CN102627485B - 一种续批自热式高效好氧堆肥工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种续批自热式好氧堆肥方法及其装置，所述好氧堆肥方法通过按固定时间间隔建立多个静态堆垛，进入高温阶段的堆垛为始初堆垛供热使之快速升温，并将部分腐熟污泥作为初始物料用于堆肥配方中，该方法不但缩短了堆肥周期，降低操作费用，提高费效比，而且可以减少污泥堆肥过程中臭气的排放。

Description

一种续批自热式高效好氧堆肥工艺及装置

技术领域

本发明涉及污泥堆肥技术，具体涉及一种好氧堆肥方法及其装置。

背景技术

随着中国城镇化进程的推进，城镇人口越来越多，集中排放的生活废水也逐年增加，为了处理这些生活污水各地建设了大量污水处理厂，而与之配套的剩余污泥处理却发展较慢，引起严重二次污染，大大弱化了污水处理的环保效益。究其根本原因是现有的污泥处置技术方案可操作性较差。目前，污泥处理有三种技术方案，填埋、焚烧和堆肥。其中，堆肥处理的可操作性最好，它二次环境污染小、经济可行，还能够变废为宝。但其要盈利也较困难，因为现有的动态和静态好氧堆肥技术均存在费效比低的问题，两种技术相比，静态好氧堆肥更适合我国国情。

污泥好氧堆肥是指在有氧条件下，好氧细菌对污泥进行吸收、氧化、分解的过程。微生物通过自身的生命活动，吸收污泥中部分有机物并将其氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多的生物体的过程。有机物降解伴有热量产生，使得堆肥物料的温度升高，这样就会使一些不耐高温的微生物死亡，耐高温的细菌快速繁殖。一般情况下，好氧堆肥过程伴随着两次升温，可分成三个阶段：起始阶段、高温阶段和熟化阶段。其中，起始阶段是指不耐高温的细菌分解有机物中易降解的碳水化合物、脂肪等，同时放出热量使温度上升，温度可达15～40℃；高温阶段是指耐高温细菌迅速繁殖，在有氧条件下，大部分较难降解的蛋白质、纤维等继续被氧化分解，同时放出大量热能，使温度上升至60～70℃，当有机物基本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产热随之停止，堆肥的温度逐渐下降，当温度稳定在40℃，堆肥基本达到稳定，形成腐殖质；熟化阶段是指冷却后的堆肥，一些新的微生物借助残余有机物(包括死后的细菌残体)生长，最终完成堆肥过程。然而由于静态堆肥周期往往达到1-2个月，有研究者为了缩短堆肥周期，提高堆肥效率，采取了加入发酵菌剂(CN102199568A)和利用外部热源供热鼓风(CN102060585A)的方法，虽然缩短了堆肥周期，无形中又增加了操作费用和堆肥成本。

发明内容

本发明提供了一种续批自热式好氧堆肥方法及其装置，所述堆肥方法不但缩短了堆肥周期，降低操作费用，提高费效比，而且可以减少污泥堆肥过程中臭气的排放。

本发明的续批自热式好氧堆肥方法，其具体技术方案为：

一种续批自热式好氧堆肥方法，包括以下步骤：

(1)按1-3天的固定时间间隔，将根据堆肥配方混合好的堆肥物料堆放到各个槽体中形成静态堆垛进行好氧发酵，其中槽体的数量为6-24个；

(2)好氧发酵2-3天后，以温度到达60-70℃的高温堆垛作为供热源，通过引风机将供热源所产生的热气经堆垛底部的通气管道引入始初堆垛中；

(3)当作为供热源堆垛的温度下降到50-55℃时便停止供热，并更换另一供热源堆垛继续供热，当始初堆垛的温度上升到35-40℃时便停止接受供热，并继续发酵3-5天以形成腐熟污泥；

