一种利用太阳能暖灯产热促进堆体升温的阳光堆肥房
技术领域
本实用新型涉及生活垃圾处理技术领域，特别是涉及一种生活垃圾堆肥设施，具体涉及一种利用太阳能暖灯产热促进堆体升温的阳光堆肥房。
背景技术
随着农村居民生活条件的不断完善和生活水平的不断提高，生活垃圾的产生量在逐年增长，农村生活垃圾的处理处置问题已成为美丽乡村建设道路上的一大障碍。据统计，我国农村垃圾的人均产生量约在0.6-0.9kg/d，每年农村产生的生活垃圾总量约有1.5亿吨，并以每年8％-10％的速度增长。如此大量的农村生活垃圾如果不及时处理，不仅要占用土地资源，还会产生恶臭，滋生苍蝇蚊虫，污染附近地表水和地下水，严重影响村容村貌和居住环境卫生，引发传染性疾病，威胁到人体健康。目前我国垃圾处理主要包括焚烧、卫生填埋、堆肥、厌氧发酵等方式，结合我国农村生活垃圾具有数量大、组分复杂、产生分散、变化性强、区域差异大等特点，好氧堆肥法为处理农村生活垃圾的最佳选择。好氧堆肥是在有氧的条件下，利用土著好氧微生物或外源好氧微生物对废弃物中的有机组分进行分解利用，使堆体快速升温，并通过腐殖化作用将其转化为腐熟稳定的有机肥料的生物化学过程。阳光堆肥房是好氧堆肥技术的一种，传统好氧堆肥只是借助阳光给堆体升温，堆肥效果不太理想，堆肥周期长，堆肥质量差，且现有的大部分阳光堆肥房没有渗滤液处理装置和臭气收集处理装置，会在堆肥过程中造成二次污染。
发明内容
为了克服现有堆肥技术存在的不足，本实用新型提供了一种利用太阳能暖灯产热促进堆体升温的阳光堆肥房，在充分利用太阳能资源，节约运行成本的基础上，能达到使堆体快速均匀升温，加速堆肥进程，彻底杀灭病原菌和寄生虫卵，提高堆肥质量的目的。本实用新型采用的具体技术方案如下：
一种利用太阳能暖灯产热促进堆体升温的阳光堆肥房，其包括垃圾进料粉碎装置、阳光堆肥房房体、渗滤液收集处理系统、臭气收集处理装置、翻堆装置、曝气系统和太阳能供电装置；所述垃圾进料粉碎装置包括垃圾进料装置和垃圾粉碎装置，垃圾进料装置的末端与垃圾粉碎装置的进料口相连，垃圾粉碎装置的出料口通过传送带连接阳光堆肥房房体的垃圾进料口，用于将粉碎后的垃圾输送到阳光堆肥房房体中；所述阳光堆肥房房体顶部设有透明的阳光堆肥房房顶，侧壁上开设有垃圾出料口；所述太阳能暖灯和太阳能紫外灯安装于阳光堆肥房房体内部墙壁上，分别用于给垃圾堆体进行加热和杀菌；阳光堆肥房房体中的堆体上方还设有温度传感器和气体浓度传感器；所述臭气收集处理装置置于阳光堆肥房房体外部，臭气收集处理装置的进气孔通过带有引风机的抽气管道连通阳光堆肥房房体内部；所述翻堆装置通过固定杆悬挂于阳光堆肥房房体中央，且伸入堆体中；所述渗滤液收集处理系统包括滤网和渗滤液收集处理装置，滤网通过滤网支撑架悬空布置于阳光堆肥房房体的内底部，滤网支撑架下设有引流斜坡，阳光堆肥房房体的侧壁靠近引流斜坡底部位置开设有渗滤液出口，渗滤液出口通过管道与渗滤液收集处理装置的进液口相连；所述曝气系统由曝气装置和通风管道组成，通风管道布设于滤网和引流斜坡之间，通风管道进风口与阳光堆肥房房体外部的曝气装置相连；所述太阳能供电装置包括相连的蓄电池和太阳能电池板，太阳能电池板置于阳光堆肥房房体外部，用于将太阳能转换为电能并存储于蓄电池中为耗电设备供电。
