有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法及裝置，屬于固體廢物處理技術領域。該方法主要是將難脫水有機固體廢棄物在進行生物好氧堆肥化前進行顆粒化處理，并通過發酵過程氣體壓力的變化不斷地強化堆肥過程中微生物好氧發酵的過程，進而徹底有效的進行好氧發酵，產生性能優良的粒狀有機肥；實現本發明方法的裝置包括反應器、支架、脫水造粒裝置、震蕩裝置、廢液收集池、液壓伸縮裝置、電動機、進料斗、加壓裝置、抽氣泵、輪子；該方法及裝置能夠克服傳統工藝的效率低、耗能高、周期長和二次污染等缺點，并且得到降解完全、肥效價值更高的顆粒狀肥料。
【專利說明】
有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法及裝置
技術領域
[0001]本發明屬于有機固體廢物處理技術領域，具體涉及一種有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著工農業的發展和人類生活水平的提高，產生的固體廢棄物越來越多。有相當大一部分是有機固體廢棄物，這些有機固體廢物含水率較高，在堆積過程中產生含高濃度滲濾液、臭氣，并且具有大量的致病菌、寄生蟲卵等，所以目前的有機固廢處理方式都不可避免地帶來臭氣、環境污染、危害人類健康等問題。而有機固體廢棄物是一種可資源化利用的廢物資源，其中有機物含量高，具有較高的經濟價值。因此，將其中的含生物質部分進行生物處理，一方面減少了有毒有害物質的排放，起到治理環境的作用；另一方面，使可回收利用的物質與能量得到最大限度的回收與利用。
[0003]目前，國內外有機固體廢物處理方式主要有3種:填埋、焚燒和生物處理。作為有機固體廢物的最終處理方式，填埋被廣泛采用，該法雖然簡單易行、投資省、處理量大，但其缺點是占地面積大、二次污染嚴重，尤其是在人口密集地區，昂貴的地價以及當地居民對環境衛生的要求都不適合填埋場的運行;利用焚燒的方式處理固體廢物在人口密度較大的地區使用較多，這種處理方法的優點是高溫無害化和大而迅速的減容能力，還能進行能源的回收利用，其缺點是建設投資和運行費用高，且易造成空氣污染，特別是有毒氣體對人體的影響很大；與前2種處理方法相比，利用生物技術處理有機廢物具有保護環境、節約原材料和能源、投資少、運行費用低、經濟回報高等優點。
[0004]有機廢物的生物處理可能是最具可持續性的處理方式，通過先進的技術措施，所有的可生物降解廢物都可以通過生物方式進行處理。好氧堆肥是將要堆腐的有機物料與填充料按一定的比例混合，在合適的水份、通氣條件下，使微生物繁殖并降解有機質，從而產生高溫，殺死其中的病原菌及雜草種子，使有機物達到穩定化。生物處理技術是利用生物降解廢物，不僅能夠得到可再次利用的有機肥，還能利用發酵時產生的熱量對廢物加熱以減少其水份。最早是科學家Jewell于1984年提出的用于畜禽糞便的處理，其原理就是利用堆肥過程中微生物分解有機物，并且利用發酵時產生的能量，增加糞便中水份的散發，起到干燥的目的。陳天榮等研制開發了一種雞糞發酵干燥處理成套設備，利用該設備通過生物發酵處理25?35d，可以使雞糞含水量由650g/kg下降到200g/kg以下。丁路研制開發了一種粒狀高效生物有機肥及制作工藝，先將畜禽糞便發酵，再與粉碎后的農作物廢棄物、洗毛下腳料復配;將腐植酸、微量元素等混合后造粒;最后將粒狀物料烘干、冷卻、篩分，包裝成品。袁登輝發明的一種城市污泥生物干燥方法，是將城市污泥和填充輔料混合堆置成發酵垛并通過不斷的翻堆進行好氧發酵7?9d，污泥含水率下降到了30wt%以下。柳建國等發明一種用機械法對生物污泥進行加工、生產粒狀有機肥的方法及設備，先將生物稀污泥加入藥劑進行洗滌，再用污泥深度脫水造粒機將洗滌后保留的生物有機稀污泥一次完成脫水、濃縮、造粒，有機顆粒烘干后加工成高品質顆粒狀有機肥。
[0005]快速高效好氧發酵技術可應用于動物糞便、污泥、底泥等有機固體廢物的處理中，這些有機固體廢物都具有為粘性較大、含水率高、孔隙率小、氧氣輸送和水份散發困難等特點。除了使有機固體廢物的含水率降低，還要使其快速高效好氧發酵使有機固體廢物腐熟分解、消除其中的有害物質、變成可直接再次利用的資源。然而好氧堆肥獲得的有機肥多為粉末狀，粉末狀肥料易吹散、肥效散失過快，因此肥效較低。相比之下，顆粒狀肥料具有施用方便、機械強度高、不易吸潮而結塊以及肥效持久等特點。所以現有的技術不能很好的把生物處理、快速干燥和粒狀產物結合起來，并且存在時間長、操作復雜等問題，不能滿足現有需求。
