一种小区垃圾联合处理方法及装置与流程

[0001]
本发明涉及垃圾资源化利用领域，尤其涉及一种小区垃圾联合处理方法及装置。


背景技术：

[0002]
随着城市化进展，越来越多的人聚集到了以小区为单位的生活单元中，由此产生了大量的生活垃圾和绿化废弃物，如何将生活垃圾和绿化废弃物进行资源化利用成为了急需解决的课题。小区居民的阳台种植以及园林绿化均需要大量有机肥，有机肥的最适碳氮比为25-30，厨余垃圾的碳氮比通常为10左右，园林废弃物的碳氮比通常为40-45，厨余垃圾的低碳氮比和园林废弃物的高碳氮比可实现碳氮物质互补，使得生活垃圾和绿化废弃物联合生产高效有机肥具有了可能性。由此，有机肥生产逐渐成为了小区垃圾资源化利用的主要方向。
[0003]
cn 104907322a公开了一种餐厨垃圾处理设备，该处理设备结构简单紧凑，占地面积小，通过筒体自身的旋转，实现筒体内的物料水平推进、反复旋转搅拌，达到物料降解发酵的目的。cn106242830a公开了一种加速园林垃圾生物降解的辅料，该辅料包括餐厨垃圾的初级发酵物、园林垃圾发酵过程中温度为50-60℃的堆体内部物料、生石灰和硫酸亚铁，可提高园林垃圾的降解速度，促进微生物对有机物氧化降解作用，进一步缩短了堆肥周期。cn 102249746b公开了一种两阶段厨余物好氧堆肥方法，通过加入k2hpo4和mgso4复合盐加快堆肥进程，减少氮元素的损失，稳定和提高肥料中氮元素的含量。cn 205762903u公开了一种梯度式餐厨垃圾高温快速降解设备，包括降解仓，内部分割成上仓、中仓、下仓，提高了设备的处理效能和物料的降解程度，使降解产物更加无害化和稳定化，隔仓结构能够较好的保留了发酵旧料中的降解微生物菌群。cn 207159106u公开了一种园林垃圾塔式堆肥系统，通过多点高压高频的通风供氧功能，省去塔式堆肥系统中耗能较大成本较高的搅拌装置，且占地面积小，热能损失少，节约能源。cn 205115319u公开了一种智能供氧立式堆肥系统。cn 203639356u公开了一种自卸式筒状好氧堆肥反应器，包括堆肥筒，还包括水平旋转装置和垂直转动装置。综上可知，现有技术方案中，发酵物料进出发酵装置主要采用以下几种方案：1.所有的发酵物料一次性进入发酵仓，快速发酵腐熟后一次性从发酵仓出料，如cn 104907322a、cn 207159106u、cn 205115319u、cn 203639356u，这种情况下，为了应付每天产生的废弃物，一般是采用高温快速发酵，一般以24-48小时为一个处理周期，处理出来的物料往往腐熟不彻底，还需后续腐熟。2.物料分批次从进料口进出，同时分批次从出料口出，在这种方案下，要不物料的发酵时间就比较短，容易腐熟不彻底，要不就是把发酵装置做的非常大，从而使物料在装置中停留足够长的时间，但这样很占场地。由此可见，现有的垃圾处理技术本身均存在一定弊端，无法同时满足腐熟程度、发酵时间以及发酵空间等多方面需求。
[0004]
由于小区生活场景的特殊性，使得小区垃圾联合处理生产有机肥需要同时满足以下几方面要求：1、有机肥的腐熟程度要高，以满足居民阳台种植时对于有机肥安全无害、无异味的需求；2、发酵周期要短，以应对居民每天产生的废弃物；3、处理装置要小型化，以节
约小区公共场地。另外，小区每天都有一定量的厨余垃圾产生并需要处理，其产生是连续的，相对稳定的，但小区绿化垃圾的产生量并不稳定，随着季节变化较大，其产生是间断的，不连续的。如何将每天都产生的厨余垃圾与间断产生的园林绿化废弃物合理调配使用是本发明需要解决的另一个技术问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明针对现有技术的不足，提供一种小区垃圾联合处理方法及装置。
