间渗滤液收集支槽，主发酵间渗滤液收集支槽连通主发酵间渗滤液收集主槽；后发酵间底部设有后发酵间渗滤液收集支槽，后发酵间渗滤液收集支槽连通后发酵间渗滤液收集主槽；主发酵间渗滤液收集主槽、后发酵间渗滤液收集主槽均与集水井连通，集水井通过提升泵与渗滤液收集池连通，渗滤液收集池分别通过泵与主发酵间渗滤液回喷管、后发酵间渗滤液回喷管连通。
其中，固定翻斗式堆肥槽，包括主体钢结构、倾斜挡板和铰链；所述主体钢结构包括底面和前后左右四个侧面，其中前侧面与底面倾斜大于等于45°布置，底面具有坡度并开孔；所述的前侧面通过铰链与下一个固定翻斗式堆肥槽连接；
所述倾斜挡板位于两个相邻的固定翻斗式堆肥槽连接处并倾斜一定角度。
可移动翻斗式堆肥槽，包括主体钢结构、铰链和万向轮；所述主体钢结构包括底面和前后左右四个侧面，其中前侧面与底面倾斜大于等于45°布置，底面具有坡度并开孔；当可移动翻斗式堆肥槽移动到进出料间时所述前侧面通过铰链向后发酵间相邻的固定翻斗式堆肥槽翻转；
所述万向轮共计四个，位于可移动翻斗式堆肥槽底部。
预处理工序包括垃圾二次分拣区，破碎机和皮带传输机，二次分拣区应与破碎机进料口紧邻并齐平，破碎机为立式破碎机，破碎机的破碎粒度应满足堆肥要求，皮带传输机一端置于破碎机出料口下方，另一端提升至主发酵间第一个可移动翻斗式堆肥槽上方；
主发酵间包括可移动翻斗式堆肥槽，渗滤液收集支槽，渗滤液收集主槽和渗滤液回喷管。可移动翻斗式堆肥槽排成一列放置于主发酵间内，渗滤液收集支槽置于可移动翻斗式堆肥槽底部开孔下方，各支槽内渗滤液汇集于主槽内流向集水井，最终收集到渗滤液收集池，渗滤液回喷主管挂置在主发酵间靠预处理间一侧，支管分别延伸至各个可移动翻斗式堆肥槽上方；
后发酵间包括固定翻斗式堆肥槽，渗滤液收集支槽，渗滤液收集主槽和渗滤液回喷管。固定翻斗式堆肥槽依次排列放置，渗滤液支槽置于每个固定翻斗式堆肥槽底部开孔下方，渗滤液收集主槽置于后发酵间中间，各支槽内渗滤液汇集于主槽内流向集水井，最终收集到渗滤液收集池，渗滤液回喷管悬挂于固定翻斗式堆肥槽上方；
渗滤液收集回喷系统包括渗滤液收集支槽，渗滤液收集主槽，渗滤液回喷管，集水井，渗滤液收集池和提升泵。渗滤液收集支槽，渗滤液收集主槽和渗滤液回喷管布置如上，集水井置于主发酵间和后发酵间渗滤液收集主槽交汇处，提升泵置于集水井和渗滤液收集池之间，渗滤液收集池平行于集水井建造；
臭气收集处理系统包括臭气收集管，抽风风机，和生物除臭设备。臭气收集管分别从预处理间，主发酵间和后发酵间到生物除臭设备，抽风风机置于各臭气收集管和生物除臭设备之间，生物除臭设备置于三根臭气收集管交汇处。
基于上述的装置，本发明还提供基于翻斗式堆肥槽的农村生活垃圾堆肥方法，包括以下步骤:
(1)有机生活垃圾预处理
分类收集的农村有机生活垃圾被运往预处理间，进行二次分拣后，再投入破碎机进料口，破碎后的有机生活垃圾通过出料口经皮带传输机加入到主发酵间内可移动翻斗式堆肥槽中；
(2)有机生活垃圾主发酵