[0006]因此，需要一種新的方法，保證有機固體廢物快速脫水的同時還能高效好氧發酵，并且獲得可直接利用的高肥效的顆粒狀肥料，實現有機固體廢物真正的高效無害化處理。
【發明內容】
[0007]本發明要解決的技術問題是克服現有的有機固體廢物好氧發酵方法中所存在的脫水困難、周期長、步驟繁瑣、耗能高和產物肥效低等缺點。本發明的目的在于提供一種有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法，該方法具有周期短、耗能少、成本低、操作簡單、產物為顆粒狀并且肥效持久等優點。具體包括以下步驟:
(1)脫水造粒:將有機固體廢物脫水至含水率為50%-70%后加入粘合劑進行混合;對混合后的有機固體廢物原料造粒，原料形成顆粒后進入反應器進行好氧堆肥;進料過程中對反應器進行傾斜震蕩;物料在反應器內的最大填充度為反應器體積的3/4;脫水過程中產生的水份經收集并處理后排放；
(2)壓差強化傳質傳熱發酵:有機固體廢物顆粒發酵至溫度為50?90°C時，采用間歇抽真空方式從反應器內抽出氣體，抽真空間隔時間為l_72h，每次抽真空時間為2-15min，反應器內真空度為0.08~1001^&，在抽真空結束后5-201^11進行加壓操作，加壓時間5-201^11，使反應器內壓力在0.1?700Mpa范圍內；干燥并降解好的有機固體廢物顆粒外排，發酵產生氣體經降溫、除濕、除臭、除塵處理后排放。
[0008]所述加入有機固體廢物，進入到反應器前，有機固體廢物的含水率會下降到50%?70%。當物料的水份達到70%以下時，就會有利于有機固體廢物中微生物的繁殖。進入到反應器中的物料為顆粒態，并且在整個發酵過程都保持顆粒態，顆粒態的好氧堆肥化發酵原料保障了發酵堆體有較均勻的氣流空隙，利于堆體內均勻傳熱傳質。相對小且均勻顆粒狀發酵單元不僅方便了堆肥化過程熱量傳遞，而且降低了微生物及酶、02、C02、水汽等的傳質縱深和傳質阻力，使得發酵堆體內部溫度保持較均勻分布，所以物料中的微生物會大量繁殖，使得物料能夠快速高效好氧發酵。
[0009]所述脫水造粒過程中，造粒后形成的有機固體廢物顆粒粒徑為2-20mm;所述進料過程中對反應器進行傾斜震蕩，傾斜角度為1-3°，震蕩時間為5-30min。
[0010]所述在整個堆肥化發酵過程中，發酵物料都保持顆粒態，在顆粒化有機固體廢物發酵的過程中，觀察物料的形態，當顆粒形態不能很好的保持時，需要再次對堆體進行粘結劑的補充添加。
[0011 ]所述添加粘合劑時，添加調理劑或/和除臭劑。
[0012]所述粘合劑為醚化植物膠DFPP-104、硫酸鈉和氯化鈉的水溶液、硫酸鈣-變性淀粉水溶液、含鐵型淀粉、粘土類礦物、改性淀粉中的一種或幾種，其中粘合劑與有機固體廢物的質量比為1:1000?1:200;
其中醚化植物膠DFPP-104-硫酸鈉-氯化鈉的水溶液的組成物及質量百分比為:醚化植物膠DFPP-104 0.1-1.5%、硫酸鈉2.5%?飽和、氯化鈉8%?飽和、余量為水。
[0013]所述硫酸鈣-變性淀粉水溶液的組成物及質量百分比為:硫酸鈣1.0?2.0%、變性淀粉30?50%、余量為水。
[0014]所述粘土類礦物為粘土、白堊土、高嶺土、煤泥、苦土、海泡石粉中的一種或任意比幾種。
[0015]所述含鐵型淀粉為玉米淀粉、雙氧水、氫氧化鈉和硫酸亞鐵溶液按質量比30?50:0.5-2:1-2:1?4制得的混合物。
[0016]所述改性淀粉為植物淀粉、次氯酸鈣、三聚磷酸鈉和丙烯酸按質量比35?45:0.1?3:1?5:0.1?I制得的混合物。
[0017]所述調理劑為草粉、煙末、碎秸桿、堆肥、石灰、CTB-2的一種或任意比的幾種，草粉、煙末、碎秸桿、堆肥中的一種或任意比幾種添加量為有機固體廢物質量的0.1%?10%，石灰的加入量為有機固體廢物質量的0.1%~3%，CTB-2加入量為有機固體廢物質量的10%?40%。
[0018]草粉、煙末、碎秸桿、堆肥等，主要成分是有機物，能夠被微生物分解，主要作用是對物料的化學成分進行調節，調整物料的C/N比；同時草粉、煙末、碎秸桿、堆肥等與有機物均勻混合會起到調節物料物理結構的作用，產生利于通氣的均勻孔道，使氧氣更容易并且更充分的進入物料;物料在好氧堆肥的初期，會有酸化現象，加入石灰調節PH可以避免嚴重酸化，并且還能夠使溫度上升加快，縮短處理的周期。CTB-2具有抗壓能力強、吸水量大、可循環利用等優點，能夠起到調節物料物理結構以及降低含水率的作用。
