一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统及发酵方法与流程

1.本发明涉及废弃有机物发酵设备技术领域，具体是指一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统及发酵方法。


背景技术：

2.目前，随着城市发展、人口增加，有机废弃物的产量上升速度很快，如何高效率地对这些有机废弃物进行“减量化、无害化、资源化”处理，成为社会共同关注的问题。其中，有机生活垃圾、餐厨垃圾、食品加工业下脚料、有机性污泥和禽畜粪便等均具有有机质含量高、可被生物降解等共性，统称为可生物降解废弃有机物。
3.随着微生物的活动，发酵系统的温度不断变化，由于现有的发酵系统整体透气性较差，导致热量在各个局部集聚，从而导致局部温度的升高，存在着较大不不均衡性。此外，还造成大量的热能损失，大大增加了系统运行成本；现有技术中，通常将湿热废气直接回流，但水汽又被带回到了反应器，被发酵物料吸收，物料的水分没法有效去除，无法做到物料的有效减量化，且由于水分没有被带走，发酵罐筒体内的发酵物料含水率偏高，发酵效率低，发酵效果也差。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，用于通过联动搅拌的形式来提高菌种的接氧面积；提供一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的方法，用于提高发酵效率。
5.本发明通过下述技术方案实现：一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，包括底部连通的一级沉降池与二级沉降池，所述一级沉降池与二级沉降池内放置有破碎后的废弃有机物，且底部淤积有沉降后的污泥，还包括用于一次发酵的发酵床与二次发酵的发酵罐，所述发酵床与所述二级沉降池的底部通过管道连通，且所述发酵床内设置有用于翻抛污泥的翻抛件；所述发酵罐包括：支架、罐体以及摆动件，所述支架上端设置有活动环，且所述活动环与所述罐体的中部连接，所述摆动件设置在所述罐体的底部，且能够实现所述罐体的周期性摆动，其中，所述翻抛件内还设置有用于在翻抛过程中同步实现发酵菌接种的喷淋件，所述罐体能够通过摆动实现其内部污泥搅拌过程的同时完成曝气。
6.需要说明的是，传统的有机废弃物好氧发酵是污泥中自身存在的微生物对有机物进行生物降解的过程。影响污泥发酵过程的因素很多，对于快速好氧发酵工艺来说，通风供氧、温度、含水率、ph值、c/n、颗粒度等因素都会影响发酵过程。把影响好氧发酵过程的因素分为内在因素和外在因素两类，内在因素包括需要降解的有机物废弃种类以及微生物的种类；外在因素如通风供氧、温度、含水率、ph值、c/n、颗粒度等，这些是对堆肥发酵有重要影响的外在条件，通过人为对这些影响因素的控制，便可以对整个好氧堆肥过程进行控制。而现有技术中的发酵系统，无论是立式发酵系统还是卧式发酵系统，其均受限于污泥与发酵
菌种的接氧面积，由于污泥的含固形态存在极大的不确定性，原有发酵系统对污泥发酵过程的翻抛与曝气过程存在较大的局限性。
7.基于上述问题，提出了一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，通过预处理的废弃物破碎过程来减小物料的体积，均化物料的含水率，使得沉积的淤泥含固形态趋于一致，其中，破碎后物料的粒径范围在12mm至60mm为佳；再通过发酵池内的一级发酵过程使得发酵菌种与淤泥混合均匀并为发酵菌种的生物活动提高充足的氧气，其中，翻抛件的翻抛过程与喷淋件的接种过程为一个联动过程，在淤泥翻抛的过程中能够同步实现发酵菌的接种过程，其完全区别于现有技术中的直接接种过程，能够大幅度提高接种的均匀性，使得一级发酵效果更为明显；最后再通过发酵罐内的二级发酵过程来对污泥进行再腐熟作业，其中，二次发酵过程的目的在于转化一次发酵过程中未完全降解的易分解的有机物，以及促进较难分解有机物的分解，从而将有机物转化的腐殖质，在上述过程中，需要对二次发酵过程进行低速搅拌，并通入空气，基于发酵罐的结构，通过罐体本身的摆动为内部的污泥提供一个离心力，即内部的污泥具有产生离心运动的趋势，在这个过程中，搅拌件还能够通过搅拌叶组与曝气叶组的转动来对罐体内的污泥进行持续搅拌，并且该搅拌方向与罐体的摆动方向相反，其在罐体内污泥的搅拌表现形式更为明显，并且在持续搅拌的过程中通入空气能够极大程度地增大其接氧面积，进而促进污泥的好氧发酵过程。
