CN105503301A - 一种固体废弃物好氧堆肥及生物干化的方法 - Google Patents

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Abstract

一种固体废弃物好氧堆肥及生物干化的方法，涉及一种好氧堆肥及生物干化方法。本发明是要解决现有堆肥和生物干化预处理过程中因物料混合不均匀，而需要大量投加调理剂的问题。方法：一、将含水率≥68％的污泥及畜禽粪便使含水量低于70％；或者将堆肥后含水率低于60％的污泥或畜禽粪便破碎至2cm以下的颗粒，将颗粒与含水率≥68％污泥及畜禽粪便均匀搅拌，使混合物料的含水率低于68％；二、破碎，放入负压通风发酵装置中进行堆肥，不添加任何调理剂，将破碎后的颗粒放置于负压通风发酵装置的发酵槽的起始端，并将翻堆机也放置于发酵槽的起始端；三、每0.5-3天翻堆一次，翻堆后在发酵槽的起始端再次补充破碎后的颗粒。本发明用于好氧堆肥领域。

Description

一种固体废弃物好氧堆肥及生物干化的方法
技术领域
本发明涉及一种好氧堆肥及生物干化方法。
背景技术
好氧堆肥工艺是指有机固体废弃物和调理剂混合形成一定体积的物料堆体，在有氧的条件下，利用大量微生物快速降解物料中的有机质和生物残体，产生二氧化碳、水、生物热、并形成富含腐殖质有机肥产品。而生物干化是利用微生物在堆肥过程中降解有机物所产生的生物热能，通过过程调控手段促进水分蒸发，从而实现快速去除水分的一种干化处理工艺。
为提高堆体内部氧传质效果，目前在堆肥及生物干化过程中需要添加大量的调理剂或膨松剂来提高物料空隙率，从而显著地提高了好氧堆肥和生物干化工艺的处理成本。而且常用的木屑、稻壳、秸秆作为堆肥调理剂，由于这些调理剂的生物降解速率较低，显著延长了堆肥的生产周期。
堆肥不同时期温度和耗氧速率不同，现有依靠时间、温度或氧浓度监测反馈的通风控制方法，适用于条垛式、原位翻堆等堆肥形式，不适用于物料移动的的动态堆肥形式，另这种温度-氧浓度反馈控制方法依赖氧浓度检测器、需要定期更换氧浓度检测器，而且需要频繁启停风机设备，不仅对控制设备要求较高，而且会明显缩短风机等电器设备的使用寿命。固定通风速率的方法，按照高温期设定通风量会造成降温期通风过量和能量浪费，但按照降温期设计通风速率又会造成升温期和高温期通风不足，影响发酵效率。
传统的正压通风堆肥方式会造成堆肥发酵车间内部氨气、硫化氢、硫醇等臭气浓度较高，严重影响工人生产环境和身体健康。而且我们发现对物料进行机械翻堆时会造成短时间内臭气的集中释放。
发明内容
本发明是要解决现有堆肥和生物干化预处理过程中物料混合不均匀，发酵尾气污染车间空气环境，需要大量投加调理剂，通风控制系统依赖氧浓度检测器或通风能耗高的问题，提供一种固体废弃物好氧堆肥及生物干化的方法。
本发明固体废弃物好氧堆肥及生物干化的方法，按以下步骤进行：
一、将含水率≥68％的污泥及畜禽粪便采用机械脱水、热干燥或晾晒的方法，使污泥及畜禽粪便的含水量低于70％；
或者将堆肥后含水率低于60％的污泥或畜禽粪便破碎至2cm以下的颗粒，然后将颗粒与含水率≥68％污泥及畜禽粪便均匀搅拌，使混合物料的含水率低于68％；
二、将步骤一中含水率低于70％的污泥及畜禽粪便或含水率低于68％的混合物料破碎成粒径为2cm以下的颗粒；
三、将步骤二破碎后的颗粒放入负压通风发酵装置中进行堆肥，不添加任何调理剂，将破碎后的颗粒放置于负压通风发酵装置的发酵槽的起始端，并将翻堆机也放置于发酵槽的起始端；
四、每0.5-3天翻堆一次，翻堆后在发酵槽的起始端再次补充破碎后的颗粒，翻堆期间提高该条发酵槽的引风速率1-10倍。
步骤三中所述负压通风发酵装置包括发酵槽、竖向引风管、臭气引风机、负压引风机和臭气引风阀门，若干个发酵槽水平连接形成负压通风发酵装置的主体，所述发酵槽的底板由若干块布气板横向排列拼装组成，形成若干横向布气板组，所述布气板底部设有竖向管，布气板底部的竖向管拼装组成负压通风发酵装置的竖向引风管，竖向引风管与发酵槽连通，发酵槽为长条形，发酵槽的一端为起始端，另一端为终止端，竖向引风管靠近发酵槽起始端的一端通过管道与臭气引风机连通，竖向引风管与臭气引风机之间的管道上设有臭气引风阀门，靠近发酵槽起始端的横向布气板组由1～5块布气板组成，从发酵槽起始端到发酵槽终止端的方向上，横向布气板组中的布气板数量逐渐增加，每个横向布气板组均与1台负压引风机连通。
本发明所述固体废弃物通风发酵装置的工作原理：
利用该装置进行堆肥时，先将物料(破碎后的污泥或畜禽粪便颗粒)放置于负压通风发酵装置的发酵槽的起始端，每次翻堆后在发酵槽的起始端再次补充新的物料，翻堆机进行翻堆过程中，翻堆机所在堆肥槽开启臭气引风阀门，直至翻堆结束后10-60分钟关闭该条堆肥槽的臭气引风阀门。
从发酵槽起始端到发酵槽终止端的方向上，横向布气板组中的布气板数量逐渐增加，通过布气板对发酵物料进行连续负压引风，即靠近发酵槽起始端单位面积上的负压引风机风量较大，越靠近终止端，需要的风量越小。
本发明的有益效果：
