一种堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统

1.一种堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，包括堆垛（16）底部的布风管（4）和基础台（1），其特征在于：堆垛平行布置成长条堆形，每条堆垛底部的基础台（1）内沿堆垛长向铺设至少一根布风管（4），布风管上分布有通风孔（3），通风孔上方的基础台（1）开有槽，并在通风孔上方的槽内铺有透气保护层，布风管一端与连接风机（9）的主布风管连接，布风管另一端用管堵（17）封闭，布风管封闭的一端朝下开有的渗滤液流出口（18），在管堵和渗滤液流出口（18）外周设有清理槽（12），清理槽内设有与渗滤液流出口（18）连接的渗滤液缓存排放装置，清理槽（12）一侧开有渗滤液排放口（8），渗滤液排放口（8）与废水排放管连接；
所述堆垛（16）上方沿长向设置一个抽风管道（13），在抽风管道底部分布有抽风口，各条抽风管道（13）与主抽风管（29）连接。
2.根据权利要求1所述的堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，其特征在于：所述堆垛底部铺设的布风管为一根时，布风管布置在堆垛底部中间，堆垛底边宽s与堆垛高度h的关系需满足：
h = （0.06 ～1.5） × 1/2 × s；
所述堆垛下铺设的布风管为多根时，布风管在条堆中的布置左右对称，布风管之间的距离a不大于最靠外侧的布风管至堆垛底边外角的距离b，且最左或最右一条布风管距离堆垛底边外角的距离b与堆垛的高度h关系满足：
h= （0.06 ～1.5） × b。
3.根据权利要求1所述的堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，其特征在于：所述布风管（4）的通风孔（3）上连接有喷嘴、曝气头或PVC孔板，通风孔（3）上方的基础台（1）上开有V形槽或窄条形槽，或是与布风管（4）同宽的槽，槽内的透气保护层由一层小颗粒（20）和一层散状物质（21）构成。
4.根据权利要求1所述的堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，其特征在于：所述渗滤液缓存排放装置为一个U形管（6），U形管一端与布风管上的渗滤液流出口（18）连接，另一端与清理槽上的渗滤液排放口（8）连接，U形管（6）内装有介质液（7），介质液高度所产生的静压力△P不小于渗滤液流出口（18）处的风压。
5.根据权利要求1所述的堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，其特征在于：所述渗滤液缓存排放装置为一个直管（10），直管上端与布风管上的渗滤液流出口（18）连接，另一端伸入清理槽底部，清理槽内在渗滤液排放口（8）以下装有液体（11），管堵（17）外侧连接有检测阀门（19），直管（10）最低点与渗滤液排放口之间的高度所产生的静压△P不小于渗滤液流出口（18）处的风压。
6.根据权利要求1所述的堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，其特征在于：所述各条抽风管道（13）内均设有电动阀门（14），电动阀门（14）由抽风控制系统控制，主抽风管（29）与引风机（15）连接；或者在各抽风管道（13）内设有一个管内抽风机（22），并在出风的一侧设有一个单向阀门板（5）。
7.根据权利要求1所述的堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，其特征在于：所述抽风管道（13）固定，抽风管道的抽风口下方由软连接管（27）连接引风罩（2），引风罩（2）上方由绳（35）与一定滑轮（28）连接，绳绕过定滑轮（28）与电动手柄连接。