8.进一步地，所述翻抛件包括：壳体、电机、行走轮以及翻抛爪，所述翻抛爪转动设置在所述壳体内，所述行走轮转动设置在所述壳体内且与所述发酵床上方的轨道抵接，所述电机设置在所述壳体内且通过传动机构与所述翻抛爪、行走轮连接，所述喷淋件包括凸轮与压力件，所述凸轮设置在所述翻抛爪的两端且同轴设置，所述压力件设置在所述壳体内部的两侧边，且所述压力件的一端与所述凸轮抵接，所述压力件的另一端通过管道连接有接种头，所述翻抛爪转动时，通过所述凸轮与压力件来实现发酵菌的接种。基于上述结构，通过电机与传动机构的联合作用能够带动行走机构在发酵床上方的轨道进行往复移动，并且还能够带动翻抛爪进行持续转动，转动时，部分的翻抛爪进入污泥，并使其向上翻抛；与此同时，翻抛爪所在轴的两端设置的凸轮同步转动，其通过压力件与管道来对菌种槽内的菌种进行喷淋接种。
9.进一步地，所述接种头置于所述翻抛爪的上方，所述壳体内还设置有菌种槽，且所述菌种槽的底部通过管道与所述接种头连通，所述压力件包括：复位弹簧、与所述壳体滑动设置的压力杆以及套设在所述压力杆上的压力筒，所述复位弹簧套设在所述压力杆上且用于压力杆的复位，所述压力筒的出气端通过管道与接种头或菌种槽连通。需要说明的是，菌种槽与管道的连接部位设置有单向阀，当凸轮进行转动时，会对压力杆进行往复式挤压，压力杆在压力筒内做往复运动，即对管道存在间歇性的压力冲击，在发酵菌种自重的作用下，存在着由菌种槽向下掉落的趋势，在管道的间歇性压力冲击下，通过接种头对翻抛上来的淤泥进行接种作业。
10.进一步地，所述发酵罐还包括用于搅拌、增氧的搅拌件，所述搅拌件的搅拌部置于所述罐体内，且与所述罐体保持动密封，所述支架上设置有紧固件，所述紧固件的一端与所述支架连接，另一端与所述罐体连接，且与罐体连接部分位于所述活动环下方。基于上述结构，能够对发酵罐内的淤泥进行搅拌与曝气作业。
11.进一步地，所述搅拌件包括：搅拌叶组、曝气叶组、搅拌电机以及行星轮组，所述电
机设置在所述罐体的上端面，且输出端与所述行星轮组连接，所述搅拌叶组的传动轴与所述行星轮组内的行星轮连接，所述曝气叶组的传动轴与所述行星轮组内的太阳轮连接，所述曝气叶组为双螺旋结构，所述双螺旋结构的直径由下至上递减，所述曝气叶组的传动轴内部中空且外周面开始有通孔，所述通孔与曝气装置连通。需要说明的是，搅拌电机与行星轮组之间还可以接入减速箱等传动部件，当搅拌电机启动时，曝气叶组的双螺旋结构进行转动，并且其直径由下至上递减，能够将底部的淤泥搅拌至上部，同时基于行星轮组的结构，搅拌叶组相较于曝气叶组进行反向转动，同时对发酵罐内的淤泥进行再次搅拌，极大程度地提高了发酵罐内污泥的搅拌效率，提高了污泥内发酵菌种与空气的接触面积，促进了淤泥的好氧发酵过程。
12.进一步地，所述摆动件包括：底座、摆动电机、摆动轮以及若干摆轮组，所述底座的下方设置有用于支撑的支撑件，上方开设有密封腔室，所述摆动电机设置在所述底座上且输出端与所述摆动轮连接，所述摆动轮转动设置在所述密封腔室内，若干所述摆轮组间隔均布在所述密封腔室内，所述摆轮组包括：与所述摆动轮外周面抵接的活动杆、摆动杆，所述活动杆与所述密封腔室的底部活动连接且自由端活动贯穿所述密封腔室后与摆动杆的一端铰接，所述摆动杆的中部铰接在所述底座上，所述摆动杆的另一端与所述罐体的底部抵接，所述摆动杆通过所述摆动轮的旋转能够实现对罐体的周期性推动。需要说明的是，由于发酵罐连通其内部的淤泥存在较大的自重，在确保固定支撑的前提下，对发酵罐进行推动，摆动电机同样能够根据使用条件确定是否需要接入减速箱等结构，并且发酵罐其开始摆动之后，其自身也存在着一定的运动惯性，此时的摆动件仅需要提供明显小于初始推动力的动力。由于活动环与罐体的中部连接，并且在弹性件的作用下，其具有一定的运动调整空间与能力，在摆动件的作用下，发酵罐在轴向上的摆动也能具有一定地“升起”的幅度。
13.进一步地，所述活动环的内壁开设有活动腔室，所述罐体外周面设置有与所述活动腔室配合的凸起，所述活动腔室内还设置有弹性件，所述弹性件的两端分别于所述凸起的下端面、活动腔室的下端面固定。对于弹性件，其优选为在活动腔室间隔均布一周的高强弹簧，并且还优选为多层的圈状结构，当发酵罐在摆动件的作用下进行摆动时，罐体外周面上的凸起能够在活动腔室内进行活动，发酵罐的整体的直接表现形式即为轴向上的“钟摆”运动。