[0019]所述除臭劑為常規生物除臭劑、鋸末、植物型除臭劑、納微級金屬或納微級金屬氧化物;生物除臭劑有EM菌生物除臭劑、殼聚糖生物除臭劑等，植物型除臭劑有絲蘭屬植物及其提取物、茶葉提取物、菊芋等，納微級金屬如納米鐵粉、納米鋅粉、納米錳粉等，納微級金屬氧化物如納米氧化鐵、納米氧化鈣、納米二氧化鈦等。生物除臭劑的加入量為有機固體廢物質量的0.1%?5%，鋸末的加入量為有機固體廢物質量的0.5%?10%，植物型除臭劑的加入量為有機固體廢物質量的0.01%?5%，納微級金屬、納微級金屬氧化物等的加入量為有機固體廢物質量的0.002%-0.5%。
[0020]本發明中選用的生物除臭劑，在有機物分解過程中所產生的氨、硫化氫等氣體是惡臭污染源，它們是生物除臭劑鐘有效微生物群的營養物質，它們通過新陳代謝放出氧氣，消除了惡臭產生的物質基礎。本發明中選用的鋸末除臭劑，鋸末具有通氣性好、吸附性強、保水性適中、適合于微生物生長和繁殖等特點除臭。本發明中選用的植物型除臭劑，其中具有的活性成分對發酵中的微生物有協同作用，可以和主要惡臭物質如氨和硫化氫等結合；提取物中少量的咖啡堿、碳水化合物、氨基酸等物質通過物理和化學作用吸附、中和、聚合、縮合臭氣物質。本發明中選用的納微級金屬、納微級金屬氧化物等除臭劑，納微級粉末顆粒直徑小，容易在空間中分散，從而能夠均勻地分散在有機固體廢物中，其中金屬或金屬氧化物可以和有機物分解過程中所產生的硫化物等發生反應，消除了惡臭，從而發揮了它們的作用。當然如果氧氣充足產生惡臭氣體會減少，就不需要添加除臭劑。
[0021]本發明選用粘合劑，使有機固體廢物能夠經擠壓后形成穩定形狀的顆粒，并且能夠在之后的處理過程當中保持顆粒的完整性和獨立性。粘合劑的加入可根據加入有機固體廢物粘度的不同而做出調整。
[0022]本發明中部分調理劑和部分除臭劑，如石灰粉、納微級金屬、納微級金屬氧化物等，因為這些藥劑顆粒細小，可以均勻的分散在顆粒內部和表面，可以吸收物料的水份并把物料粘結在一起使顆粒不分散。
[0023]所述調理劑和粘合劑聯合作用，能夠把有機質有效、均勻的包裹在顆粒內部。在使有機固體廢物顆粒長時間保持顆粒態不變的同時，顆粒內部有機質之間的間隙較大，有利于顆粒內部與外部之間的物料輸送。由于有機固體廢物在反應器內部能夠長期穩定的以顆粒形態存在，使得好氧發酵所需氧氣以及發酵產生的氣體能夠在物料顆粒之間順利的置換，將大大的促進物料的快速高效好氧發酵。
[0024]所述在加入有機固體廢物時震蕩反應器并運行液壓伸縮裝置，使得物料均勻混合，采用傾斜震蕩，每次震蕩時間為5_30min，傾斜角度為1-3°。物料在震蕩和傾斜作用下會呈現出兩種狀態:分層狀態和全混合狀態。
[0025]物料在傾斜震蕩作用下呈現的分層狀態為:排料口一側為顆粒小、阻力大、發酵完全的物料;物料進口處為加入的顆粒大、空隙大、阻力小的物料。這是因為物料在剛加入時受到重力作用落下，在不斷的震蕩和傾斜推動作用下，顆粒小的物料會向排料一側不斷移動。這個狀態下間歇抽真空，因為排料口一側顆粒小空隙小，進料口一側顆粒大空隙大，所以空氣會往空隙大的部分傳動，加速了大顆粒物料的好氧發酵速度。同時，排料口一側發酵完全的物料中的微生物會通過空氣流動不斷的被傳送到進料口一側，與新加入的物料之間進行微生物接種，也加速了進料口一側物料的好氧發酵速度。
[0026]全混合狀態，因為不斷的進料，排料口一側物料因為顆粒小阻力大會不斷堆積，在不斷震蕩反應器以及傾斜反應器的作用下，排料口一側堆積的發酵完全的物料會再一次向右側運動傾斜，最后使加入的物料和發酵完全的物料均勻混合。發酵完全的物料的菌種會接種到新加入的物料中，加快新物料好氧發酵的速度。因為不斷的混合，溫度高的物料，會因為熱傳導作用，使得溫度低的物料的溫度升高，也能加快好氧發酵的速度。因為間歇抽真空造成的空氣流動，也會加快物料間溫度傳導和微生物的接種，從而使物料好氧發酵速度加快。
[0027]所述壓差增強有機固體廢物顆粒好氧發酵過程中物質的傳質傳熱，發酵過程間歇進行從反應器內抽出氣體的抽真空操作和從反應器外部鼓氣栗鼓氣加壓操作。首先在抽真空的過程中，反應器內部以及有機固體廢物顆粒之間的氣壓逐漸減小。相比之下，顆粒內部由于好氧發酵產生了二氧化碳以及甲烷等產物，與顆粒外部的壓差逐漸增大，促進了顆粒內部氣體向顆粒外部輸送的過程，同時隨著有機質的消耗，逐漸的能夠在顆粒的內部形成鏤空的狀態。同時抽真空的過程還能夠帶出反應器內部的水蒸氣，這也能夠加快內部顆粒干燥的速度。其次在空氣加壓過程中，隨著空氣的逐步加入，反應器內部與有機固體廢物顆粒之間的氣壓逐漸增大，在此過程中，有機固體廢物顆粒外部與顆粒內部之間的壓差會逐漸增大，促進了顆粒之間的氧氣及微生物向顆粒內部有機質部分輸送的過程，進而促進了有機固體廢物顆粒內部有機質的不斷消耗。如此，在有機固體廢物顆粒內部和外部之間壓差的不斷循環變化過程中，既能夠促進顆粒內部產生氣體的向外輸送，還能夠促進外部氧氣及微生物向顆粒內部有機質的輸送，進而加快了整個發酵過程的進程，大大的節省了發酵所需時間。