[0006]
第一方面，本申请提供了一种小区垃圾联合处理方法，所述小区垃圾包括厨余垃圾和绿化垃圾，其特征在于，包括如下步骤：
[0007]
步骤1：根据小区绿化垃圾的产生量和环境温度将绿化垃圾切割为具有预设长度的绿化垃圾段；
[0008]
步骤2：在第1至n/2天，将厨余垃圾和所述绿化垃圾段逐次加入至初级发酵仓内，并持续旋转初级发酵仓，使所述厨余垃圾和绿化垃圾段均匀混合并发酵形成初级发酵物，其中n天为小区垃圾的预设发酵周期；
[0009]
步骤3：在第n/2天结束时，将所述初级发酵物转移至腐熟发酵仓；
[0010]
步骤4：在第n/2+1天至第n天，持续旋转腐熟发酵仓，使所述初级发酵物在腐熟发酵仓内进一步发酵为腐熟发酵物；
[0011]
步骤5：在第n天结束时，将所述腐熟发酵物排出腐熟发酵仓，完成一个批次的小区垃圾联合处理。
[0012]
优选的，所述初级发酵仓与所述腐熟发酵仓为同轴串联设置的圆柱形仓体，前一批次的小区垃圾联合处理的步骤4与后一批次的小区垃圾联合处理的步骤2同步进行，前一批次的小区垃圾联合处理的步骤5与后一批次的小区垃圾联合处理的步骤3先后执行。
[0013]
优选的，所述预设长度按照如下方法确定：
[0014]
当小区绿化垃圾产生量少而环境气温低时，所述预设长度为2-3厘米；
[0015]
当小区绿化垃圾产生量少而环境气温高时，所述预设长度为3-5厘米；
[0016]
当小区绿化垃圾产生量多而环境气温低时，所述预设长度为0.5-1厘米；
[0017]
当小区绿化垃圾产生量多而环境气温高时，所述预设长度为2-3厘米；
[0018]
优选的，6≤n≤14。
[0019]
优选的，初级发酵仓的体积可设定为v*n/2*p，其中，v为小区垃圾的目标日处理量，p为常量，且1.5≤p≤2。
[0020]
优选的，所述初级发酵仓与所述腐熟发酵仓的体积比为1.5:1—3:1。
[0021]
优选的，步骤3中，仅有90％-95％的所述初级发酵物被转移至腐熟发酵仓，步骤5中，仅有90％-95％的所述腐熟发酵物被排出腐熟发酵仓。
[0022]
优选的，在所述初级发酵仓中至少设置有1道以上的筛网，以防止较大的未腐熟绿化垃圾段进入腐熟发酵仓。
[0023]
另外，本申请还提供一种小区垃圾联合处理装置，包括：壳体，所述壳体内设有相连通的初级发酵仓和腐熟发酵仓，所述初级发酵仓与所述腐熟发酵仓为同轴串联设置的圆柱形仓体，壳体下端还设有驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述初级发酵仓和所述腐熟发酵仓沿轴向旋转，相互垂直设置的绿化垃圾进料口和厨余垃圾进料口通过螺旋挤压进料
装置与所述初级发酵仓的进料端相连接，所述螺旋挤压进料装置包括锥形外壳，所述锥形外壳内部设有相匹配的螺旋挤压机构，所述锥形外壳的表面分布有多个渗水孔，在所述绿化垃圾进料口和所述螺旋挤压进料装置之间还设置有用于切割绿化垃圾的撕碎装置；
[0024]
所述初级发酵仓内壁上设置有多个第一正向叶片、多个第一反向叶片和两个第一出料叶片，所述第一正向叶片和所述第一反向叶片分别沿所述初级发酵仓的周向上倾斜设置，且倾斜方向相反，所述第一出料叶片的末端自所述初级发酵仓旋转延伸至所述腐熟发酵仓内部，所述初级发酵仓内还倾斜设置有筛网；
[0025]
所述腐熟发酵仓内壁上设置有多个第二正向叶片、多个第二反向叶片和两个第二出料叶片，所述第二正向叶片和所述第二反向叶片分别沿所述腐熟发酵仓的周向上倾斜设置，且倾斜方向相反，所述第二出料叶片的末端自所述腐熟发酵仓旋转延伸至所述壳体外部。
[0026]
优选的，所述螺旋挤压进料装置进料口与出料口的直径比为1.2:1—2:1。