14.一种发酵方法，包括以下步骤：步骤1，预处理，将废弃有机物进行破碎，并将破碎后的废弃有机物置于一级沉降池内沉降为污泥，并按照预定时间将污泥移动至二级沉降池内；步骤2，一级发酵，将步骤1中二级沉降池内的污泥泵送至发酵床内，并通过翻抛件按照预定时间进行翻抛，翻抛作业的同时进行发酵菌接种，并控制c/n在25~30范围，发酵床内污泥的含水率控制在55%~65%范围；步骤3，二级发酵，将步骤2中一级发酵后的污泥移动至发酵罐内，在发酵罐内完成二级发酵过程并通过发酵罐外设的加热件进行温度调节；步骤4，尾气处理，在步骤3中的污泥发酵过程中，对发酵罐内产生的气体进行持续收集并处理。基于上述步骤，通过二次发酵中的联动搅拌过程，可以使污泥与发酵菌种均匀混合，又可以使发酵罐内部的污泥均能与氧气充分接触；罐体外周面安装有加热器，以便在环境温度过低时，向发酵罐补充温度，保证发酵菌种的正常发酵活动；发酵菌种在适当的风量、合适的温度和湿度下迅速活动，污泥的发酵温度能够很快达到50
°
c~60
°
c，并维持5天~7天左右后达到无
害化标准；发酵过程中产生的废气和水蒸气可以通过发酵罐顶部的排气风机排出，排出后，还需要进行尾气处理作业；发酵罐的罐体内部在竖直方向安装有四个温度湿度传感器，以便对发酵罐内部的温度和湿度进行监测。
15.进一步地，步骤3发酵过程中，启动搅拌电机与摆动电机，通过活动环与摆动件能够实现罐体在其轴向上的周期性摆动，通过搅拌件能够实现罐体内污泥的搅拌与曝气过程；其中罐体轴向上的摆动方向与搅拌件内曝气叶组的转动方向相反。搅拌方向与罐体的摆动方向相反，表现的相对搅拌能力更强，即在罐体内污泥的搅拌表现形式更为明显，并且在持续搅拌的过程中通入空气能够极大程度地增大其接氧面积，进而促进污泥的好氧发酵过程。
16.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本发明通过罐体结构本身的摆动为内部的污泥提供一个离心力，即内部的污泥具有产生离心运动的趋势，在这个过程中，搅拌件还能够通过搅拌叶组与曝气叶组的转动来对罐体内的污泥进行持续搅拌，并且该搅拌方向与罐体的摆动方向相反，其在罐体内污泥的搅拌表现形式更为明显，并且在持续搅拌的过程中通入空气能够极大程度地增大其接氧面积，进而促进污泥的好氧发酵过程；2、本发明的凸轮进行转动时，会对压力杆进行往复式挤压，压力杆在压力筒内做往复运动，即对管道存在间歇性的压力冲击，在发酵菌种自重的作用下，存在着由菌种槽向下掉落的趋势，在管道的间歇性压力冲击下，通过接种头对翻抛上来的淤泥进行接种作业，进而实现了翻抛与接种的联合运动过程；3、本发明的曝气元件使比重远小于水的空气以较大的动量在污水中喷出后快速上升；空气的高速喷出与快速上升在曝气元件喷口附近产生很强的负压，约有空气量1.3倍的活性污泥被吸入其中，形成空气与污水的混合物后迅速排出；导流板使气液混合物形成左右二股激烈的漩涡，将空气与污水预混均匀；气液混合物喷出时，会在传动轴内部的曝气元件表面形成压力差，经过机械与液力的综合作用，气液混合物中的空气被分割、打散和破碎，分散成小气泡群，增大气液界面，再经气体与污水的激烈接触和碰撞，大幅增加氧气的传质速率和溶氧效率，将氧气强制性地溶于污水中。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：图1为本发明系统的结构示意图；图2为本发明翻抛件的结构示意图；图3为本发明翻抛件的仰视结构示意图；图4为本发明压力件的结构示意图；图5为本发明发酵罐的结构示意图；图6为本发明发酵罐的剖面结构示意图；图7为本发明搅拌件的结构示意图；图8为摆动件的结构示意图；图9为图6中a的放大结构示意图；
图10为本发明方法的流程示意图；图11为本发明中接种头的结构示意图；图12为接种板的结构示意图；图13为曝气元件的剖面结构示意图。
18.附图中标记及对应的零部件名称：1-一级沉降池；2-二级沉降池；3-发酵床；4-发酵罐；41-支架，42-罐体，43-摆动件，44-活动环；441-活动腔室，442-凸起，443-弹性件；5-翻抛件；51-壳体，52-行走轮，53-翻抛爪，54-传动机构，55-凸轮，56-压力件，57-菌种槽，58-接种头；561-复位弹簧，562-压力杆，563-压力筒；581-螺纹座，582-接种板，583-接种孔，584-散射部，585-弧形面；6-喷淋件；7-搅拌件；71-搅拌叶组，72-曝气叶组，73-搅拌电机，74-行星轮组；721-曝气元件，722-空区，723-导流板；8-紧固件；91-底座，92-摆动电机，93-摆动轮，94-摆轮组，95-支撑件，96-密封腔室；941-活动杆，942-摆动杆。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。