[0028]所述干燥并降解好的有機固體廢物顆粒即為產物:顆粒態有機固體肥料。由于經過了壓差循環變化的過程，使得顆粒內部形成了大量的空洞部分，相比于一般好氧發酵所得產物，此種產物具有形狀固定方便施用、不易吹散、不易吸潮和結塊以及肥效保持時間長等優點。
[0029]本發明另一目的是提供一種有機固體廢物快速脫水發酵生產粒狀堆肥的裝置，其包括反應器1、支架、脫水造粒裝置、震蕩裝置、廢液收集池9、液壓伸縮裝置10、電動機11、進料斗12、加壓裝置、抽氣栗19、輪子4;反應器I設置在支架上，反應器I下部開有進氣孔5，加壓裝置設置在反應器底部并與進氣孔連通，排料口 2設置在反應器I一側，脫水造粒裝置安裝在支架上并位于反應器另一側，脫水造粒裝置和反應器連通，進料斗12設置在脫水造粒裝置上；電動機11與脫水造粒裝置連接，脫水造粒裝置與廢液收集池9連通，反應器I上部設置有出氣口 15，出氣口 15與抽氣栗19連接，且連接管道上設置有氣體處理裝置18，震蕩裝置設置在反應器I底部，并通過支撐板6設置在輪子4上方，液壓伸縮裝置10設置在支架下部并位于脫水造粒裝置一側，反應器上設置有溫度傳感器16、壓力傳感器17。
[0030]其中所述脫水造粒裝置包括螺旋進料部13、造粒部14、機架23，螺旋進料部13與造粒部14設置在機架23上并通過法蘭連接；
其中造粒部14包括外殼31、帶螺旋葉片的轉軸30、造粒孔板29，帶螺旋葉片的轉軸30設置在外殼31內，造粒孔板29設置在帶螺旋葉片的轉軸30外側并位于外殼31內，外殼31上開有顆粒物出口 32，顆粒物出口 32與反應器連通;螺旋進料部13包括殼體27、轉軸25、螺旋葉片22，進料斗12設置在殼體27上，螺旋葉片22固定在轉軸25上，轉軸25設置在殼體內，且其一端通過軸承24設置在機架上;殼體27下方開有脫水孔28，脫水孔上設置有過濾網，脫水孔通過收集管34與廢水收集池9連通，帶螺旋葉片的轉軸30—端與轉軸25連接，另一端通過軸承設置在機架上，轉軸通過皮帶與電動機11連接。
[0031]所述震蕩裝置為彈簧3。
[0032]所述加壓裝置包括鼓氣栗8、氣體止逆閥7，鼓氣栗8通過氣體止逆閥7與進氣孔5連通;氣體止逆閥7用于防止好氧發酵反應器I中的氣體回流。
[0033]所述反應器I上設置有加藥口 20，加藥口 20下方裝有噴灑頭21。
[0034]所述排料口2和加藥口 20處設置有常規可控制閥門。
[0035]混合物料從進料口12進入螺旋進料部13，電動機11的帶動轉軸25轉動，使得螺旋葉片22旋轉并對物料進行擠壓脫水，脫除廢水通過脫水孔28排出，并在收集管34中匯集進入廢水收集池，進行處理;物料通過螺旋進料部13進入到造粒部14當中，在帶螺旋葉片的轉軸30的擠壓力和剪切力的雙重作用下，物料從造粒孔板29處壓出，形成顆粒狀物料通過顆粒物出口進入到反應器I中進行發酵。
[0036]所述液壓伸縮裝置10可調節反應器I的傾斜度，在排料時，啟動液壓伸縮裝置10，使得反應器I向右傾斜，打開排料口 2，傾斜度為15°，使物料從排料口 2排出。
[0037]所述反應裝置I為棱柱體結構，由結構層和保溫層兩層構成。
[0038]所述進氣孔5的小孔直徑為0.5?3cm。
[0039]部分物料通過螺旋進料部13時會附著在螺旋進料部上，這些有機物中微生物進行繁殖，從而螺旋進料部內部上會附著有微生物，在下一次物料加入時，會使微生物混合在新加入的物料中(微生物接種)，一起進入反應器中，也能夠加快微生物的繁殖，縮短時間。當發酵過程中出現有機固體廢物顆粒形狀不穩定時，啟用加藥口 20，將藥劑從加藥口 20加入，通過噴灑頭進入反應器I中。
[0040]本發明在壓差強化傳質傳熱發酵過程中，運行裝置中的抽氣栗19，反應器內的空氣從出氣口 15通過氣體處理裝置處理后進入抽氣栗19后排出，新的空氣可通過鼓氣栗從反應器底部進氣孔5進入堆體。有機固體廢物造粒后堆肥化生產粒狀有機肥裝置在抽真空過程中會抽出反應中產生的二氧化碳、氨氣等氣體，隨著這些氣體的排出，反應器中氧氣的濃度會增加，這更加有利于菌種的繁殖，并且產生的惡臭氣體也會大大減少;抽氣時會帶出水蒸氣，這也會能夠加快干燥的速度。運行裝置中的加壓裝置，使氣體通過底部進氣孔6進入堆體，通過觀察壓力傳感器18，確保反應器內壓力在0.1?700Mpa范圍內；因加入物料含水率不同，所以間隔抽真空、置換氣體和加壓時間不同；并且不同間隔時間，能夠使氧氣在物料中傳動更均勻，使氧氣和物料接觸更充分。
