CN105906182A - 一种有机固体废物真空生物干燥方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机固体废物真空生物干燥方法及装置，属于固体废物处理技术领域。该方法主要是通过进料构建堆体、抽真空把生物好氧发酵和真空干燥结合起来，能够有效的使具有粘性较大、含水率高、孔隙率小、氧气输送困难等特点的有机固体废物的含水率降低、腐熟分解。该方法是由进气系统、进料系统、真空生物干燥反应器、控制及检测系统、排气系统和排料系统组成的处理装置对有机固体废物进行处理，能够克服传统工艺的效率低、干燥效果差、耗能高和污染环境的缺点，并且得到可直接再次利用的有机固体废物，真正实现有机固体废物的减量化、无害化和资源化。
Description
技术领域
本发明属于固体废物处理技术领域，具体涉及一种有机固体废物真空生物干燥方法及装置。
背景技术
随着工农业的发展和人类生活水平的提高，产生的固体废弃物越来越多。在这些固体废物中，有相当大一部分是有机固体废弃物，含有大量的致病菌、寄生虫卵等，危害人类健康。这些固体废物含水率高，在堆积过程中产生含高浓度渗滤液、臭气等，严重污染环境。如果这些有机固体废弃物不经过处理，直接堆积或者填埋，不仅会占用大量的土地、造成疾病的传播，还会对周围环境（包括地下水等）造成巨大的破坏，因此，需要对有机固体废弃物进行妥善处理，使其稳定化、无害化、资源化。
有机固体废物中有机物含量高，具有较高的经济价值，但是含水率高，限制了其运输、后续处理处置以及资源化利用。目前脱水技术有：浓缩脱水，包括重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法；机械脱水，包括真空脱水法、压缩法和离心脱水法。经过传统的浓缩和脱水工艺处理后的有机固体废物的含水率难以达到60%以下，如果要深度脱水就要进一步进行干燥技术。目前干燥技术有：热干燥，包括直接干燥、间接干燥、直接~间接联合干燥技术；太阳能干燥；微波加热干燥；生物干燥。
生物干燥技术是一种利用可生物降解废物发酵时产生的热量对废物加热以减少其水分的技术。生物干燥技术最早是科学家Jewell于1984年提出的用于畜禽粪便的处理方法，其原理就是利用堆肥化过程中微生物分解有机物时产生的能量，增加粪便中水分的散发，达到干燥的目的。江苏省农科院土肥所在常熟进行了猪粪生物干燥试验，采用批次堆肥方法，20d可以使猪粪含水量由700g/kg下降到550g/kg以下。陈天荣等研制开发了一种鸡粪发酵干燥处理成套设备，利用该设备通过生物发酵处理25~35d，可以使鸡粪含水量由650g/kg下降到200g/kg以下。袁登辉发明的一种城市污泥生物干燥方法，是将城市污泥和填充辅料混合堆置成发酵垛并通过不断的翻堆进行好氧发酵7~9d，污泥含水率下降到了30wt%以下。
生物干燥技术可应用于动物粪便、污泥、底泥等有机固体废物的干燥处理中，这些有机固体废物都具有粘性较大、含水率高、孔隙率小、氧气输送和水分散发困难等特点。然而除了使有机固体废物的含水率降低，还要使其腐熟分解，消除其中的有害物质，所以现有的生物干燥技术不能满足这些有机固体废物清洁高效处理的要求。因此，需要一种新的方法，保证有机固体废物快速干燥的同时，还能够实现其无害化处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的有机固体废物生物干燥方法中所存在的成本高、步骤繁琐、处理周期长和耗能高等缺点。
本发明的目的在于提供一种有机固体废物真空生物干燥方法，该方法将好氧发酵与真空干燥相结合实现对有机固体废物的干燥。本方法周期短、耗能少、成本低、操作简单。
优选的，本发明所述方法将有机固体废物加入到反应器中进行发酵，发酵的同时对反应器间歇抽真空，抽真空使反应器内形成负压状态，造成的空气流动会使下层发酵物料的温度传到上层，从而使上层物料的温度升高加快，也会使下层发酵物料的微生物菌种强制传到上层，从而加快降解速度，同速抽真空过程抽出了已经汽化的蒸汽，实现有机固体废弃物的干燥；反应器底部设有小孔或底部和侧壁均设有小孔。
优选的，本发明所述方法在抽真空时反应器内的压强为0.013-100000Pa。
优选的，本发明所述方法加入有机固体废物的同时加入辅料，所述辅料为破膜剂、调理剂、表面活性剂、除臭剂中的一种或几种。