在主发酵阶段，设有大于三个的可移动翻斗式堆肥槽，放置于密闭的主发酵间内，每天装填一个可移动翻斗式堆肥槽，填料完成后，可移动翻斗式堆肥槽在外部牵引作用下，每天依次向进出料间方向移动一个位次；完成主堆肥发酵后，可移动翻斗式堆肥槽进入进出料间经铰链翻转到后发酵间第一个固定翻斗式堆肥槽中，进料到后发酵间完成后，清空的可移动翻斗式堆肥槽返回到主发酵间起点装填垃圾，进入下一个主发酵周期，如此循环；发酵期间，产生的渗滤液经主发酵间渗滤液收集支槽、后发酵间渗滤液收集支槽汇集到主发酵间渗滤液收集主槽、后发酵间渗滤液收集主槽再收集到集水井中，通过提升泵送至渗滤液收集池，主发酵间内可移动翻斗式堆肥槽每三天进行一次渗滤液回喷；同时每三小时自动抽风三十分钟，抽出气体经生物除臭设备处理后排放；在主发酵过程中加入生物菌剂，强化主发酵阶段微生物的分解作用；
(3)有机生活垃圾后发酵
在后发酵阶段，后发酵间中设置大于三个的固定翻斗式堆肥槽，采用并排布置；每个固定翻斗式堆肥槽的一端设有自动化控制的铰链，后发酵间翻斗式堆肥槽中的垃圾每日向前翻转至相邻的堆肥槽中，每个固定翻斗式堆肥槽中的垃圾经过充分的翻堆发酵腐熟后，移动到进出料间，获得堆肥最终产品。
本发明具有的有益效果：
1、本发明处理农村生活垃圾，不但可以达到减量化和无害化的固体废物处置要求，且堆肥产品可以资源化再利用。
2、本发明设有渗滤液收集及回灌系统和臭气收集系统，处理过程中产生的渗滤液，臭气均得到妥善处理处置，通过翻斗仓设置，减少露天堆肥造成的二次污染。
3、本发明借助铰链通过翻斗，改进传统堆肥过程的翻堆方式，根据翻斗和时间的结合，实现堆肥的完整过程。
4、本发明处理农村生活垃圾具有物料分解彻底，病菌消杀彻底，生产周期短等特点。
5、本发明布局紧凑，土地资源浪费小，通过可移动翻斗，适应农村小型化的堆肥需求。
6、本发明堆肥槽具有一定放坡和开口，便于渗滤液及时收集，通过分段分时回喷滤液，实现滤液的零排放，促进堆肥进程。
7、本发明通过翻斗设置，减少了人工操作，操作更简便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的固定翻斗式堆肥槽结构示意图；
图3为本发明的可移动翻斗式堆肥槽结构示意图；
图4为本发明的方法流程图。
具体实施方式
结合实施例说明本发明的具体技术方案。
根据某镇调研数据，其人均垃圾产生量为0.22kg/人/d，垃圾有机质含量为56％，设计垃圾处理量为3t/d。采用的主体工艺为基于翻斗式堆肥槽的农村生活垃圾堆肥处理工艺，设计总堆肥周期为2天，其中主发酵周期为7天，后发酵周期为22天。单个堆肥槽消纳服务区内每天产生的有机生活垃圾，完成一个完整堆肥周期需要29个堆肥槽。在满足基本堆肥要求的基础上，采用翻斗式堆肥槽作为垃圾堆肥仓主体设备。
具体的如图1所示，基于翻斗式堆肥槽的农村生活垃圾堆肥装置，包括预处理间3、主发酵间13、进出料间14、后发酵间15；
所述的预处理间3一侧设有不可堆肥垃圾存放区4，另一侧设有破碎机2，破碎机2出口通过皮带传输机1与主发酵间13连接；主发酵间13依次设有七个可移动翻斗式堆肥槽，每个可移动翻斗式堆肥槽上设有主发酵间渗滤液回喷管5；主发酵间13与后发酵间15之间设有进出料间14，主发酵间13与进出料间14之间设有通道用于可移动翻斗式堆肥槽进出；进出料间14内设有储料斗19；
后发酵间15内设有多个固定翻斗式堆肥槽；固定翻斗式堆肥槽上均设有后发酵间渗滤液回喷管16；
预处理间3内还设有检修通道6、电控间7；
预处理间3、主发酵间13、后发酵间15均设有闸门20、进气口21和抽风风机8，抽风风机8与生物除臭设备9连通；