8.根据权利要求1所述的堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，其特征在于：所述抽风管道（13）由软管与主抽风管（29）连接，抽风管道（13）由管箍（26）与其上方的滑道（25）连接，滑道内连接有滚轮（23），滚轮再由刚性连接板（33）与其上方的动滑轮（24）焊接固定，绕过动滑轮（24）的绳一端与建筑结构顶端固定，另一端缠绕在电动手柄上。
9.根据权利要求1所述的堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，其特征在于：所述抽风管道（13）由软管与主抽风管（29）连接，抽风管道（13）直接由固定链（34）与其上方的动滑轮（24）固定，绕过动滑轮的绳（35）一端与建筑结构顶端固定，另一端缠绕在电动手柄上。
10.根据权利要求1或8或9所述的堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，其特征在于：所述抽风管道（13）底部还连接有引风罩（2）。

一种堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种有机废物堆肥处理系统。\n背景技术\n[0002] 高温好氧发酵，通常称作堆肥，是一种常见的有机废物处理方法，堆肥有强制通风和自然通风，强制通风技术中通常采用的通风技术是在堆肥垛、容器（反应器）或发酵槽的整个底部面积上均匀布置多孔，布有多孔的床底、板底部是一个气体缓存空腔（室），配备连接有送风管路、阀门及鼓风机，多孔床底部横向、纵向均匀密集布置气孔；堆肥中产生的废气被无序排放或通过在堆肥间设置的风道抽走，渗滤液通过另预留沟、渠收集。这种盲目追求大布风面积的常见技术不仅操作、维修复杂，而且通常把通风孔位置设置与地平面高度一致，忽视了通风口易堵塞、渗滤液不便收集、承压差等问题的存在。\n[0003] 目前的应用通风方式普遍存在以下问题：土建工程量大，设施维护困难，布设管道较易堵塞或通气性差，产生的渗滤液和废气不便于收集，以及发酵间没有针对性抽风，风量大，除臭难，鼓风耗高。常规通风系统处理含水率、粘度较高的有机废物，如脱水污泥时，通风孔易被污泥糊死，从而导致布气不均匀；或是对进出料的操作要求较高、抗压性差。\n[0004] 传统的废气收集做法是让废气无序排放，或在堆肥车间中设置抽风设备，很难实现对臭气针对性、高密性的扑集，仅按照室内一定的换气率，收集车间中已混合稀释后的气体，这样不仅抽出的气体量过大，废气处理设施所需的处理能力很大，而且，由于堆肥车间中各个堆肥单元废气产生量随时间空间在不断变化，这种统一抽风方式反倒会稀释废气，难以真正得到有效处理。\n实用新型内容\n[0005] 本实用新型的目的是提供一种堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，要解决传统的通风方式存在工程量大、管道易堵塞的问题，以及废气无序排放、污染大、能耗高的问题。\n[0006] 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：\n[0007] 这种堆肥的堆垛通风、废气和渗滤液收集的系统，包括堆垛底部的布风管和基础台，堆垛平行布置成长条堆形，每条堆垛底部的基础台内沿堆垛长向铺设至少一根布风管，布风管上分布有通风孔，通风孔上方的基础台开有槽，并在通风孔上方的槽内铺有透气保护层，布风管一端与连接风机的主布风管连接，布风管另一端用管堵封闭，布风管封闭的一端朝下开有的渗滤液流出口，在管堵和渗滤液流出口外周设有清理槽，清理槽内设有与渗滤液流出口连接的渗滤液缓存排放装置，清理槽一侧开有渗滤液排放口，渗滤液排放口与废水排放管连接；\n[0008] 所述堆垛上方沿长向设置一个抽风管道，在抽风管道底部分布有抽风口，各条抽风管道与主抽风管连接。