20.实施例1：请一并参考附图1至图9，一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，包括底部连通的一级沉降池1与二级沉降池2，所述一级沉降池1与二级沉降池2内放置有破碎后的废弃有机物，且底部淤积有沉降后的污泥，还包括用于一次发酵的发酵床3与二次发酵的发酵罐4，所述发酵床3与所述二级沉降池2的底部通过管道连通，且所述发酵床3内设置有用于翻抛污泥的翻抛件5；所述发酵罐4包括：支架41、罐体42以及摆动件43，所述支架41上端设置有活动环44，且所述活动环44与所述罐体42的中部连接，所述摆动件43设置在所述罐体42的底部，且能够实现所述罐体42的周期性摆动，其中，所述翻抛件5内还设置有用于在翻抛过程中同步实现发酵菌接种的喷淋件6，所述罐体42能够通过摆动实现其内部污泥搅拌过程的同时完成曝气。
21.基于上述问题，提出了一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，通过预处理
的废弃物破碎过程来减小物料的体积，均化物料的含水率，使得沉积的淤泥含固形态趋于一致，其中，破碎后物料的粒径范围在12mm至60mm为佳；再通过发酵池内的一级发酵过程使得发酵菌种与淤泥混合均匀并为发酵菌种的生物活动提高充足的氧气，其中，翻抛件5的翻抛过程与喷淋件6的接种过程为一个联动过程，在淤泥翻抛的过程中能够同步实现发酵菌的接种过程，其完全区别于现有技术中的直接接种过程，能够大幅度提高接种的均匀性，使得一级发酵效果更为明显；最后再通过发酵罐4内的二级发酵过程来对污泥进行再腐熟作业，其中，二次发酵过程的目的在于转化一次发酵过程中未完全降解的易分解的有机物，以及促进较难分解有机物的分解，从而将有机物转化的腐殖质，在上述过程中，需要对二次发酵过程进行低速搅拌，并通入空气，基于发酵罐4的结构，通过罐体42本身的摆动为内部的污泥提供一个离心力，即内部的污泥具有产生离心运动的趋势，在这个过程中，搅拌件7还能够通过搅拌叶组71与曝气叶组72的转动来对罐体42内的污泥进行持续搅拌，并且该搅拌方向与罐体42的摆动方向相反，其在罐体42内污泥的搅拌表现形式更为明显，并且在持续搅拌的过程中通入空气能够极大程度地增大其接氧面积，进而促进污泥的好氧发酵过程。
22.对于一次发酵过程，发酵菌种的好氧发酵活动释放热量会蒸发一部分水分，需要每天向发酵床3内中喷淋沉积液，保证其含水率在60%左右并维持氮源供应，在发酵床3中经过60天的发酵后，因有机质每天的不断消耗，最后发酵菌种不能再进行有效的生命活动来消耗有机物，此时需要将淤泥转移出来进行下一步处理；一级沉降池1与二级沉降池2的预定时间均为0.5天至1天。
23.对于二次发酵过程，二次发酵是将一次发酵后污泥再进行腐熟的过程。向一次发酵后的污泥中再次加入发酵菌种后，并用通过传送带、输送泵等形式将污泥运送至发酵罐4中进行二次发酵，以降解一次发酵过程中未完全降解的易分解的有机物，并促进较难分解有机物的分解，从而将有机物转化为腐殖质、氨基酸等比较稳定的物质；发酵罐4对其内部的污泥进行低速搅拌，并且在搅拌过程中通入空气，好氧菌种迅速进行生命活动，发酵过程快速高效进行，在发酵罐4进行高温发酵5天~7天，污泥即可腐熟。污泥在发酵罐4进行二次发酵时，由于发酵菌种活动消耗的水分以及温度升高后蒸发的水分，使得污泥中的含水率可降低至25%~30%。
24.对于发酵床3，其中发酵床3的条数为6；中间喷淋池宽度为1.5m；发酵床3为地下结构，大小为长25m
×
宽2.5m
×
深1.8m；轨道之间的距离为1.5m；对于沉降池，一级沉降池1与二级沉降池2连通，并且二级沉降池2的底部设置有斜度，在一级沉降池1内完成初步沉降后通过底部的刮泥装置在沉积液下方将污泥刮送至二级沉降池2内，并通过二级沉降池2的斜度来进一步沉降污泥，促进污泥的分层，需要说明的是，所述翻抛件5包括：壳体51、电机、行走轮52以及翻抛爪53，所述翻抛爪53转动设置在所述壳体51内，所述行走轮52转动设置在所述壳体51内且与所述发酵床3上方的轨道抵接，所述电机设置在所述壳体51内且通过传动机构54与所述翻抛爪53、行走轮52连接，所述喷淋件6包括凸轮55与压力件56，所述凸轮55设置在所述翻抛爪53的两端且同轴设置，所述压力件56设置在所述壳体51内部的两侧边，且所述压力件56的一端与所述凸轮55抵接，所述压力件56的另一端通过管道连接有接种头58，所述翻抛爪53转动时，通过所述凸轮55与压力件56来实现发酵菌的接种。基于上述结构，通过电机与传动机构54的联合作用能够带动行走机构在发酵床3上方的轨道进行往复移动，并且还能够带动翻抛爪53