[0027]
本申请的有益效果如下：
[0028]
根据气候和绿化废弃物的产生特点，通过调控绿化树木枝条的粉碎粒径，结合初级发酵仓内筛网的应用，控制绿化垃圾段的发酵时间，尽可能在初级发酵仓保持一定的绿化树木枝条颗粒，从而用来与厨余垃圾协同调控碳氮比，保留在初级发酵仓内的绿化垃圾段还可以优化发酵物料的孔隙结构，并使新加入的厨余垃圾快速进入发酵状态，从而解决小区厨余垃圾和园林绿化垃圾产出不同步的问题，最终实现了两种废弃物的高效率联合处理。
[0029]
相比现有的批次进料批次出料模式，本发明技术方案在没有显著增加装置体积的情况下实现了出料的彻底腐熟，相比连续进出料模式，本发明采用的两段式发酵在实现彻底腐熟的同时具有更小的体积，相比已有的两段式技术方案，本装置将发酵区域分隔为初级发酵仓和腐熟发酵仓，通过初级发酵仓和腐熟发酵仓内正反向叶片的相互配合，协同带动发酵物料作提升和自由降落运动，同时迫使物料沿斜面作轴向交叉窜动，实现发酵物料的充分混匀，通过正向叶片和出料叶片的相互配合，可实现发酵物料的水平移动，顺利实现物料的转仓和卸出，本发明所采用的技术方案装置结构更简单，更具有可行性。由此可见，本申请的工艺和装置不仅能保证发酵物料的腐熟程度，还能够在腐熟程度、发酵时间以及发酵空间等多方面取得平衡。
附图说明
[0030]
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]
图1为本发明实施例提供的一种小区垃圾联合处理方法的流程示意图；
[0032]
图2为本发明实施例提供的一种小区垃圾联合处理装置的结构示意图；
[0033]
图中所示：
[0034]
1-壳体、11-初级发酵仓、12-腐熟发酵仓、13-驱动装置、14-绿化垃圾进料口、15-厨余垃圾进料口、2-螺旋挤压进料装置、21-锥形外壳、22-螺旋挤压机构、23-渗水孔、31-第一正向叶片、32-第二正向叶片、41-第一反向叶片、42-第二反向叶片、51-第一出料叶片、
52-第二出料叶片、6-筛网、7-撕碎装置。
具体实施方式
[0035]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。
[0036]
针对现有技术中的不足，本方案提供一种小区垃圾联合处理方法。请参考图1，所示为一种小区垃圾联合处理方法的流程示意图。由图1可见，本方法包括如下步骤：
[0037]
s100：根据小区绿化垃圾的产生量和环境温度将绿化垃圾切割为具有预设长度的绿化垃圾段。
[0038]
绿化废弃物产生量越多，环境温度越低，则适宜的粒径模式趋向于细，以加快绿化废弃物的分解，避免厨余垃圾在发酵仓中的过量累积；反之，绿化废弃物产生量越少，环境温度越高，则适宜的粒径模式趋向于粗，以延缓绿化废弃物的分解，使发酵仓中始终存留一定量的绿化废弃物与厨余垃圾共同发酵。具体的，所述预设长度可按照如下方法确定：当小区绿化垃圾产生量少而环境气温低时，所述预设长度为2-3厘米；当小区绿化垃圾产生量少而环境气温高时，所述预设长度为3-5厘米；当小区绿化垃圾产生量多而环境气温低时，所述预设长度为0.5-1厘米；当小区绿化垃圾产生量多而环境气温高时，所述预设长度为2-3厘米。上述预设长度只是一个参考，可根据各地的实际情况进行调整和优化。
[0039]
s200：在第1至n/2天，将厨余垃圾和所述绿化垃圾段逐次加入至初级发酵仓内，并持续旋转初级发酵仓，使所述厨余垃圾和绿化垃圾段均匀混合并发酵形成初级发酵物，其中n天为小区垃圾的预设发酵周期。根据各地的实际情况，6≤n≤14。另外，初级发酵仓的体积可设定为v*n/2*p，其中，v为小区垃圾的目标日处理量，p为常量，且1.5≤p≤2。