[0041]本發明具有成本低、周期短、操作簡單、臭氣量小、生產安全、設備占用場地不大、隨處理隨排放等特點。用該方法，可以使含水率為70%_95%的有機固體廢物，通過進料裝置后含水率降低到70%以下，經過壓差強化傳質傳熱好氧發酵后的有機固體廢物含水率小于40%。此方法處理有機固體廢物僅需7-16天，并且處理后的有機固體廢物，不再稀稠黏連，而是疏松透氣、肥效高、可直接使用的顆粒態有機肥。
【附圖說明】
[0042]圖1是本發明裝置結構示意圖；
圖2是本發明脫水造粒裝置結構示意圖；
圖中:I為好氧發酵反應器;2為出料口 ；3為彈簧;4為輪子;5為進氣孔;6為支撐板;7為氣體止逆閥；8為鼓氣栗;9為廢水收集池；10為液壓伸縮裝置；11為電動機；12為進料斗；13為螺旋進料部；14為造粒部；15為出氣口； 16為溫度傳感器;17為壓力傳感器;18為氣體處理裝置；19為抽氣栗；20為加藥口 ； 21為噴灑頭；22為螺旋葉片；23為機架；24為軸承；25為轉軸;26為軸承端蓋;27為殼體;28為脫水孔;29為造粒孔板;30為帶螺旋葉片的轉軸;31為外殼;32為顆粒出口 ； 33為軸承悶蓋，34為收集管，35為支架。
【具體實施方式】
[0043]下面結合具體實施例來進一步描述本發明，本發明的優點和特點會隨著描述而更加清楚;但這些實施例僅是示范性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制;本領域技術人員應當理解的是，在不偏離本發明的精神和范圍下可以對本發明的技術方案的細節和形式進行修改和替換，但這些修改和替換均落入本發明的保護范圍內。
[0044]實施例1
本實施例的處理對象:某城市污水處理廠產生的脫水污泥，其含水率為85%，有機質含量為68%，碳氮比為10.9，密度為1.05t/m3。
[0045]脫水造粒:將5t左右的污泥脫水至60%水份后，加入調理劑煙末和碎秸桿(質量比1:2)混合物10kg、石灰25kg、粘合劑含鐵型淀粉30kg(玉米淀粉、雙氧水、氫氧化鈉和硫酸亞鐵溶液按質量比30: 2:1:4制得的混合物)；對混合后的污泥原料造粒，形成顆粒后進入反應器進行好氧堆肥;進料過程中對反應器進行傾斜震蕩，傾斜角為2°，每次傾斜震蕩時間為lOmin，；物料在反應器內的最大充滿度為3/4;脫水過程中產生的水份經收集并處理后排放。
[0046]壓差強化傳質傳熱發酵:有機固體廢物顆粒發酵至溫度為60°C時，采用間歇抽真空方式從反應器內抽出氣體，抽真空間隔時間為20h，每次抽真空時間為1min，反應器內真空度為35-45kPa，在抽真空結束后1min進行加壓操作，加壓時間1min，加壓后反應器內壓力為100-120Mpa;干燥并降解好的有機固體廢物顆粒外排，發酵產生氣體經降溫、除濕、除臭、除塵處理后排放。
[0047]上述方法的實現裝置如圖1、2所示，該裝置包括反應器1、支架35、脫水造粒裝置、震蕩裝置、廢液收集池9、液壓伸縮裝置10、電動機11、進料斗12、加壓裝置、抽氣栗19、輪子4;反應器I設置在支架35上，反應器I下部開有進氣孔5，加壓裝置設置在反應器底部并與進氣孔連通，排料口 2設置在反應器I 一側，脫水造粒裝置安裝在支架上并位于反應器另一側，脫水造粒裝置和反應器連通，進料斗12設置在脫水造粒裝置上；電動機11與脫水造粒裝置連接，脫水造粒裝置與廢液收集池9連通，反應器I上部設置有出氣口 15，出氣口 15與抽氣栗19連接，且連接管道上設置有氣體處理裝置18，震蕩裝置設置在反應器I底部，并通過支撐板6設置在輪子4上方，液壓伸縮裝置10設置在支架下部并位于脫水造粒裝置一側，反應器上設置有溫度傳感器16、壓力傳感器17;所述脫水造粒裝置包括螺旋進料部13、造粒部14、機架23，螺旋進料部13與造粒部14設置在機架23上并通過法蘭連接;其中造粒部14包括外殼31、帶螺旋葉片的轉軸30、造粒孔板29，帶螺旋葉片的轉軸30設置在外殼31內，造粒孔板29設置在帶螺旋葉片的轉軸30外側并位于外殼31內，外殼31上開有顆粒物出口 32，顆粒物出口 32與反應器連通;螺旋進料部13包括殼體27、轉軸25、螺旋葉片22，進料斗12設置在殼體27上，螺旋葉片22固定在轉軸25上，轉軸25設置在殼體內，且其一端通過軸承24設置在機架上;殼體27下方開有脫水孔28，脫水孔上設置有過濾網，脫水孔通過收集管34與廢水收集池9連通，帶螺旋葉片的轉軸30—端與轉軸25連接，另一端通過軸承設置在機架上，轉軸通過皮帶與電動機11連接;所述震蕩裝置為彈簧3;所述加壓裝置包括鼓氣栗8、氣體止逆閥7，鼓氣栗8通過氣體止逆閥7與進氣孔5連通;氣體止逆閥7用于防止好氧發酵反應器I中的氣體回流;機架兩端設置有軸承端蓋26和軸承悶蓋33。