进行持续转动，转动时，部分的翻抛爪53进入污泥，并使其向上翻抛；与此同时，翻抛爪53所在轴的两端设置的凸轮55同步转动，其通过压力件56与管道来对菌种槽57内的菌种进行喷淋接种。对于传动结构，包括了蜗轮蜗杆与带传动，具体地，行走轮52通过蜗轮蜗杆与电机传动连接，翻抛爪53通过带传动、减速箱等形式与电机带传动；对于翻抛爪53，其优选为在传动轴上间隔均布的圆板型结构，并具有一定的弧度，以提高翻抛效果。
25.需要说明的是，所述接种头58置于所述翻抛爪53的上方，所述壳体51内还设置有菌种槽57，且所述菌种槽57的底部通过管道与所述接种头58连通，所述压力件56包括：复位弹簧561、与所述壳体51滑动设置的压力杆562以及套设在所述压力杆562上的压力筒563，所述复位弹簧561套设在所述压力杆562上且用于压力杆562的复位，所述压力筒563的出气端通过管道与接种头58或菌种槽57连通。需要说明的是，菌种槽57与管道的连接部位设置有单向阀，当凸轮55进行转动时，会对压力杆562进行往复式挤压，压力杆562在压力筒563内做往复运动，即对管道存在间歇性的压力冲击，在发酵菌种自重的作用下，存在着由菌种槽57向下掉落的趋势，在管道的间歇性压力冲击下，通过接种头58对翻抛上来的淤泥进行接种作业。对于压力杆562，其优选通过活动卡件等形式实现在壳体51上的移动。
26.需要说明的是，所述发酵罐4还包括用于搅拌、增氧的搅拌件7，所述搅拌件7的搅拌部置于所述罐体42内，且与所述罐体42保持动密封，所述支架41上设置有紧固件8，所述紧固件8的一端与所述支架41连接，另一端与所述罐体42连接，且与罐体42连接部分位于所述活动环44下方。基于上述结构，能够对发酵罐4内的淤泥进行搅拌与曝气作业。本实施例中较为优选的是，紧固件8优选为塑性绳。
27.需要说明的是，所述搅拌件7包括：搅拌叶组71、曝气叶组72、搅拌电机73以及行星轮组74，所述电机设置在所述罐体42的上端面，且输出端与所述行星轮组74连接，所述搅拌叶组71的传动轴与所述行星轮组74内的行星轮连接，所述曝气叶组72的传动轴与所述行星轮组74内的太阳轮连接，所述曝气叶组72为双螺旋结构，所述双螺旋结构的直径由下至上递减，所述曝气叶组72的传动轴内部中空且外周面开始有通孔，所述通孔与曝气装置连通。还需要说明的是，搅拌电机73与行星轮组74之间还可以接入减速箱等传动部件，当搅拌电机73启动时，曝气叶组72的双螺旋结构进行转动，并且其直径由下至上递减，能够将底部的淤泥搅拌至上部，同时基于行星轮组74的结构，搅拌叶组71相较于曝气叶组72进行反向转动，同时对发酵罐4内的淤泥进行再次搅拌，极大程度地提高了发酵罐4内污泥的搅拌效率，提高了污泥内发酵菌种与空气的接触面积，促进了淤泥的好氧发酵过程。本实施例中较为优选的是，曝气叶组72的双螺旋结构的中部还可以设置一定的凹槽，搅拌时以容纳更多的污泥；对于搅拌叶组71，其结构优选为具有弧度的板材，并且该板材的中部还设置有突出部。
28.需要说明的是，所述摆动件43包括：底座91、摆动电机92、摆动轮93以及若干摆轮组94，所述底座91的下方设置有用于支撑的支撑件95，上方开设有密封腔室96，所述摆动电机92设置在所述底座91上且输出端与所述摆动轮93连接，所述摆动轮93转动设置在所述密封腔室96内，若干所述摆轮组94间隔均布在所述密封腔室96内，所述摆轮组94包括：与所述摆动轮93外周面抵接的活动杆941、摆动杆942，所述活动杆941与所述密封腔室96的底部活动连接且自由端活动贯穿所述密封腔室96后与摆动杆942的一端铰接，所述摆动杆942的中部铰接在所述底座91上，所述摆动杆942的另一端与所述罐体42的底部抵接，所述摆动杆
942通过所述摆动轮93的旋转能够实现对罐体42的周期性推动。还需要说明的是，由于发酵罐4连通其内部的淤泥存在较大的自重，在确保固定支撑的前提下，对发酵罐4进行推动，摆动电机92同样能够根据使用条件确定是否需要接入减速箱等结构，并且发酵罐4其开始摆动之后，其自身也存在着一定的运动惯性，此时的摆动件43仅需要提供明显小于初始推动力的动力。由于活动环44与罐体42的中部连接，并且在弹性件443的作用下，其具有一定的运动调整空间与能力，在摆动件43的作用下，发酵罐4在轴向上的摆动也能具有一定地“升起”的幅度。