作为优选，所述的垃圾粉碎装置底部设有垃圾收集斜坡，所述传送带的底端位于垃圾收集斜坡的最低点位置；传送带的倾斜角度为30-45°。
作为优选，所述阳光堆肥房房顶由中空钢化玻璃制成，阳光堆肥房房顶采用坡面设计，倾斜角度为15-30°。
作为优选，所述太阳能暖灯和太阳能紫外灯均为壁挂式。
作为优选，所述翻堆装置包括两片不锈钢材质的搅拌叶片，搅拌叶片由电机驱动旋转。
作为优选，滤网孔径为2mm，滤网和滤网支撑架材质为不锈钢。
作为优选，所述引流斜坡向渗滤液出口倾斜，其倾斜角度为15-20°。
作为优选，所述曝气装置为鼓风机，所述通风管道采用PVC管制成，通风管道上每隔4cm开一个直径为10mm大小的圆孔用于通风，圆孔开在通风管道左右两侧。
作为优选，所述阳光堆肥房房体由绝热防水材料搭建而成，房体内部墙壁上设置有刻度。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)对农村生活垃圾进行粉碎预处理，更有利于堆肥过程顺利进行，对堆肥过程中产生的渗滤液和臭气采用一定的措施进行高效处理，防止污染周围环境，且堆肥后的腐熟产品可用作生物有机肥施用于农田或作为土壤改良剂用于改良土壤，真正实现生活垃圾处理的无害化、减量化和资源化。
2)在阳光堆肥房内设置有温度传感器和气体浓度传感器，能够实时监测堆肥房内的温度和臭气浓度，进而控制太阳能暖灯和引风机的开关，实现堆肥进程的管理，在堆肥过程中，定期翻堆和通风，保证堆肥在最优条件下进行，并能实现能源的高效合理利用，在堆肥结束后，开启紫外灯照射，彻底杀灭堆体中的病原菌和寄生虫卵，进一步提高堆肥质量。
3)阳光堆肥房采用隔热防水材料建成，不仅可以起到很好的保温作用，而且能防止生活垃圾堆体中水分和渗滤液的侵蚀，延长阳光堆肥房的寿命，阳光堆肥房房顶采用中空钢化玻璃制成，并采用斜坡设计，具有很好的阳光采集、保温、安全防护作用。
4)在堆肥房内部设置有刻度，便于随时记录堆体减量化情况，进而间接分析堆体的堆肥效果，在阳光堆肥房底部的滤网下设置有不锈钢架，对不锈钢滤网起到很好的保护支撑作用。
综上所述，本实用新型的一种利用太阳能暖灯产热促进堆体升温的阳光堆肥房，房体寿命长，可充分合理利用自然资源，节约运行成本，采用暖灯加热可使堆体快速均匀受热，实现堆肥过程智能化管理控制，采取一系列后续处理办法防止污染周围环境，且操作简便，是一种适合在农村地区大规模推广使用的环境友好型生活垃圾处理设施。
附图说明
图1为一种利用太阳能暖灯产热促进堆体升温的阳光堆肥房结构示意图。
图中附图标记：垃圾进料装置1、垃圾粉碎装置2、垃圾收集斜坡3、阳光堆肥房房顶4、阳光堆肥房房体5、太阳能电池板6、蓄电池7、太阳能暖灯8、太阳能紫外灯9、翻堆装置10、引风机11、垃圾进料口12、垃圾出料口13、渗滤液收集处理装置14、臭气收集处理装置15、温度传感器16、气体浓度传感器17、滤网18、滤网支撑架19、通风管道20、引流斜坡21、曝气装置22。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述。