[0048]污泥進入反應器主要在好氧狀態下堆肥發酵，10天后完成堆肥和干燥，通過排料口從反應器中排出;排出的污泥含水率為38%，不再稀稠黏連，而是疏松透氣、肥效高的顆粒態有機肥，可直接用于后續的處理和處置。
[0049]實施例2
本實施例的處理對象:某奶牛養殖廠產生的奶牛糞便，其含水率為88%，有機質含量為13.9%，碳氮比為22，密度為I t/m3。
[0050]脫水造粒:將2t左右的奶牛糞便脫水至63%水份后，加入調理劑煙末、堆肥、草粉(質量比1:1:1)混合物50kg、石灰26kg，除臭劑納米鐵粉400g，粘合劑改性淀粉20kg(改性淀粉為植物淀粉、次氯酸鈣、三聚磷酸鈉和丙烯酸按質量比40:1:3:0.5制得的混合物);對混合后的奶牛糞便原料造粒，形成顆粒后進入反應器進行好氧堆肥;進料過程中對反應器進行傾斜震蕩，傾斜角為1.5°，每次傾斜震蕩時間為5min;物料在反應器內的最大充滿度為3/4 ；脫水過程中產生的水份經收集并處理后排放。
[0051]壓差強化傳質傳熱發酵:有機固體廢物顆粒發酵至溫度為70°C時，采用間歇抽真空方式從反應器內抽出氣體，抽真空間隔時間為48h，每次抽真空時間為15min，反應器內真空度為1-1OkPa，在抽真空結束后20min進行加壓操作，加壓時間15min，加壓后反應器內壓力為60-70Mpa;干燥并降解好的有機固體廢物顆粒外排，發酵產生氣體經降溫、除濕、除臭、除塵處理后排放。
[0052]本實施例裝置同實施例1，不同在于反應器I上設置有加藥口20，加藥口 20下方裝有噴灑頭21;排料口 2和加藥口 20處設置有常規可控制閥門。
[0053]奶牛糞便進入反應器后主要在好氧狀態下堆肥發酵，8天后反應器中奶牛糞便完成堆肥和發酵可以隨時排出，可以再繼續向反應器中加入新鮮的奶牛糞便，以此類推循環。排出的奶牛糞便含水率為35%，不再稀稠黏連，而是疏松透氣、肥效高的顆粒態有機肥，可直接用于農業施肥。
[0054]實施例3
本實施例的處理對象:某河道產生的經重力沉淀后的底泥，其含水率為85%，有機質含量為66%，碳氮比為13，密度為1.2t/m3。
[0055]脫水造粒:將8t左右的底泥脫水至70%水份后，加入調理劑碎秸桿、堆肥、草粉(質量比1:2:2)混合物251^、石灰301^41菌生物除臭劑241^，粘合劑醚化植物膠0???-104-硫酸鈉-氯化鈉的水溶液1kg(醚化植物膠DFPP-104 1%、硫酸鈉2.5%、飽和氯化鈉、余量為水)；對混合后的底泥原料造粒，形成顆粒后進入反應器進行好氧堆肥;進料過程中對反應器進行傾斜震蕩，傾斜角為2°，震蕩時間為15min;物料在反應器內的最大充滿度為3/4;脫水過程中產生的水份經收集并處理后排放。
[0056]壓差強化傳質傳熱發酵:有機固體廢物顆粒發酵至溫度為70°C時，采用間歇抽真空方式從反應器內抽出氣體，抽真空間隔時間為2h，每次抽真空時間為2min，反應器內真空度為60-70kPa，在抽真空結束后5min進行加壓操作，加壓時間20min，加壓后反應器內壓力為為650-700Mpa;干燥并降解好的有機固體廢物顆粒外排，發酵產生氣體經降溫、除濕、除臭、除塵處理后排放。
[0057]本實施例裝置同實施例1;
底泥進入反應器后主要在好氧狀態下堆肥發酵，15天后反應器中底泥完成堆肥和發酵可以隨時排出，可以再繼續向反應器中加入新鮮的底泥，以此類推循環。排出的底泥的含水率為35%，不再稀稠黏連，而是疏松透氣、肥效高的顆粒態有機肥，可直接用于后續的處理與處置。
[0058]實施例4
本實施例的處理對象:某養豬場的豬糞便，其含水率為85%，有機質含量為15%，碳氮比為15，密度為1.2t/m3。
[0059]脫水造粒:將2t左右的豬糞便脫水至70%水份后，加入調理劑碎秸桿、堆肥、草粉、煙末(任意比混合)混合物100kg、石灰20kg，鋸末20kg，殼聚糖生物除臭劑10kg，粘合劑煤泥、苦土混合物10kg(質量比2:1);對混合后的豬糞便原料造粒，形成顆粒后進入反應器進行好氧堆肥;進料過程中對反應器進行傾斜震蕩，傾斜角為1°，震蕩時間為1min;物料在反應器內的最大充滿度為3/4;脫水過程中產生的水份經收集并處理后排放。