29.需要说明的是，所述活动环44的内壁开设有活动腔室441，所述罐体42外周面设置有与所述活动腔室441配合的凸起442，所述活动腔室441内还设置有弹性件443，所述弹性件443的两端分别于所述凸起442的下端面、活动腔室441的下端面固定。对于弹性件443，其优选为在活动腔室441间隔均布一周的高强弹簧，并且还优选为多层的圈状结构，当发酵罐4在摆动件43的作用下进行摆动时，罐体42外周面上的凸起442能够在活动腔室441内进行活动，发酵罐4的整体的直接表现形式即为轴向上的“钟摆”运动。
30.实施例2：本实施例仅记述区别于实施例1的部分，具体为：如附图10所示，一种发酵方法，包括以下步骤：步骤1，预处理，将废弃有机物进行破碎，并将破碎后的废弃有机物置于一级沉降池1内沉降为污泥，并按照预定时间将污泥移动至二级沉降池2内；步骤2，一级发酵，将步骤1中二级沉降池2内的污泥泵送至发酵床3内，并通过翻抛件5按照预定时间进行翻抛，翻抛作业的同时进行发酵菌接种，并控制c/n在25~30范围，发酵床3内污泥的含水率控制在55%~65%范围；步骤3，二级发酵，将步骤2中一级发酵后的污泥移动至发酵罐4内，在发酵罐4内完成二级发酵过程并通过发酵罐4外设的加热件进行温度调节；步骤4，尾气处理，在步骤3中的污泥发酵过程中，对发酵罐4内产生的气体进行持续收集并处理。基于上述步骤，通过二次发酵中的联动搅拌过程，可以使污泥与发酵菌种均匀混合，又可以使发酵罐4内部的污泥均能与氧气充分接触；罐体42外周面安装有加热器，以便在环境温度过低时，向发酵罐4补充温度，保证发酵菌种的正常发酵活动；发酵菌种在适当的风量、合适的温度和湿度下迅速活动，污泥的发酵温度能够很快达到50
°
c~60
°
c，并维持5天~7天左右后达到无害化标准；发酵过程中产生的废气和水蒸气可以通过发酵罐4顶部的排气风机排出，排出后，还需要进行尾气处理作业；发酵罐4的罐体42内部在竖直方向安装有四个温度湿度传感器，以便对发酵罐4内部的温度和湿度进行监测。
31.本实施例中较为优选的是，步骤3发酵过程中，启动搅拌电机73与摆动电机92，通过活动环44与摆动件43能够实现罐体42在其轴向上的周期性摆动，通过搅拌件7能够实现罐体42内污泥的搅拌与曝气过程；其中罐体42轴向上的摆动方向与搅拌件7内曝气叶组72的转动方向相反。搅拌方向与罐体42的摆动方向相反，表现的相对搅拌能力更强，即在罐体42内污泥的搅拌表现形式更为明显，并且在持续搅拌的过程中通入空气能够极大程度地增大其接氧面积，进而促进污泥的好氧发酵过程。
32.实施例3：本实施例仅记述区别于实施例1的部分，为了提高发酵菌种的接种效果，本实施例中针对接种头58进行具体地结构限定，如附图11至12所示，所述接种头58包括：与管道可拆
卸连接的螺纹座581、接种板582，所述螺纹座581的外周面上倾斜开设有若干接种孔583，所述接种板582设置在所述螺纹座581内且外周面上间隔均布有与所述接种孔583匹配的散射部584，所述接种板582背离发酵菌种流动方向上设置有弧形面585，且所述接种板582与所述螺纹座581之间设置有弹簧。
33.基于上述结构，由于接种头58所在的管道压力为间歇性，接种板582与螺纹座581之间的弹簧能够使得接种板582处于一个持续的动态过程，并且在散射部584的导流作用下能够使得发酵菌种无规则散开。本实施例中的另一实现形式可以为，将螺纹座581拆分设置为两活动的部分，接种板582所在的部分能够相对转动，管道的间歇性压力作用下，接种板582能够无规则转动喷淋。
34.实施例4：本实施例仅记述区别于实施例1的部分，好氧发酵过程与氧气含量息息相关，本实施例中针对曝气叶组72的结构进行具体说明：如附图13所示，曝气叶组72的传动轴内部中空，其内部转动设置有曝气元件721，曝气元件721的外周面设置有若干空区722，曝气元件721包括导流板723。更为具体地，空气由曝气元件721下方高速喷出，使比重远小于水的空气以较大的动量在污水中喷出后快速上升；空气的高速喷出与快速上升在曝气元件721喷口附近产生很强的负压，约有空气量1.3倍的活性污泥被吸入其中，形成空气与污水的混合物后迅速排出；导流板723使气液混合物形成左右二股激烈的漩涡，将空气与污水预混均匀；气液混合物喷出时，会在传动轴内部的曝气元件721表面形成压力差，经过机械与液力的综合作用，气液混合物中的空气被分割、打散和破碎，分散成小气泡群，增大气液界面，再经气体与污水的激烈接触和碰撞，大幅增加氧气的传质速率和溶氧效率，将氧气强制性地溶于污水中。