如图1所示，在本实用新型的一较佳实施例中，利用太阳能暖灯产热促进堆体升温的阳光堆肥房包括垃圾进料粉碎装置、阳光堆肥房房体5、渗滤液收集处理系统、臭气收集处理装置15、翻堆装置10、曝气系统和太阳能供电装置。垃圾进料粉碎装置包括垃圾进料装置1和垃圾粉碎装置2，垃圾进料装置1的末端与垃圾粉碎装置2的进料口相连。在本实施例中，垃圾进料装置1采用倾斜向上的传送带实现；垃圾粉碎装置2可以是立式或者卧式的垃圾破碎装置，其顶部开设进料口，垃圾进料装置1末端的落料口刚好位于垃圾粉碎装置2的进料口正上方。由此，待堆肥处理的农村生活垃圾，经过人工分拣去除其中分类不完全的塑料、金属碎片等材料后，可以经垃圾进料装置1输送到垃圾粉碎装置2中进行粉碎。垃圾粉碎装置2的出料口通过传送带连接阳光堆肥房房体5的垃圾进料口12，用于将粉碎后的垃圾输送到阳光堆肥房房体5中。本实施例中，垃圾粉碎装置2底部设有垃圾收集斜坡3，以便于破碎完毕的垃圾能够自动滑落至斜坡的低点，传送带的底端位于垃圾收集斜坡3的最低点位置，从垃圾收集斜坡3滑落的垃圾能够被传送带向上传送进入阳光堆肥房房体5内。传送带的倾斜角度可以设为30-45°，根据实际布局进行调整。
阳光堆肥房房体5顶部设有透明的阳光堆肥房房顶4，阳光堆肥房房顶4由中空钢化玻璃制成，阳光堆肥房房顶4采用坡面设计，倾斜角度为15-30°，在保证阳光能顺利入射的同时使排水顺畅。阳光堆肥房房体5的侧壁下方位置开设有垃圾出料口13。
在堆肥过程中，往往需要添加外部热源，以使堆体在堆肥初期快速升温，从而加快堆肥进程，太阳能暖灯8能很好地发挥这一作用，其具体瓦数根据阳光堆肥房容积大小确定。太阳能暖灯8和太阳能紫外灯9均为壁挂式。太阳能暖灯8安装于阳光堆肥房房体5内部一侧的墙壁上，其光照方向朝向内部的垃圾堆体，用于给垃圾堆体进行加热。太阳能紫外灯9置于和太阳能暖灯8相对的阳光堆肥房内部墙壁上，其光照方向朝向内部的垃圾堆体，用于杀死在堆肥腐熟期残存的病原菌和寄生虫卵，其具体瓦数根据阳光堆肥房容积大小确定。阳光堆肥房房体5中的堆体上方还设有温度传感器16和气体浓度传感器17，温度传感器16用于检测房内的堆肥温度，而气体浓度传感器17用于检测房内的臭气浓度。气体浓度传感器17可以采用恶臭气体传感器，优选采用能够检测多种恶臭气体组分的集成型传感器。检测的具体气体种类可以是氨、三甲胺、硫化氢、甲烷、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯气体等中的一种或多种。臭气收集处理装置15置于阳光堆肥房房体5外部，可采用离子除臭设备、生物除臭设备或光催化除臭设备等。臭气收集处理装置15的进气孔通过带有引风机11的抽气管道连通阳光堆肥房房体5内部，阳光堆肥房房体5的臭气抽出口优选设置于阳光堆肥房房顶4上。阳光堆肥房房体5由绝热防水材料搭建而成，房体内部墙壁上设置有刻度，以便于读取堆体的高度。
在堆肥过程中，为使堆体均匀受热，需要定期对堆体进行翻动，因此需要设置翻堆装置10。本实施例中，翻堆装置10采用桨叶式设计，包括两片不锈钢材质的搅拌叶片，搅拌叶片由电机驱动旋转。搅拌叶片通过固定杆悬挂于阳光堆肥房房体5中央，且伸入堆体中，通过电机的旋转带动搅拌叶片翻动垃圾堆体。