(4)取10-50％腐熟污泥作为初始物料用于堆肥配方中，剩余的腐熟污泥移入成品库；

(5)重复循环上述步骤1-4。

进一步地，本发明的续批自热式好氧堆肥方法，包括以下步骤：

(1)按2天的时间间隔，将根据堆肥配方混合好的堆肥物料堆放到各个槽体中形成静态堆垛进行好氧发酵，其中槽体的数量为6-12个；

(2)发酵3天后，以温度到达65℃的高温堆垛作为供热源，通过引风机将所产生的热气经堆垛底部的通气管道引入始初堆垛中；

(3)当作为供热源堆垛的温度下降到50℃时便停止供热，并更换另一供热源堆垛继续供热，当始初堆垛的温度上升到35℃时便停止接受供热，并继续发酵4天以形成腐熟污泥；

(4)取30-45％腐熟污泥作为初始物料用于堆肥配方中，剩余的腐熟污泥移入成品库；

(5)重复循环上述步骤1-4。

其中，上述续批自热式好氧堆肥方法中的堆肥配方为：城市污水处理厂污泥40-80％，腐熟污泥10-50％，调理剂10-20％。调理剂为秸秆、木屑的一种或两种。

其中，上述续批自热式好氧堆肥方法中混合好的堆肥物料的指标为：含水率52-68％、碳氮比15-30、pH＝6.5-7.8。

本发明的另一方面提供了一种续批自热式好氧堆肥装置，包括：用于形成静态堆垛槽体，所述槽体的底部设置有通气管道，所述通气管道径向上设有出气孔，通气管道两端设置控制开关的电磁阀门，所述槽体的数量为6-24个；优选地，所述槽体的数量为6-12个；

设置在槽体中的温度传感器，所述温度传感器连接有用于插入堆垛中进行温度检测的热电偶；

设置在槽体外的引风机和微机，所述引风机和温度传感器连接微机；

所述引风机通过管线与各通气管道联通，微机根据温度信号控制电磁阀门的开启或关闭。

采用本发明的技术方案可获得以下有益效果：

首先，本发明采用的续批静态堆肥技术，虽然单个堆垛是静置堆肥，但整个工艺稳定运行后，物料按时间先后在不同堆垛间转换，整体上是一个动态过程。这样可以将先腐熟污泥作为发酵菌源添加到初始物料中，而且本技术方案是采用40度的腐熟物料作为菌源，能够快速启动堆肥化过程，加快物料腐熟，缩短堆肥周期；

其次，本技术方案的热源采用的是自给技术，通过与温度相关的自动供热系统来实现，在堆垛底部布设的通气管道上有布气孔，也可采用多孔布气板的方式，并且向外供给和接受热源气体均是同一根通气管道，供给还是接受气体的转换是通过两端电磁阀门控制实现。这样不但可以节约建设成本，并且利于后续翻堆等操作。

再次，本发明的续批自热式好氧堆肥装置的自动供热控制系统包括引风机、温度传感器、电磁阀门和微机，温度传感器用于监测堆垛温度，引风机为热源气体动力，电磁阀用于实现供热还是被供热的转换控制，微机用于控制程序的运行。该系统是通过温度传感器实现若干个堆垛温度的准确、及时监控，温度信号传感给微机，微机依据堆垛间温度变化来开启或关闭电磁阀门实现自动供热控制。可见，该系自动调节自给供热，能够充分、合理利用热能，节约人力成本。

采用本发明的续批自热式好氧堆肥方法及其装置产生的腐熟污泥含水率下降到30-45％，有机物含量在35-40％，氮元素损失5-10％。可见，本发明除了节约时间和成本以外，使用本发明的堆肥方法所生成的产品有效营养成分较高，尤其是氮元素损失较小。

附图说明

图1是续批自热式工艺示意图；

其中，1是引风机，2是微机，L是电磁阀门，S是温度传感器。

图2是堆肥装置结构示意图；

其中，3是温度传感器插孔，4是布有气孔的通气管道。

具体实施方式

【实施例1】

本发明的一种实施方式是，根据配方混合好的堆肥物料，使混合后的堆肥物料主要指标为：含水率52-68％，碳氮比15-30，pH＝6.5-7.8；按1-3天的固定时间间隔在6-24个槽体中建立体积为1.5m×2m×5m的静态堆垛进行好氧发酵，每个槽体底部均设有通气管道，所述通气管道径向上设有出气孔，各通气管道通过管线与引风机联通，使各个槽体间相互联通，在每个槽体底部的通气管道两端设置电磁阀门，且每个槽体中均设有温度传感器，温度传感器连接有用于插入堆垛中进行温度检测的热电偶，引风机和温度传感器连接微机，微机根据温度传感器传输的温度信号控制电磁阀门的开关。