35.实施例5：本实施例仅记述区别于实施例1的部分，好氧发酵过程与发酵温度息息相关，本实施例中针对温度的控制单元进行具体说明：对于发酵系统热量的控制过程，在以发酵温度为控制对象的大时滞、时变不确定对象的控制问题基础上，提出一个搭载与发酵系统内的控制单元，具体涉及：微处理模块，其内有128个ram单元及4k的rom，两个16位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断及一个串行中断，并有四个8位并行输入口；数据采集模块；驱动控制模块，驱动控制电路模块采用过流触发性交流固态继电器以及电伴热带，通过对电压进行通断的方法进行控制，以实现温度控制的目的。
36.控制过程为：当发酵罐4温度值低于52.6摄氏度时单片机发出信号，使固态继电器导通，此时电伴热带中有电流通过，从而产生热量，对发酵罐4进行加热;当发酵罐4温度值超过53.2摄氏度时，单片机发出信号使固态继电器断开，从而停止加热。
37.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，包括底部连通的一级沉降池（1）与二级沉降池（2），所述一级沉降池（1）与二级沉降池（2）内放置有破碎后的废弃有机物，且底部淤积有沉降后的污泥，其特征在于：还包括用于一次发酵的发酵床（3）与二次发酵的发酵罐（4），所述发酵床（3）与所述二级沉降池（2）的底部通过管道连通，且所述发酵床（3）内设置有用于翻抛污泥的翻抛件（5）；所述发酵罐（4）包括：支架（41）、罐体（42）以及摆动件（43），所述支架（41）上端设置有活动环（44），且所述活动环（44）与所述罐体（42）的中部连接，所述摆动件（43）设置在所述罐体（42）的底部，且能够实现所述罐体（42）的周期性摆动，其中，所述翻抛件（5）内还设置有用于在翻抛过程中同步实现发酵菌接种的喷淋件（6），所述罐体（42）能够通过摆动实现其内部污泥搅拌过程的同时完成曝气。2.根据权利要求1所述的一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，其特征在于：所述翻抛件（5）包括：壳体（51）、电机、行走轮（52）以及翻抛爪（53），所述翻抛爪（53）转动设置在所述壳体（51）内，所述行走轮（52）转动设置在所述壳体（51）内且与所述发酵床（3）上方的轨道抵接，所述电机设置在所述壳体（51）内且通过传动机构（54）与所述翻抛爪（53）、行走轮（52）连接，所述喷淋件（6）包括凸轮（55）与压力件（56），所述凸轮（55）设置在所述翻抛爪（53）的两端且同轴设置，所述压力件（56）设置在所述壳体（51）内部的两侧边，且所述压力件（56）的一端与所述凸轮（55）抵接，所述压力件（56）的另一端通过管道连接有接种头（58），所述翻抛爪（53）转动时，通过所述凸轮（55）与压力件（56）来实现发酵菌的接种。3.根据权利要求2所述的一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，其特征在于：所述接种头（58）置于所述翻抛爪（53）的上方，所述壳体（51）内还设置有菌种槽（57），且所述菌种槽（57）的底部通过管道与所述接种头（58）连通，所述压力件（56）包括：复位弹簧（561）、与所述壳体（51）滑动设置的压力杆（562）以及套设在所述压力杆（562）上的压力筒（563），所述复位弹簧（561）套设在所述压力杆（562）上且用于压力杆（562）的复位，所述压力筒（563）的出气端通过管道与接种头（58）或菌种槽（57）连通。4.根据权利要求1所述的一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，其特征在于：所述发酵罐（4）还包括用于搅拌、增氧的搅拌件（7），所述搅拌件（7）的搅拌部置于所述罐体（42）内，且与所述罐体（42）保持动密封，所述支架（41）上设置有紧固件（8），所述紧固件（8）的一端与所述支架（41）连接，另一端与所述罐体（42）连接，且与罐体（42）连接部分位于所述活动环（44）下方。5.