秸秆、木屑、锯末、稻壳等常用有机堆肥调理剂的生物降解速率较低，延长堆肥生产周期。本发明方法在生物干化或好氧堆肥过程中无需添加其它任何调理剂或膨松剂，而且节省了传统好氧堆肥和生物干化过程中微生物降解调理剂所需时间和通风量。由于生物干化和堆肥后物料中含有大量硝化细菌，可起到固氮作用，从而减少堆肥过程中氨气释放，因此也无需添加有机调理剂来调节物料C/N。该方法极简单，明显缩短堆肥和生物干化时间，与常规生物干化周期或好氧堆肥周期相比缩短50％。
按照发酵各阶段的不同温度和耗氧速率，设计风机所负责的通风面积，不仅可以实现风机的连续运行，解决阶段性供氧不足和通风过量的问题，而且可以有效降低通风能耗。另外，在翻堆期间提高对物料的负压引风速率，可以有效避免臭气外溢，显著改善堆肥车间空气质量。
附图说明
图1为本发明中负压通风发酵装置的结构示意图；图2为单块布气板的主视结构示意图如所示；图3为单块布气板的侧视结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式固体废弃物好氧堆肥及生物干化的方法，按以下步骤进行：
一、将含水率≥68％的污泥及畜禽粪便采用机械脱水、热干燥或晾晒的方法，使污泥及畜禽粪便的含水量低于70％；
或者将堆肥后含水率低于60％的污泥或畜禽粪便破碎至2cm以下的颗粒，然后将颗粒与含水率≥68％污泥及畜禽粪便均匀搅拌，使混合物料的含水率低于68％；
二、将步骤一中含水率低于70％的污泥及畜禽粪便或含水率低于68％的混合物料破碎成粒径为2cm以下的颗粒；
三、将步骤二破碎后的颗粒放入负压通风发酵装置中进行堆肥，不添加任何调理剂，将破碎后的颗粒放置于负压通风发酵装置的发酵槽的起始端，并将翻堆机也放置于发酵槽的起始端；
四、每0.5-3天翻堆一次，翻堆后在发酵槽的起始端再次补充破碎后的颗粒，翻堆期间提高该条发酵槽的引风速率1-10倍；
步骤三中所述负压通风发酵装置包括发酵槽1、竖向引风管2、臭气引风机4、负压引风机5和臭气引风阀门6，若干个发酵槽1水平连接形成负压通风发酵装置的主体，所述发酵槽1的底板由若干块布气板8横向排列拼装组成，形成若干横向布气板组3，所述布气板底8部设有竖向管8-1，布气板8底部的竖向管8-1拼装组成负压通风发酵装置的竖向引风管2，竖向引风管2与发酵槽1连通，发酵槽1为长条形，发酵槽1的一端为起始端1-1，另一端为终止端1-2，竖向引风管2靠近发酵槽1起始端1-1的一端通过管道与臭气引风机4连通，竖向引风管2与臭气引风机4之间的管道上设有臭气引风阀门6，靠近发酵槽1起始端1-1的横向布气板组3由1～5块布气板组成，从发酵槽1起始端1-1到发酵槽1终止端1-2的方向上，横向布气板组3中的布气板数量逐渐增加，每个横向布气板组3均与1台负压引风机5连通。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二将含水率低于70％的污泥及畜禽粪便或含水率低于68％的混合物料破碎成粒径为0.2～1.5cm的颗粒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二将步骤一中含水率低于70％的污泥及畜禽粪便或含水率低于68％的混合物料破碎成粒径为1cm的颗粒。其它与具体实施方式一相同。
为验证本发明的有益效果，进行以下实验：
实施例1：
结合图1、2和3说明本实施例，本实施例固体废弃物好氧堆肥及生物干化的方法，按以下步骤进行：
一、将含水率为90％的污泥及畜禽粪便采用机械脱水的方法，使污泥及畜禽粪便的含水量低于70％；
二、将步骤一中含水率低于70％的污泥及畜禽粪便或破碎成粒径为1.5cm的颗粒；
三、将步骤二破碎后的颗粒放入负压通风发酵装置中进行堆肥，不添加任何调理剂，将破碎后的颗粒放置于负压通风发酵装置的发酵槽的起始端，并将翻堆机7也放置于发酵槽的起始端；
四、每天翻堆一次，翻堆后在发酵槽的起始端再次补充破碎后的颗粒，翻堆期间提高该条发酵槽的引风速率5倍。
步骤三中所述负压通风发酵装置包括发酵槽1、竖向引风管2、臭气引风机4、负压引风机5和臭气引风阀门6，若干个发酵槽1水平连接形成负压通风发酵装置的主体，所述发酵槽1的底板由若干块布气板8横向排列拼装组成，形成若干横向布气板组3，所述布气板底8部设有竖向管8-1，布气板8底部的竖向管8-1拼装组成负压通风发酵装置的竖向引风管2，竖向引风管2与发酵槽1连通，发酵槽1为长条形，发酵槽1的一端为起始端1-1，另一端为终止端1-2，竖向引风管2靠近发酵槽1起始端1-1的一端通过管道与臭气引风机4连通，竖向引风管2与臭气引风机4之间的管道上设有臭气引风阀门6，靠近发酵槽1起始端1-1的横向布气板组3由两块布气板组成，从发酵槽1起始端1-1到发酵槽1终止端1-2的方向上，横向布气板组3中的布气板数量逐渐增加，每个横向布气板组3均与1台负压引风机5连通。
单块布气板的主视结构示意图如图2所示，单块布气板的侧视结构示意图如图3所示，图中8为布气板，8-2为设于布气板一端的与布气板内部连通的管道，布气板通过该管道与负压引风机5相连，8-1为竖向管。
本实施例无需添加其它调理剂。由于节省了调理剂购置费以及降解调理剂所需通风能耗，因而降低了好氧堆肥或生物干化处理成本约50％，并将常规污泥好氧堆肥时间由50天缩短到20天，生物干化周期由20天降低到10天。