每个堆垛在好氧发酵的第2-3天时，堆垛温度将达到60-70℃左右，并维持3-5天，此时，微机将根据温度传感器的信号来控制电磁阀的开启和关闭，利用引风机将高温堆垛产生的热能引导进入始初堆垛中，优先选择温度低的堆垛作为被供热堆垛，使始初堆垛快速进升温进入高温腐熟阶段；当某个供热源堆垛温度降到50℃时，便更换供热源堆垛，优先选择温度高的堆垛；当被供热的始初堆垛的温度升高到35℃时，便停止供热；当腐熟后堆垛温度保持在40℃左右，获得腐熟污泥后，将10-50％的腐熟污泥作为初始物料用于堆肥配方中，其余的腐熟污泥移入成品库，避免了重复供热。上述为始初堆垛提供热能的高温堆垛共有3-5个，但并不是同时供热，微机根据温度传感器指示温度变化情况依次选择供热源堆垛。

整个工艺稳定运行后，不断重复上述步骤，实现自动调节自给供热。

本发明的续批自热式堆肥化技术，利用堆肥自身产生的热能为初始堆垛供热，不需要外加热源从而降低运行费用；采用部分腐熟污泥回用为初始堆垛提供发酵菌种，不需要购置额外的发酵菌剂进一步降低堆肥成本。此项技术将使堆垛快速进入高温腐熟阶段，而且省略了静态堆肥二次发酵阶段，大大缩短堆肥周期。

Claims (5)

1.一种续批自热式好氧堆肥方法，包括以下步骤：

（1）按1-3天的固定时间间隔，将根据堆肥配方混合好的堆肥物料堆放到各个槽体中形成静态堆垛进行好氧发酵，其中槽体的数量为6-24个；其中所述堆肥配方为：城市污水处理厂污泥40-80%，腐熟污泥10-50%，调理剂10-20%；其中调理剂为秸秆、木屑的一种或两种；

（2）好氧发酵2-3天后，以温度到达60-70℃的高温堆垛作为供热源，通过引风机将供热源所产生的热气经堆垛底部的通气管道引入始初堆垛中；

（3）当作为供热源的堆垛温度下降到50-55℃时便停止供热，并更换另一供热源堆垛继续供热，当始初堆垛的温度上升到35-40℃时便停止接受供热，并继续发酵3-5天以形成腐熟污泥；

（4）取10-50%腐熟污泥作为初始物料用于堆肥配方中，剩余的腐熟污泥移入成品库；

（5）重复循环上述步骤1-4。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按2天的固定时间间隔，将根据堆肥配方混合好的堆肥物料堆放到各个槽体中形成静态堆垛进行好氧发酵，其中槽体的数量为6-12个；其中所述堆肥配方为：城市污水处理厂污泥40-80%，腐熟污泥10-50%，调理剂10-20%；其中调理剂为秸秆、木屑的一种或两种；

（2）发酵3天后，以温度到达65-70℃的高温堆垛作为供热源，通过引风机将所产生的热气经堆垛底部的通气管道引入始初堆垛中；

（3）当作为供热源堆垛的温度下降到50℃时便停止供热，并更换另一供热源堆垛继续供热，当始初堆垛的温度上升到35℃时便停止接受供热，并继续发酵4天以形成腐熟污泥；

（4）取30-45%腐熟污泥作为初始物料用于堆肥配方中，剩余的腐熟污泥移入成品库；

（5）重复循环上述步骤1-4。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆肥物料的指标为：含水率52-68%、碳氮比15-30、pH=6.5-7.8。

4.一种用于权利要求1所述续批自热式好氧堆肥方法的装置，包括：

用于形成静态堆垛槽体，所述槽体的底部设置有通气管道，所述通气管道径向上设有出气孔，通气管道两端设置控制开关的电磁阀门，所述槽体的数量为6-24；设置在槽体中的温度传感器，所述温度传感器连接有用于插入堆垛中进行温度检测的热电偶；

设置在槽体外的引风机和微机，所述引风机和温度传感器连接微机；

所述引风机通过管线与各通气管道联通，微机根据温度信号控制电磁阀门的开启或关闭。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述槽体的数量为6-12个。

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