根据权利要求4所述的一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，其特征在于：所述搅拌件（7）包括：搅拌叶组（71）、曝气叶组（72）、搅拌电机（73）以及行星轮组（74），所述电机设置在所述罐体（42）的上端面，且输出端与所述行星轮组（74）连接，所述搅拌叶组（71）的传动轴与所述行星轮组（74）内的行星轮连接，所述曝气叶组（72）的传动轴与所述行星轮组（74）内的太阳轮连接，所述曝气叶组（72）为双螺旋结构，所述双螺旋结构的直径由下至上递减，所述曝气叶组（72）的传动轴内部中空且外周面开始有通孔，所述通孔与曝气装置连通。6.根据权利要求4所述的一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，其特征在于：所述摆动件（43）包括：底座（91）、摆动电机（92）、摆动轮（93）以及若干摆轮组（94），所述底座（91）的下方设置有用于支撑的支撑件（95），上方开设有密封腔室（96），所述摆动电机（92）
设置在所述底座（91）上且输出端与所述摆动轮（93）连接，所述摆动轮（93）转动设置在所述密封腔室（96）内，若干所述摆轮组（94）间隔均布在所述密封腔室（96）内，所述摆轮组（94）包括：与所述摆动轮（93）外周面抵接的活动杆（941）、摆动杆（942），所述活动杆（941）与所述密封腔室（96）的底部活动连接且自由端活动贯穿所述密封腔室（96）后与摆动杆（942）的一端铰接，所述摆动杆（942）的中部铰接在所述底座（91）上，所述摆动杆（942）的另一端与所述罐体（42）的底部抵接，所述摆动杆（942）通过所述摆动轮（93）的旋转能够实现对罐体（42）的周期性推动。7.根据权利要求4所述的一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，其特征在于：所述活动环（44）的内壁开设有活动腔室（441），所述罐体（42）外周面设置有与所述活动腔室（441）配合的凸起（442），所述活动腔室（441）内还设置有弹性件（443），所述弹性件（443）的两端分别于所述凸起（442）的下端面、活动腔室（441）的下端面固定。8.一种发酵方法，其特征在于：基于权利要求1至7任意一项所述的一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统，包括以下步骤：步骤1，预处理，将废弃有机物进行破碎，并将破碎后的废弃有机物置于一级沉降池（1）内沉降为污泥，并按照预定时间将污泥移动至二级沉降池（2）内；步骤2，一级发酵，将步骤1中二级沉降池（2）内的污泥泵送至发酵床（3）内，并通过翻抛件（5）按照预定时间进行翻抛，翻抛作业的同时进行发酵菌接种，并控制c/n在25~30范围，发酵床（3）内污泥的含水率控制在55%~65%范围；步骤3，二级发酵，将步骤2中一级发酵后的污泥移动至发酵罐（4）内，在发酵罐（4）内完成二级发酵过程并通过发酵罐（4）外设的加热件进行温度调节；步骤4，尾气处理，在步骤3中的污泥发酵过程中，对发酵罐（4）内产生的气体进行持续收集并处理。9.根据权利要求8所述的一种发酵方法，其特征在于：步骤3发酵过程中，启动搅拌电机（73）与摆动电机（92），通过活动环（44）与摆动件（43）能够实现罐体（42）在其轴向上的周期性摆动，通过搅拌件（7）能够实现罐体（42）内污泥的搅拌与曝气过程；其中罐体（42）轴向上的摆动方向与搅拌件（7）内曝气叶组（72）的转动方向相反。

技术总结
本发明涉及废弃有机物发酵设备技术领域，具体是指一种面向废弃有机物质高温好氧发酵的系统及发酵方法，包括一级沉降池与二级沉降池，还包括用于一次发酵的发酵床与二次发酵的发酵罐，所述发酵床与所述二级沉降池的底部通过管道连通，且所述发酵床内设置有用于翻抛污泥的翻抛件。通过罐体结构本身的摆动为内部的污泥提供一个离心力，即内部的污泥具有产生离心运动的趋势，在这个过程中，搅拌件还能够通过搅拌叶组与曝气叶组的转动来对罐体内的污泥进行持续搅拌，并且该搅拌方向与罐体的摆动方向相反，其在罐体内污泥的搅拌表现形式更为明显，并且在持续搅拌的过程中通入空气能够极大程度地增大其接氧面积，进而促进污泥的好氧发酵过程。发酵过程。发酵过程。


技术研发人员：陈文寿
受保护的技术使用者：四川鹏鹞环保设备有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/8/13