\n[0009] 所述堆垛底部铺设的布风管为一根时，布风管布置在堆垛底部中间，堆垛底边宽s与堆垛高度h的关系需满足：\n[0010] h = （0.06 ～1.5） × 1/2 × s；\n[0011] 所述堆垛下铺设的布风管为多根时，布风管在条堆中的布置左右对称，布风管之间的距离a不大于最靠外侧的布风管至堆垛底边外角的距离b，且最左或最右一条布风管距离堆垛底边外角的距离b与堆垛的高度h关系满足：\n[0012] h= （0.06 ～1.5） × b。\n[0013] 所述布风管的通风孔上连接有喷嘴、曝气头或PVC孔板，通风孔上方的基础台上开有V形槽或窄条形槽，或是与布风管同宽的槽，槽内的透气保护层由一层小颗粒和一层散状物质构成。\n[0014] 所述渗滤液缓存排放装置为一个U形管，U形管一端与布风管上的渗滤液流出口连接，另一端与清理槽上的渗滤液排放口连接，U形管内装有介质液，介质液高度所产生的静压力△P不小于渗滤液流出口处的风压。\n[0015] 所述渗滤液缓存排放装置为一个直管，直管上端与布风管上的渗滤液流出口连接，另一端伸入清理槽底部，清理槽内在渗滤液排放口以下装有液体，管堵外侧连接有检测阀门，直管最低点与渗滤液排放口之间的高度所产生的静压△P不小于渗滤液流出口处的风压。\n[0016] 所述各条抽风管道内均设有电动阀门，电动阀门由抽风控制系统控制，主抽风管与引风机连接；或者在各抽风管道内设有一个管内抽风机，并在出风的一侧设有一个单向阀门板。\n[0017] 所述抽风管道固定，抽风管道的抽风口下方由软连接管连接引风罩，引风罩上方由绳与一定滑轮连接，绳绕过定滑轮与电动手柄连接。\n[0018] 所述抽风管道由软管与主抽风管连接，抽风管道由管箍与其上方的滑道连接，滑道内连接有滚轮，滚轮再由刚性连接板与其上方的动滑轮焊接固定，绕过动滑轮的绳一端与建筑结构顶端固定，另一端缠绕在电动手柄上。\n[0019] 所述抽风管道由软管与主抽风管连接，抽风管道直接由固定链与其上方的动滑轮固定，绕过动滑轮的绳一端与建筑结构顶端固定，另一端缠绕在电动手柄上。\n[0020] 所述抽风管道底部还连接有引风罩。\n[0021] 与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：\n[0022] 为了克服常规堆肥方法中的缺陷，本实用新型对堆肥条堆形式和通风形式进行了优化，不再盲目追求表观上的大面积布风，而是基于对堆肥堆体内部结构的分析，找出影响布风均匀性的根本因素，对堆体堆型、通风管铺设以及通风孔设置进行优化。与常规堆肥方法相比，本实用新型的优势在于，在确保整个堆肥堆体中较好充氧状态的同时大幅度降低了土建工程量，使得系统结构更简单、便于操作。同时也提出一种废气的收集系统，通过通风系统和废气收集系统联合优化、堆肥堆的通风控制与其对应的废气收集连锁控制和可升降的抽风管道，进而对过程中所产废气实现针对性、高效性的收集。\n[0023] 本实用新型把渗滤液收集与通风管道结合在一起，基础台采用不透水和不通气的抗压材料建成。堆垛底部的基础台中铺设布风管，布风管的一端连接风机，另一端用管堵封闭，当管内有异物或渗滤液时可打开管堵和通风，将异物和渗滤液在清理槽中收集。为了避免布风管道被铲车或翻抛设备作业时等重载破坏，在布风管的上方有一层透气保护层，而且这样用于处理含水率、粘度较高的有机废物时，空气可从出气口中流出，由于这层透气保护层形成的气体缓冲作用，即使有粘稠状的物质粘在通风孔的正上方，气体也很容易穿过这层透气保护层从别处进入到堆体内，能有效的防止通风孔的完全堵塞。\n[0024] 本实用新型把渗滤液收集与通风管道结合在一起，通风系统在为堆体提供好氧环境的同时还具有渗滤液收集功能，并在风管末端设置一清理槽，给出渗滤液缓存、排出的方法。利用水位压差原理，当水位差大于通风管道中的压力时，渗滤液可以被收集而不影响管道的通风作业。