在堆肥过程中，会逐渐产生垃圾渗滤液，需要将其排出堆体并进行后续处理，因此需要设置渗滤液收集处理系统，其包括滤网18、滤网支撑架19、引流斜坡21和渗滤液收集处理装置14。滤网18铺设于滤网支撑架19上，悬空布置于阳光堆肥房房体5的内底部，滤网18应当覆盖阳光堆肥房房体5的一个横截面，其距离阳光堆肥房房体5内部地面的距离可以根据需要进行调整。滤网18孔径为2mm，滤网18和滤网支撑架19材质为不锈钢。滤网支撑架19下设有引流斜坡21，阳光堆肥房房体5的侧壁靠近引流斜坡21底部位置开设有渗滤液出口，引流斜坡21向渗滤液出口倾斜，其倾斜角度为15-20°。渗滤液出口通过管道与渗滤液收集处理装置14的进液口相连。堆肥过程中产生的渗滤液通过引流斜坡21汇集至渗滤液出口位置，然后排入渗滤液收集处理装置14中。渗滤液收集处理装置14可以采用高效生物处理装置，也可以采用膜处理等深度处理装置，根据渗滤液的特点进行选择。
在堆肥过程中，为使微生物正常发挥代谢作用，进而加速堆肥进程，提高堆肥质量，需要保证堆体内有充足的氧气，因此需要配合曝气系统，曝气系统由曝气装置22和通风管道20组成。通风管道20布设于滤网18和引流斜坡21之间，通风管道20进风口与阳光堆肥房房体5外部的曝气装置22相连。本实施例中，曝气装置22为鼓风机，通风管道20采用PVC管制成，通风管道20上每隔4cm开一个直径为10mm大小的圆孔用于通风，圆孔开在通风管道20左右两侧。
太阳能供电装置包括相连的蓄电池7和太阳能电池板6，蓄电池7和太阳能电池板6构成太阳能供电和储电系统。太阳能电池板6置于阳光堆肥房房体5外部，在有阳光照射时太阳能电池板将太阳能转化成电能，用于给堆肥房中耗电设备供电，多余电量储存于蓄电池中备用。没有阳光时候，如夜间、阴天、雨天，可以通过蓄电池进行供电。堆肥房中的耗电设备包括太阳能暖灯8、太阳能紫外灯9、引风机11、温度传感器16、气体浓度传感器17、曝气装置22等等。当然，考虑到运行的可靠性，也可以配合市电对部分能耗较高的设备进行单独供电，或者与太阳能进行混合供电。
基于上述阳光堆肥房，可以提供一种太阳能暖灯产热促进堆体升温堆肥方法，其步骤如下：
1)对待堆肥的垃圾经分拣除去分类不完全的塑料、金属碎片等不适合堆肥的物质后，经由垃圾进料装置1输送到垃圾粉碎装置2进行粉碎，粉碎完成的垃圾经垃圾收集斜坡3输送到阳光堆肥房房体5中，达到堆肥房的最佳堆肥容量后，开始进行堆肥；
2)在堆肥过程中，一方面阳光透过透明的阳光堆肥房房顶4照射到堆体上，提升阳光堆肥房房体5内堆体温度，另一方面经太阳能电池板6转化的电能储存在蓄电池7中，给太阳能暖灯8供电，进而提高堆体温度；当温度传感器16检测到阳光堆肥房房体5内的温度达到目前堆肥阶段温度上限时，关闭太阳能暖灯8停止加热；当温度传感器16检测到阳光堆肥房房体5内的温度降到目前堆肥阶段温度下限时，开启太阳能暖灯8进行加热；
3)在堆肥过程中，通过阳光堆肥房房体5内部墙壁上设置的刻度，定期记录堆体高度，进而计算堆体减量化情况，用于间接分析堆肥进程及堆肥效果；
4)对于在堆肥过程中产生的臭气，当气体浓度传感器17检测到阳光堆肥房房体5内的臭气浓度达到上限值后，开启引风机11，将阳光堆肥房房体5内的臭气抽吸到臭气收集处理装置15中进行处理；当气体浓度传感器17检测到阳光房内的臭气浓度达到下限值后，关闭引风机11停止臭气收集；