[0040]
s300：在第n/2天结束时，将所述初级发酵物转移至腐熟发酵仓。所述初级发酵仓与所述腐熟发酵仓的体积比为1.5:1—3:1。此外，为了尽可能使初级发酵仓内保留一定量的绿化树木枝干，在发酵仓中至少设置有1道以上的筛网，以防止较大的未腐熟树木枝干颗粒进入腐熟发酵仓。
[0041]
s400：在第n/2+1天至第n天，持续旋转腐熟发酵仓，使所述初级发酵物在腐熟发酵仓内进一步发酵为腐熟发酵物。
[0042]
s500：在第n天结束时，将所述腐熟发酵物排出腐熟发酵仓，完成一个批次的小区垃圾联合处理。
[0043]
本方法根据气候和绿化废弃物的产生特点，通过调控绿化树木枝条的粉碎粒径，结合初级发酵仓内筛网的应用，控制绿化垃圾段的发酵时间，尽可能在初级发酵仓保持一定的绿化树木枝条颗粒，从而用来与厨余垃圾协同调控碳氮比，保留在初级发酵仓内的绿化垃圾段还可以优化发酵物料的孔隙结构，并使新加入的厨余垃圾快速进入发酵状态，从而解决小区厨余垃圾和园林绿化垃圾产出不同步的问题，最终实现了两种废弃物的高效率联合处理。
[0044]
本申请优选实施例中，所述初级发酵仓与所述腐熟发酵仓为同轴串联设置的圆柱形仓体，前一批次的小区垃圾联合处理的s400与后一批次的小区垃圾联合处理的s200同步
进行，前一批次的小区垃圾联合处理的s500与后一批次的小区垃圾联合处理的s300先后执行，可实现小区垃圾联合处理的连续性生产。
[0045]
在每次物料转移时，可保留一定的初发酵物料在初级发酵仓中，以促进后加入新鲜物料尽快进入发酵状态，也可保留一定的腐熟发酵物在腐熟发酵仓中，以促进后加入的初发酵物料尽快进入腐熟状态。具体的，s300中，仅有90％-95％的所述初级发酵物被转移至腐熟发酵仓，s500中，仅有90％-95％的所述腐熟发酵物被排出腐熟发酵仓。
[0046]
针对现有技术中的不足，本方案提供一种小区垃圾联合处理装置。请参考图2，所示为一种小区垃圾联合处理装置的结构示意图。由图2可见，本装置包括：壳体1，所述壳体1内设有相连通的初级发酵仓11和腐熟发酵仓12，所述初级发酵仓与所述腐熟发酵仓为同轴串联设置的圆柱形仓体，壳体1下端还设有驱动装置13，所述驱动装置13用于驱动所述初级发酵仓11和所述腐熟发酵仓12沿轴向旋转，相互垂直设置的绿化垃圾进料口14和厨余垃圾进料口15通过螺旋挤压进料装置2与所述初级发酵仓11的进料端相连接，所述螺旋挤压进料装置2包括锥形外壳21，所述锥形外壳21内部设有相匹配的螺旋挤压机构22，所述锥形外壳21的表面分布有多个渗水孔23，在所述绿化垃圾进料口14和所述螺旋挤压进料装置2之间还设置有用于切割绿化垃圾的撕碎装置7。本实施例中，绿化垃圾进料口14与螺旋挤压进料装置2垂直分布，厨余垃圾进料口15与螺旋挤压进料装置2水平分布，绿化垃圾多为树枝树干等具有一定长度的废弃物，绿化垃圾进料口14位于螺旋挤压进料装置2的上方，可使绿化垃圾在重力作用下沿着进料通道顺利进入螺旋挤压进料装置2内部，同时，也为绿化垃圾后期的按需剪裁留有一定空间。在本申请优选实施例中，螺旋挤压进料装置2进料口与出料口的直径比可设置为1.2:1—2:1。在此范围内，可以获得含水率适宜的发酵物料，并适当压缩厨余垃圾的体积。
[0047]
所述初级发酵仓11内壁上设置有多个第一正向叶片31、多个第一反向叶片41和两个第一出料叶片51，所述第一正向叶片31和所述第一反向叶片41分别沿所述初级发酵仓11的周向上倾斜设置，且倾斜方向相反，所述第一出料叶片51的末端自所述初级发酵仓11旋转延伸至所述腐熟发酵仓12内部，所述初级发酵仓11内还倾斜设置有筛网6。当初级发酵仓11反向旋转时，第一正向叶片31和第一反向叶片41协同带动发酵物料作提升和自由降落运动，同时迫使物料沿斜面作轴向交叉窜动，实现物料的充分混匀。当初级发酵仓11正向旋转时，第一正向叶片31将发酵物料推向第一出料叶片51，第一出料叶片51可延伸至所述腐熟发酵仓12内部，从而带动发酵物料进入腐熟发酵仓12。