\n[0025] 本实用新型的渗滤液收集方法是通过通风管上的通风口让渗滤液流进通风管内。\n在堆肥过程中微生物对有机物的氧化分解会产生水分，大部分水分由通风作用可以以水蒸气的形式挥发，也会有一部分水分受重力作用以渗滤液的形式渗出。本实用新型提出一种便利的渗滤液压差排放装置，其特征是在不影响通风系统的前提下，利用水位压差原理实现渗滤液的收集和排放。当水位差大于通风管道中的压力时，渗滤液可以被收集而不影响管道的通风作业。\n[0026] 本实用新型所采用的废气收集方法是当某个堆垛单元进行通风时，与之对应的抽风口或抽风管此时也应以较大的抽气量与之对应。即抽风量通过通风量来控制。该方法可减少堆垛过程中产生的废气对环境的影响，以及优化废气收集系统，降低抽气以及废气处理的能耗。\n[0027] 当主抽风管对应多条抽风管道时，在与连接主风管道前都设有独立开度可调节的电动控制阀门，将通风系统和废气收集系统联动控制，从而有效避免了车间内气体无序地外溢和减少盲目抽风带来的资源浪费。\n[0028] 本实用新型还提出一种抽风管道升降方法，可更有效定向、定位收集废气。当堆肥堆垛铺料或者翻抛作业完成后，通过控制，吊在顶部的抽风管或引风罩可以下降、接近条堆的顶部，以达到更有效收集从条堆中产生废气的目的。当堆肥发酵周期结束后，再将抽风管或引风罩提升，以便于出料作业。\n[0029] 本实用新型将废气收集与通风的联合优化，把抽气点、抽气量与堆垛单元的运行工况、臭气发生量相结合，从而达到有效收集废气和减小总的抽风量的效果，可广泛应用于有机废物，如垃圾、污泥、粪渣的堆肥方法，用于改善堆肥中的通风布风，以及废气和渗滤液的收集。 \n[0030] 本实用新型具有以下优点：\n[0031] 1、 减少土建工程量。\n[0032] 2、 布气更均匀。\n[0033] 3、 简单、有效收集堆肥过程中产生的废气和渗滤液。\n[0034] 4、 独立控制、降低能耗。\n[0035] 5、 减少臭气排放、改善周边作业环境。\n附图说明\n[0036] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。\n[0037] 图1是本实用新型的结构示意图。\n[0038] 图2是本实用新型横截面的结构。\n[0039] 图3是本实用新型安装引风罩时的横截面结构示意图。\n[0040] 图4是第一种布风管的结构示意图。\n[0041] 图5是第二种布风管的结构示意图。\n[0042] 图6是第三种布风管的结构示意图。\n[0043] 图7是第一种布风管铺设方式示意图。\n[0044] 图8是第二种布风管铺设方式示意图。\n[0045] 图9是第三种布风管铺设方式示意图。\n[0046] 图10是布风管铺设的侧视结构示意图。\n[0047] 图11是第一种渗滤液缓存排放装置的结构示意图。\n[0048] 图12是第二种渗滤液缓存排放装置的结构示意图。\n[0049] 图13是第一种抽风管道的布置形式示意图。\n[0050] 图14是第二种抽风管道的布置形式示意图。\n[0051] 图15是第一种抽风管道的升降方式示意图。\n[0052] 图16是第二种抽风管道的升降方式示意图。\n[0053] 图17是第三种抽风管道的升降方式示意图。\n[0054] 图18是长廊型堆肥车间的抽风管道布置形式示意图。\n[0055] 图19是抽风控制系统的模块图。\n[0056] 附图标记：1－基础台、2－引风罩、3－通风孔、4－布风管、5－单向阀门板、6－U形管、7－介质液、8－渗滤液排放口、9－风机、10－直管、11-液体、12-清理槽、13-抽风管道、14-电动阀门、15-引风机、16-堆垛、17-管堵、18-渗滤液流出口、19-检查阀门、20-小颗粒、21-散状物料、22-管内抽风机、23-滚轮、24-动滑轮、25-滑道、26-管箍、27-软连接管、28-定滑轮、29-主抽风管、30-柔韧软管、31-软橡胶管、32-总阀门、33-刚性连接板、\n34-固定链、35-绳。