[0060]壓差強化傳質傳熱發酵:有機固體廢物顆粒發酵至溫度為60°C時，采用間歇抽真空方式從反應器內抽出氣體，抽真空間隔時間為30h，每次抽真空時間為15min，反應器內真空度為0.08-lkPa，在抽真空結束后5min進行加壓操作，加壓時間15min，加壓后反應器內壓力為為40-50Mpa;干燥并降解好的有機固體廢物顆粒外排，發酵產生氣體經降溫、除濕、除臭、除塵處理后排放。
[0061 ]本實施例裝置同實施例1;
豬糞便進入反應器后主要在好氧狀態下堆肥發酵，10天后反應器中豬糞便完成堆肥和發酵可以隨時排出，可以再繼續向反應器中加入新鮮的豬糞便，以此類推循環。排出的豬糞便的含水率為35%，不再稀稠黏連，而是疏松透氣、肥效高的顆粒態有機肥，可直接用于后續的處理與處置。
[0062]實施例5
本實施例的處理對象:某養雞場的雞糞便，其含水率為75%，有機質含量為25%，碳氮比為4，密度為1.25t/m3。
[0063]脫水造粒:將3t左右的雞糞便脫水至65%水份后，加入調理劑碎秸桿、堆肥、草粉、煙末(任意比混合)混合物150kg、石灰15kg，CTB-2為200kg，植物型除臭劑(絲蘭屬植物及其提取物)I Okg，粘合劑硫酸鈣-變性淀粉水溶液(硫酸鈣2.0%、變性淀粉30%、余量為水)12kg;對混合后的雞糞便原料造粒，形成顆粒后進入反應器進行好氧堆肥;進料過程中對反應器進行傾斜震蕩，傾斜角為1.5°，震蕩時間為15min;物料在反應器內的最大充滿度為3/4;脫水過程中產生的水份經收集并處理后排放。
[0064]壓差強化傳質傳熱發酵:有機固體廢物顆粒發酵至溫度為60°C時，采用間歇抽真空方式從反應器內抽出氣體，抽真空間隔時間為72h，每次抽真空時間為15min，反應器內真空度為15_25kPa，在抽真空結束后1min進行加壓操作，加壓時間1min，加壓后反應器內壓力為為120-130Mpa;干燥并降解好的有機固體廢物顆粒外排，發酵產生氣體經降溫、除濕、除臭、除塵處理后排放。
[0065]本實施例裝置同實施例1;
雞糞便進入反應器后主要在好氧狀態下堆肥發酵，7天后反應器中雞糞便完成堆肥和發酵可以隨時排出，可以再繼續向反應器中加入新鮮的雞糞便，以此類推循環。排出的雞糞便的含水率為20%，不再稀稠黏連，而是疏松透氣、肥效高的顆粒態有機肥，可直接用于后續的處理與處置。
【主權項】
1.一種有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: (1)脫水造粒:將有機固體廢物脫水至含水率為50%?70%后加入粘合劑進彳丁混合;對混合后的有機固體廢物原料造粒，原料形成顆粒后進入反應器進行好氧堆肥;進料過程中對反應器進行傾斜震蕩;物料在反應器內的最大填充度為反應器體積的3/4;脫水過程中產生的水份經收集并處理后排放； (2)壓差強化傳質傳熱發酵:有機固體廢物顆粒發酵至溫度為50?90°C時，采用間歇抽真空方式從反應器內抽出氣體，抽真空間隔時間為I?72h，每次抽真空時間為2?15min，反應器內真空度為0.08?10kPa，在抽真空結束后5?20min進行加壓操作，加壓時間5?20min，使反應器內壓力在0.1?700Mpa范圍內；干燥并降解好的有機固體廢物顆粒外排，發酵產生氣體經降溫、除濕、除臭、除塵處理后排放。2.根據權利要求1所述的有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法，其特征在于:脫水造粒過程中，造粒后形成的有機固體廢物顆粒粒徑為2?20mm。3.根據權利要求1所述的有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法，其特征在于:進料過程中對反應器進行傾斜震蕩，傾斜角度為I?3°，震蕩時間為5?30min。4.根據權利要求1所述的有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法，其特征在于:添加粘合劑時，同時添加調理劑或/和除臭劑。5.根據權利要求4所述的有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法，其特征在于:粘合劑為醚化植物膠DFPP-104、硫酸鈉和氯化鈉的水溶液、硫酸鈣-變性淀粉水溶液、含鐵型淀粉、粘土類礦物、改性淀粉中的一種或幾種，其中粘合劑與有機固體廢物的質量比為1:1000?1:200。6.