[0048]
所述腐熟发酵仓12内壁上设置有多个第二正向叶片32、多个第二反向叶片42和两个第二出料叶片52，所述第二正向叶片32和所述第二反向叶片42分别沿所述腐熟发酵仓12的周向上倾斜设置，且倾斜方向相反，所述第二出料叶片52的末端自所述腐熟发酵仓12旋转延伸至所述壳体1外部。当腐熟发酵仓12反向旋转时，第二正向叶片32和第二反向叶片42协同带动发酵物料作提升和自由降落运动，同时迫使物料沿斜面作轴向交叉窜动，实现物料的充分混匀。当腐熟发酵仓12正向旋转时，第二正向叶片32可将发酵物料卸出腐熟发酵仓12。
[0049]
在一个发酵周期内，经过初级发酵的物料一次性进入腐熟发酵仓，并充分供给氧气，保持物料温度，实现高效的发酵，由于在初级发酵仓11内设置了必要的筛网，因此进入腐熟发酵仓12的物料颗粒相对较小，且此阶段无新鲜物料的加入，进一步保障了所有的物
料在此阶段可得到充分腐熟。本方案中筛网6的设置可以防止较大树木枝干颗粒进入腐熟发酵仓12，有利于实现上述目的。
[0050]
相比现有的批次进料批次出料模式，本发明技术方案在没有显著增加装置体积的情况下实现了出料的彻底腐熟，相比连续进出料模式，本发明采用的两段式发酵在实现彻底腐熟的同时具有更小的体积，相比已有的两段式技术方案，本装置将发酵区域分隔为初级发酵仓11和腐熟发酵仓12，通过初级发酵仓11和腐熟发酵仓12内正反向叶片的相互配合，协同带动发酵物料作提升和自由降落运动，同时迫使物料沿斜面作轴向交叉窜动，实现发酵物料的充分混匀，通过正向叶片和出料叶片的相互配合，可实现发酵物料的水平移动，顺利实现物料的转仓和卸出，本发明所采用的技术方案装置结构更简单，更具有可行性。由此可见，本申请的工艺和装置不仅能保证发酵物料的腐熟程度，还能够在腐熟程度、发酵时间以及发酵空间等多方面取得平衡。
[0051]
下面以一个具体实施例对本方案进行解释说明。
[0052]
设计日处理能力为200kg的厨余垃圾，小区绿化垃圾的产生量随季节波动，设计发酵周期为14天，初级发酵仓体积为2m3，腐熟发酵仓体积为1m3，根据环境温度将绿化垃圾切割为具有预设长度的绿化垃圾段。
[0053]
在前7天，小区厨余垃圾以及绿化垃圾逐次加入到初级发酵仓内，初级发酵仓采用反转模式。在第8天，初级发酵仓首先正转，将其中的大多数物料一次性转移到腐熟发酵仓，小部分物料继续留在初级发酵仓内以促进下一批次的物料发酵。在第8-14天，初级发酵仓内逐次添加物料，腐熟发酵仓内持续进行高温腐熟发酵，无新物料加入。在第14天，腐熟发酵仓内的大多数物料一次性出料，小部分物料继续留在初级发酵仓内以促进下一批次的物料发酵。而后，初级发酵仓内的物料再转移到腐熟发酵仓内开始下一批次的腐熟发酵，如此往复。
[0054]
本小区垃圾联合处理装置中的螺旋挤压进料装置的进口直径和出口直径之比为2，初级发酵仓内设有2道筛网，分别布置在仓中部和尾部，筛网与发酵仓轴线呈65
°
夹角。经验侧，14天后从腐熟发酵仓出来的发酵物料种子发芽指数均达到了95％以上，说明本方案产出的有机肥料的腐熟度相对较高。
[0055]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。

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