\n具体实施方式\n[0057] 参见图1所示，基础台1由不透水和不通气的抗压材料建成，如混泥土材质，在支撑基础1中，堆肥堆16底部铺设布风管4，风管上均匀分布通风孔3，布风管4是防腐蚀的材质（如PVC、钢管），每个堆肥堆对应有一根或几根布风管，布风管的一端与主布风管和可独立控制的鼓风设备连接，另一端用管堵封闭，布风管铺设在密实抗压的基础台1中，在管堵一端留有清理槽，清理槽中安装了渗滤液缓存排放装置。当管内有异物或渗滤液渗入时可打开管堵17和开启通风，将异物和渗滤液在清理槽中收集。在与条堆正上方或附近布置一根带独立控制阀门的可升降抽风管道13。一个或者多个抽风管道13与一个主抽风管29相连，主抽风管再与一个抽风机或者多个并联的抽风机相连，这些风机的驱动电机可以是变频电机。根据条堆的通风信号和堆肥阶段，控制阀门的开启度和高度，实现对废气的集中收集。\n[0058] 参见图2，所述堆垛横截面的形状为梯形、锥形或半圆形。所述堆垛下铺设的布风管为一根时，布风管布置在堆垛的底部中间，堆垛底边宽s与堆垛高度h的关系需满足：\n[0059] h = （0.06 ～1.5） × 1/2 × s\n[0060] 堆垛下铺设的布风管为多根时，布风管在条堆中的布置左右对称，布风管之间的距离a不大于最靠外侧的布风管至堆垛底边外角的距离b，且最左或最右一条布风管距离堆垛底边外角的距离b与堆垛的高度h关系满足：\n[0061] h= （0.06 ～1.5） × b。\n[0062] 参见图3所示，所述抽风管道13的底部连接引风罩2。\n[0063] 参见图4-6所示，布风管4固定或浇注在距地表面一定距离的地面下，通风孔有多种布置形式，可以是位于布风管正上方的中心位置，也可以是向上或向下成20°～45°方向两侧开口，交错或对称布置。每根布风管上所有通风孔的总面积总和∑S出是布风管截面积S布的0.2～2倍。\n[0064] 参见图7-9所示，通风孔可以带有不同形式的喷嘴，也可以是常见的曝气头，或者简易焊接PVC孔板。通风孔上方的基础台1上开有V形槽或窄条形槽，或是与布风管4同宽的槽。预留槽的方式也可以是其他形式。\n[0065] 参见图10所示，在布风管的通风孔上方有一层透气保护层（层高宜在0.5～30厘米之间），是由一层透气性、抗压性良好的小颗粒20再加一层松散又具有弹性的散状物料\n21组成，其中小颗粒20可为石子或陶土粒等，散状物质21可为锯末或蘑菇渣等。\n[0066] 参见图11所示，在接近布风管管堵一端的渗滤液流出口18连接一U形管6，放在预留的清理槽内，在U形管内放入水作为介质液7，同时起到水封的作用，U形管6另一端与清理槽上的渗滤液排放口8连接，清理槽上的渗滤液排放口8连至废水排放系统。要求加入一定高度的液柱所产生的静压△P至少不小于在渗滤液流出口18处的风压，如渗滤液流出口处的风压未知，则大于风机9的出口静压，此时U形管的读数同时可作为开口处风压的参照。渗滤液沿着布风管管壁流入U形管，U形管内液位升高，随着渗滤液的增加，液位升高至渗滤液排放口8时流入废水收集系统。\n[0067] 参见图12所示，此渗滤液收集系统也可在接近布风管管堵一端渗滤液流出口18连接一根无需透明的直管10，直管10最低点与渗滤液排放口8之间的高度所产生的静压△P至少不小于在渗滤液流出口18处的风压，如开口处的风压未知，则大于风机9的出口静压。随着流入清理槽中渗滤液液位升高，最后升至渗滤液排放口8，流入废水收集系统。\n[0068] 参见图13所示，抽风管道13可以是在堆肥条堆上方或附近平行安装，一个或多个抽风管道从一个主抽风管29中引出，主抽风管一端连一台引风机15。