[发明专利]一种厨余垃圾快速制肥装置及方法

权利要求书

1.一种厨余垃圾快速制肥方法，其特征在于，该方法基于一种厨余垃圾快速制肥装置实现，所述的厨余垃圾快速制肥装置包括三级主反应器、红外辐射保温单元、热风供给单元和冷凝水渗滤液回流单元；

所述的三级主反应器包括三个反应器主体(3)，三个反应器主体(3)在竖直方向上平行布置，自上而下分别为一级反应器，二级反应器和三级反应器，一级反应器、二级反应器的出料口(12)分别与二级反应器、三级反应器的进料口(1)相连；每个反应器主体(3)均采用保温材料包覆保温，内设双螺旋物料混合推进装置(4)，用于将厨余垃圾推送至出料口(12)的过程中进行充分混合；出料口(12)和进料口(1)设置旋转隔板，用于控制进出料；

所述的红外辐射保温单元包括红外温度控制器(6)、热电偶和红外加热灯管(5)，三者均设置于反应器主体(3)顶部，热电偶的探头用于测量反应器内的温度，红外温度控制器(6)通过控制红外加热灯管(5)来调控反应器主体(3)内的温度；

所述的热风供给单元包括风机、通气管道、流量计和热泵；通气管道均匀铺于各级反应器底部，一级反应器中的通气管道依次与外部的第一流量计(9)、第一热泵(8)、第一风机(7)相连，一级反应器上端的出气口与第一热泵(8)相连；二级反应器中通气管道依次与外部的第二流量计(15)、第二热泵(14)、第二风机(13)相连，第二风机(13)还与第一热泵(8)相连，二级反应器上端的出气口与第二热泵(14)相连；三级反应器中通气管道依次与外部的第三流量计(17)、第三风机(16)相连，第三风机(16)还分别与外部空气、第二热泵(14)相通；流量计用于控制通入各级反应器的通风量；热泵一方面用于加热待进入反应器的空气，另一方面对于反应后的饱和湿度的热出气进行降温放热，并由下一级反应器的风机引入下一级反应器；

所述的冷凝水渗滤液回流单元包括蒸发水冷凝回流板(2)、集水槽(11)、水泵(10)和喷头，两个蒸发水冷凝回流板(2)安装于一级反应器的顶部，并与集水槽(11)相连；一级反应器底部设置渗滤液出口，渗滤液出口上安装滤网并与集水槽(11)相连；喷头设置于二级反应器和三级反应器的内部顶端，均通过水泵(10)与集水槽(11)相连；蒸发水冷凝回流板(2)滴下的冷凝水以及反应中的渗滤液集于集水槽(11)，并通过水泵(10)喷淋于二级反应器、三级反应器；

厨余垃圾快速制肥方法步骤如下：

(一)一级反应器处理

向一级反应器内装填厨余垃圾，控制红外加热的温度为80-100℃，通风量为5-10m³/h，进气温度维持在80-100℃，停留时间为24h；厨余垃圾每小时搅拌一次，通过红外辐射及热风耦合方式实现厨余垃圾的快速脱水，使厨余垃圾含水率降至55％-60％；脱水过程中产生的蒸汽在一级反应器顶部冷凝，并与底部渗滤液混合进入集水槽(11)，一级反应器脱水处理后，厨余垃圾进入二级反应器；

(二)二级反应器处理

二级反应器首次运行前加入嗜高温微生物，同时一级反应器饱和湿度出气经热泵换热后进入二级反应器，二级反应器反应过程中，红外辐射温度控制在60-80℃，通风量控制在1-5m³/h，进气温度为60-80℃，每12h混匀搅拌一次；3-4天后当二级反应器中的厨余垃圾超过容积3/4后进行出料，进入三级反应器；反应过程中为维持厨余垃圾含水率55％以上，在厨余垃圾混合搅拌过程中，从集水槽(11)中引入冷凝水和渗滤液的混合液进行喷淋；后期连续运行过程中，二级反应器出料留有1/6-1/8，用于嗜高温微生物的接种启动；

(三)三级反应器处理

二级反应器出气热泵换热后进入三级反应器，并补以新鲜空气，维持厨余垃圾温度30-40℃，通风量控制在1-5m³/h，每天混匀搅拌一次，同时在混匀搅拌过程中从集水槽(11)中引入冷凝水和渗滤液的混合液进行喷淋，维持堆体含水率55％以上；停留6-8天后，三级反应器出料即为厨余垃圾成熟堆肥产品。

2.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾快速制肥方法，其特征在于，所述的双螺旋物料混合推进装置(4)的推进方向相反，在正向螺旋装置末端设有翻板机构；正向螺旋装置和反向螺旋装置通过螺旋驱动机械结构相连实现同步运行，其速度通过变频装置控制；各级反应器中反向双螺旋中的叶片之间增置横向和纵向的搅拌叶片或搅拌杆，其间距为0.1～1.0米，其疏密程度根据反应器尺寸和物料特性进行调整。

3.根据权利要求1或2所述的一种厨余垃圾快速制肥方法，其特征在于，所述的嗜高温微生物来源于污水处理厂的脱水污泥，经过不断高温驯化获得。