Claims (3)

1.一种固体废弃物好氧堆肥及生物干化的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、将含水率≥68％的污泥及畜禽粪便采用机械脱水、热干燥或晾晒的方法，使污泥及畜禽粪便的含水量低于70％；
或者将堆肥后含水率低于60％的污泥或畜禽粪便破碎至2cm以下的颗粒，然后将颗粒与含水率≥68％污泥及畜禽粪便均匀搅拌，使混合物料的含水率低于68％；
二、将步骤一中含水率低于70％的污泥及畜禽粪便或含水率低于68％的混合物料破碎成粒径为2cm以下的颗粒；
三、将步骤二破碎后的颗粒放入负压通风发酵装置中进行堆肥，不添加任何调理剂，将破碎后的颗粒放置于负压通风发酵装置的发酵槽的起始端，并将翻堆机也放置于发酵槽的起始端；
四、每0.5-3天翻堆一次，翻堆后在发酵槽的起始端再次补充破碎后的颗粒，翻堆期间提高该条发酵槽的引风速率1-10倍；
步骤三中所述负压通风发酵装置包括发酵槽(1)、竖向引风管(2)、臭气引风机(4)、负压引风机(5)和臭气引风阀门(6)，若干个发酵槽(1)水平连接形成负压通风发酵装置的主体，所述发酵槽(1)的底板由若干块布气板(8)横向排列拼装组成，形成若干横向布气板组(3)，所述布气板底(8)部设有竖向管(8-1)，布气板(8)底部的竖向管(8-1)拼装组成负压通风发酵装置的竖向引风管(2)，竖向引风管(2)与发酵槽(1)连通，发酵槽(1)为长条形，发酵槽(1)的一端为起始端(1-1)，另一端为终止端(1-2)，竖向引风管(2)靠近发酵槽(1)起始端(1-1)的一端通过管道与臭气引风机(4)连通，竖向引风管(2)与臭气引风机(4)之间的管道上设有臭气引风阀门(6)，靠近发酵槽(1)起始端(1-1)的横向布气板组(3)由1～5块布气板组成，从发酵槽(1)起始端(1-1)到发酵槽(1)终止端(1-2)的方向上，横向布气板组(3)中的布气板数量逐渐增加，每个横向布气板组(3)均与1台负压引风机(5)连通。
2.根据权利要求1所述的一种固体废弃物好氧堆肥及生物干化的方法，其特征在于步骤二将含水率低于70％的污泥及畜禽粪便或含水率低于68％的混合物料破碎成粒径为0.2～1.5cm的颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种固体废弃物好氧堆肥及生物干化的方法，其特征在于步骤二将步骤一中含水率低于70％的污泥及畜禽粪便或含水率低于68％的混合物料破碎成粒径为1cm的颗粒。
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