当主抽风管对应多条抽风管道时，在与连接主风管道前都设有独立开度可调节的电动阀门14，将通风系统和废气收集系统联动控制，控制在向某一堆肥堆中通风充氧高峰时同时增大与条堆所对应的抽风管道13的电动阀门14，可以根据条堆的通风信号和堆肥阶段，控制阀门的开启度，在车间内所有条堆都没有鼓风操作时，抽风系统仍然保持了一定的低流量的抽吸，设置阀门的开启度为2～50%。阀门的开启度的控制可参考堆肥堆的堆肥阶段（堆肥时间）或有臭气检测装置的显示数据，当启动充氧装置向堆肥堆通风时，阀门开启度设为100%。这样可以实现根据堆肥堆通风控制的开启信号，针对性的增加相应抽风管道抽气量，而当通风停止后或堆肥进入堆肥第三阶段时，抽风量相应减少或为零，从而有效避免了车间内气体无序地外溢和减少盲目抽风带来的资源浪费。\n[0069] 参见图14所示，抽风管的抽风控制不限于安装电动阀门一种形式，也可直接在抽风管道内设一个管内抽风机22，抽风管道13连入主抽风管29之前设置一个单向阀门板5。\n如采用轴流风机，当废气产生量增大时，因气体密度增加所带来的推力也随之增大，另一端的轴流风机启动，单向阀门板将打开，当废气产生量少时，单向阀门板开口受自身重力作用而缩小或关闭。\n[0070] 当对某个堆肥单元进行通风操作时，此时段也是该堆肥单元废气产生量明显增加的时候，其上方或附近的抽风口或抽风管此时也应以较大的抽气量与之对应。即抽风量、时间段通过通风量和时间段来控制。\n[0071] 参见图15所示，为了更有效定向、定位收集废气，本实用新型还提出一种抽风管道升降方法，管道的升起是为了方便作业（如堆肥物料的进料、出料，堆肥期间的翻抛作业），降低可以更有效接近臭味源。所述抽风管道13由柔韧软管30与主抽风管29连接，抽风管道13由管箍26与其上方的滑道25（如工字钢）连接，滑道内连接有滚轮23，滚轮再由刚性连接板33与其上方的动滑轮24连接，绕过动滑轮的绳35（钢绳、钢链等）一端与建筑结构顶端固定，另一端缠绕在电动手柄上。滑轮组件之间相互错开，可通过对电动手柄的调节来控制与其相对应的若干滑轮组件升降，来控制抽风管的拉起高度。绳放缩时，组件中的滚轮23与滑道25发生相对水平滑动，当滑轮组上升时，与抽风管道绑定的滑道向右滑动，反之，当滑轮组下降时，与抽风管绑定的滑道向左滑动。\n[0072] 参见图16所示，抽风管道13由软橡胶管31与主抽风管29连接，抽风管道13由固定链34与其上方的动滑轮24固定，绕过动滑轮的绳35一端与建筑结构顶端固定，另一端缠绕在电动手柄上。滑轮组件之间相互错开，可通过对电动手柄的调节来控制与其相对应动滑轮的升降，来控制抽风管的拉起高度。\n[0073] 参见图17所示，也可以通过抽风罩的升降来实现对废气的高密度收集。将抽风管道13固定，抽风管道的抽风口下方由软连接管27连接引风罩2，引风罩2上方由绳35与一定滑轮28连接，绳绕过定滑轮28与电动手柄连接。\n[0074] 当堆肥堆垛铺料或者翻抛作业完成后，通过控制，吊在顶部的抽风管或抽风罩可以下降、接近条堆的顶部，以达到更有效收集从条堆中产生废气的目的。当堆肥发酵周期结束后，再将抽风管或抽风罩提升，以便于出料作业。\n[0075] 参见图18所示，本实用新型的抽风方法在长廊型的堆肥车间应用时。臭气由抽风管道13收集到主抽风管道29，并通过鼓风与抽风的联合控制，保证了所产生废气的有序、高浓度收集。实施当中，也可通过调节靠近中心位置的总阀门32的开启度，适度增加长廊堆肥车间中部的抽风量，空气流将由长廊的两端流向中部，形成由外向里的空气流。\n[0076] 参见图19所示，当几条堆垛在一时间段内同时开启通风时，考虑抽风机能力，控制系统可采用抽风控制动态排队机制。此种情况出现时，通过在控制器上的延时设置，各条堆的抽风操作适当延时、排序，最先满足抽风条件的堆肥堆最先向中控发出抽风信号，依次排队。中控按照所获取的信号最先启动最先发出申请信号的抽风阀门，从而大大减少抽风设备投资费用和运行费用以及维护。