5)在堆肥过程中产生的渗滤液，经滤网18下渗后，通过引流斜坡21引流收集，排入渗滤液收集处理装置14进行处理；
6)在堆肥阶段完成后，开启太阳能紫外灯9对阳光堆肥房房体5内部进行照射，以彻底杀灭其中残存的病原菌和寄生虫卵，提高堆肥产品质量，然后打开垃圾出料口13，将腐熟的堆肥产物取出。
在上述堆肥过程中，可以人工根据温度传感器16和气体浓度传感器17的采样数据进行工艺控制，也可以设置一个自动控制装置进行控制。自动控制装置可采用单片机、PLC、DCS等设备实现，温度传感器16和气体浓度传感器17可连接自动控制设备，将实时检测数据发送至控制端，同时被控制的设备(如太阳能暖灯8、引风机11)也可以连接至自动控制设备，构成反馈控制系统。
本实用新型设计的阳光堆肥房具有以下优点：
农村生活垃圾主要由易腐垃圾组成，从村镇运输过来的生活垃圾经分拣除去不适合堆肥的物质，然后经垃圾进料装置1进入垃圾粉碎装置2进行粉碎，随后通过垃圾传送带输送进阳光堆肥房，达到堆肥房的最佳堆肥容量后，开始进行堆肥。在堆肥过程中，一方面阳光透过玻璃房顶4照射到堆体上，提升阳光堆肥房内堆体温度，一方面经太阳能电池板6转化的电能给暖灯8供电，多余的电能储存在蓄电池7中，暖灯产热进而提高堆体温度，用其加热的优点是可以使堆体受热均匀，从而更好地加速堆肥进程，当阳光房内的温度达到目前堆肥阶段所需的最高温度时，温度传感器8关闭暖灯停止加热，当阳光房内的温度降到目前堆肥阶段所需的最低温度时，温度传感器8开启暖灯进行加热。
垃圾体积会随着堆肥时间进行而逐渐减少，且在堆肥不同阶段，堆体体积减少的速率不同，为了方便记录记录堆体高度，进而计算出堆体减量化情况，间接分析堆肥进程及堆肥效果，本实用新型在阳光堆肥房内部设置了容易观察到的刻度。
在堆肥过程中，会产生一定量的臭气，且在堆肥不同阶段，臭气产生量不同，所以臭气收集装置中的引风机11不需要从堆肥开始到堆肥结束都运行，本实用新型在阳光堆肥房内设置了气体浓度传感器，当阳光房内的臭气浓度高达一定值后，气体浓度传感器17开启引风机11进行臭气收集，然后排到臭气处理装置15中进行处理，当阳光房内的臭气浓度低于一定值后，气体浓度传感器17关闭引风机11，在防止臭气污染环境的基础上，达到节约电能的目的。
在阳光堆肥房底部设置有不锈钢滤网18，不锈钢滤网18下设置有不锈钢钢架19，用于支撑保护不锈钢滤网18，堆肥过程中产生的渗滤液经滤网下渗，然后通过引流斜坡进入渗滤液收集处理装置，经生物处理后，产生的无害化沼液可以施用于农田。
在堆肥阶段完成后，开启紫外灯9照射一定时间彻底杀灭堆体中残存的病原菌和寄生虫卵，提高堆肥质量，然后打开出料口，将腐熟的堆肥产物取出，用于生物有机肥，实现生活垃圾的资源化利用。
以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，然其并非用以限制本实用新型。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的核心本质的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