主发酵间13底部设有主发酵间渗滤液收集支槽22，主发酵间渗滤液收集支槽22连通主发酵间渗滤液收集主槽23；后发酵间15底部设有后发酵间渗滤液收集支槽18，后发酵间渗滤液收集支槽18连通后发酵间渗滤液收集主槽17；主发酵间渗滤液收集主槽23、后发酵间渗滤液收集主槽17均与集水井12连通，集水井12通过提升泵10与渗滤液收集池11连通，渗滤液收集池11分别通过泵与主发酵间渗滤液回喷管5、后发酵间渗滤液回喷管16连通。
如图2所示，固定翻斗式堆肥槽，包括主体钢结构100、倾斜挡板400和铰链300；所述主体钢结构100包括底面和前后左右四个侧面，其中前侧面200与底面倾斜75°布置，底面具有坡度并开孔；所述的前侧面200通过铰链300与下一个固定翻斗式堆肥槽连接；
所述倾斜挡板400位于两个相邻的固定翻斗式堆肥槽连接处并倾斜一定角度。
如图3所示，可移动翻斗式堆肥槽，包括主体钢结构101、铰链301和万向轮401；所述主体钢结构101包括底面和前后左右四个侧面，其中前侧面201与底面倾斜75°布置，底面具有坡度并开孔；当可移动翻斗式堆肥槽移动到进出料间时所述前侧面201通过铰链301向后发酵间相邻的固定翻斗式堆肥槽翻转；
所述万向轮401共计四个，位于可移动翻斗式堆肥槽底部。
如图4所示，基于翻斗式堆肥槽的农村生活垃圾堆肥方法，包括以下步骤:
(1)有机生活垃圾预处理
分类收集的农村有机生活垃圾被运往预处理间3，进行二次分拣后，再投入破碎机2进料口，破碎后的有机生活垃圾通过出料口经皮带传输机1加入到主发酵间13内可移动翻斗式堆肥槽中；
(2)有机生活垃圾主发酵
在主发酵阶段，设有七个可移动翻斗式堆肥槽，放置于密闭的主发酵间13内，每天装填一个可移动翻斗式堆肥槽，填料完成后，可移动翻斗式堆肥槽在外部牵引作用下，每天依次向进出料间14方向移动一个位次；完成七天主堆肥发酵后，可移动翻斗式堆肥槽进入进出料间14经铰链翻转到后发酵间15第一个固定翻斗式堆肥槽中，进料到后发酵间15完成后，清空的可移动翻斗式堆肥槽返回到主发酵间13起点装填垃圾，进入下一个主发酵周期，如此循环；发酵期间，产生的渗滤液经主发酵间渗滤液收集支槽22、后发酵间渗滤液收集支槽18汇集到主发酵间渗滤液收集主槽23、后发酵间渗滤液收集主槽17再收集到集水井12中，通过提升泵送至渗滤液收集池11，主发酵间13内可移动翻斗式堆肥槽每三天进行一次渗滤液回喷；同时每三小时自动抽风三十分钟，抽出气体经生物除臭设备9处理后排放；可在主发酵过程中加入生物菌剂，强化主发酵阶段微生物的分解作用；
(3)有机生活垃圾后发酵
在后发酵阶段，后发酵间15中设置二十二个固定翻斗式堆肥槽，采用并排布置；每个固定翻斗式堆肥槽的一端设有自动化控制的铰链，后发酵间翻斗式堆肥槽中的垃圾每日向前翻转至相邻的堆肥槽中，每个固定翻斗式堆肥槽中的垃圾经过二十二天的翻堆发酵后，移动到进出料间14，获得堆肥最终产品。
翻料方向如图4所示，注意在第一排固定翻斗式堆肥槽向第二排固定翻斗式堆肥槽翻转时，铰链方向需要调整转向。在两排堆肥槽上部设置两台水平行车，设置动力铰链实现堆肥槽内堆肥堆体的翻堆。发酵期间，产生的渗滤液经收集管收集至渗滤液收集池中，九至十九号堆肥槽每三天进行一次渗滤液回喷；后发酵间每天在翻堆操作前抽风三十分钟，抽出气体经臭气处理设施处理后排放。