根據權利要求5所述的有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法，其特征在于:含鐵型淀粉為玉米淀粉、雙氧水、氫氧化鈉和硫酸亞鐵溶液按質量比30?50:0.5-2:1?2:1?4制得的混合物。7.根據權利要求5所述的有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法，其特征在于:改性淀粉為植物淀粉、次氯酸鈣、三聚磷酸鈉和丙烯酸按質量比35?45:0.1-3: 1-5:0.1?I制得的混合物。8.根據權利要求4所述的有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法，其特征在于:調理劑為草粉、煙末、碎秸桿、堆肥、石灰、CTB-2的一種或任意比的幾種，草粉、煙末、碎秸桿、堆肥中的一種或任意比的幾種的添加量為有機固體廢物質量的0.1%?10%，石灰的加入量為有機固體廢物質量的0.1%?3%，CTB-2加入量為有機固體廢物質量的10%?40%。9.根據權利要求4所述的有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法，其特征在于:除臭劑為生物除臭劑、鋸末、植物型除臭劑、納微級金屬或納微級金屬氧化物。10.實現權利要求1所述的有機固體廢物造粒變壓堆肥化生產粒狀有機肥的方法的裝置，其特征在于:包括反應器(1)、支架、脫水造粒裝置、震蕩裝置、廢液收集池(9)、液壓伸縮裝置(10)、電動機(11)、進料斗(12)、加壓裝置、抽氣栗(19)、輪子(4);反應器(I)設置在支架上，反應器(I)下部開有進氣孔(5)，加壓裝置設置在反應器底部并與進氣孔連通，排料口(2)設置在反應器(I) 一側，脫水造粒裝置安裝在支架上并位于反應器另一側，脫水造粒裝置和反應器連通，進料斗(12)設置在脫水造粒裝置上；電動機(11)與脫水造粒裝置連接，脫水造粒裝置與廢液收集池(9)連通，反應器(I)上部設置有出氣口(15)，出氣口(15)與抽氣栗(19)連接，且連接管道上設置有氣體處理裝置(18)，震蕩裝置設置在反應器(I)底部，并通過支撐板(6)設置在輪子(4)上方，液壓伸縮裝置(10)設置在支架下部并位于脫水造粒裝置一側，反應器上設置有溫度傳感器(16)、壓力傳感器(17)。11.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于:脫水造粒裝置包括螺旋進料部(13)、造粒部(14)、機架(23)，螺旋進料部(13)與造粒部(14)設置在機架(23)上并通過法蘭連接； 其中造粒部(14)包括外殼(31)、帶螺旋葉片的轉軸(30)、造粒孔板(29)，帶螺旋葉片的轉軸(30)設置在外殼(31)內，造粒孔板(29)設置在帶螺旋葉片的轉軸(30)外側并位于外殼(31)內，外殼(31)上開有顆粒物出口( 32)，顆粒物出口(32)與反應器連通;螺旋進料部(13)包括殼體(27)、轉軸(25)、螺旋葉片(22)，進料斗(12)設置在殼體(27)上，螺旋葉片(22)固定在轉軸(25)上，轉軸(25)設置在殼體內，且其一端通過軸承(24)設置在機架上;殼體(27)下方開有脫水孔(28)，脫水孔上設置有過濾網，脫水孔通過收集管(34)與廢水收集池(9)連通，帶螺旋葉片的轉軸(30)—端與轉軸(25)連接，另一端通過軸承設置在機架上，轉軸通過皮帶與電動機(11)連接。12.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于:震蕩裝置為彈簧(3)。13.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于:加壓裝置包括鼓氣栗(8)、氣體止逆閥(7)，鼓氣栗(8)通過氣體止逆閥(7)與進氣孔(5)連通。14.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于:反應器(I)上設置有加藥口(20)，加藥口(20)下方裝有噴灑頭(21)。15.根據權利要求14所述的裝置，其特征在于:排料口(2)和加藥口(20)處設置有常規可控制閥門。
【文檔編號】C05F3/06GK105906397SQ201610359321
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】瞿廣飛, 李巍, 車璐璐, 解若松, 涂燦, 寧平
【申請人】昆明理工大學