优选的，本发明所述方法将有机固体废物分批次加入反应器中，形成一层一层的堆体，具体过程为：将第一批次有机固体废物加入到反应器中形成第一层堆体，当堆体内的温度上升到50~90℃时，第二次加入有机固体废物形成第二层堆体，当第二层堆体内温度上升到50~90℃时，第三次加入有机固体废物，以此类推。底层干燥并且降解好的有机固体废物随时排出，产生的气体经过降温、除湿、除臭、除尘处理后再排放。发酵物料加入量不超过反应器的3/4。
将有机固体废物分批次加入反应器中，是等到原有的有机固体废物温度上升到50~90℃时，再进行加入，最后形成一层一层的堆体，每层物料的性质会有差别；底层干燥并且降解好的有机固体废物可以通过排料口随时排出；堆体因为有机固体废物加入的时间不同，会逐渐分成四个阶层，从上到下分别定义为：干燥脱水层、适应繁殖层、快速降解层、降解完全层；降解完全层的有机固体废物通过排料口排出，这会使得上层堆体向下移动，最终每层堆体都会经过干燥脱水、适应繁殖、快速降解、降解完全四个阶段，最后从排料口排出。
干燥脱水层：由于是在原有有机固体废物温度上升到50~90℃的基础上，再加入新鲜的有机固体废物，所以下层的物料温度高，由于热传导作用以及抽真空造成的空气流动，会使下层物料的温度传到上层，从而使上层物料的温度升高加快。真空泵间歇抽真空，这就使反应器内物料形成真空负压状态，物料内的水份在负压状态下溶点沸点降低，并且因为物料温度较高，供给物料中的水份足够热量，使蒸发和沸腾同时存在；物料周围也会形成负压状态，物料的内外层之间及表面与周围介质之间形成较大的湿度梯度，加快了汽化速度，又快速抽出了已经汽化的蒸汽，所以可以达到快速干燥的目的。
适应繁殖层：当物料的水份达到60%以下时，就会更有利于有机固体废物中好氧微生物的繁殖，由于物料经过干燥脱水，水份会下降到了60%以下，温度又不断上升，所以微生物经过驯化期后进入大量繁殖期；又因为抽真空造成空气流动，会带动下层的热量和微生物强制上传到上层，产生梯级好氧微生物选择性接种作用，促使微生物接种及大量繁殖，是以加快了繁殖速度。快速降解层和降解完全层：当微生物大量繁殖后，就会对有机固体废物进行快速的降解，直至降解完全；降解完全层疏松透气，孔道变大并且均匀，有利于氧气从下层进入到物料中。
每次加入有机固体废物的同时加入辅料，所述辅料为破膜剂、调理剂、表面活性剂、除臭剂中的一种或几种。
本发明所述破膜剂为次氯酸钠和浓硫酸的混合物、次氯酸钙和浓硫酸的混合物、磷酸盐或者臭氧，次氯酸钠或次氯酸钙质量为每次加入有机固体废物质量的0.01%~0.5%，浓硫酸质量为每次加入有机固体废物质量的0.1%~2%，磷酸盐质量为每次加入有机固体废物质量的0.1%~2.5%，臭氧质量为每次加入有机固体废物质量的0.001%~0.5%；对污泥、底泥这类有机固体废物需先破膜再深度脱水，加入破膜剂，能够破坏胞外聚合物及微生物，使胞外聚合物水解、微生物瓦解，使细胞内的水释放出来，提高脱水率。
本发明所述调理剂为含水率低于30%的锯末、碎秸秆、木粒、烟末、石灰、堆肥中的一种或几种（按任意比例混合），锯末、碎秸秆、木粒、烟末、堆肥的加入量为每次加入有机固体废物质量的1%~10%，石灰的加入量为每次加入有机固体废物质量的0.1%~2%；锯末、碎秸秆、木粒、烟末、堆肥等，主要成分是有机物，能够被微生物分解，主要作用是对物料的化学成分进行调节，调整物料的C/N比；同时锯末、碎秸秆、木粒、烟末、堆肥等与有机物均匀混合会起到调节物料物理结构的作用，产生利于通气的均匀孔道，使氧气更容易并且更充分的进入物料；物料在好氧堆肥的初期，会有酸化现象，加入石灰调节PH可以避免严重酸化，并且还能够使温度上升加快，缩短处理的周期。
本发明所述表面活性剂为烷基糖苷（APG）、鼠李糖脂、SDS（ 十二烷基硫酸钠）中的一种，表面活性剂质量为每次加入有机固体废物质量的0.001%~2%，本发明选用表面活性剂可以促进堆肥升温，延长高温期；可以减弱菌体在堆肥颗粒介质中的吸附性，增强菌体在介质中的传输和分散；也可以提高反应中转化酶和纤维素酶活性，促进有机物质的转化，一定程度上也能加快反应进程。
所述除臭剂为生物除臭剂（例如EM菌生物除臭剂、壳聚糖生物除臭剂）、锯末、植物型除臭剂（例如丝兰属植物及其提取物、茶叶提取物、菊芋）、纳微级金属（例如纳米铁粉、纳米锌粉、纳米锰粉）、纳微级金属氧化物（如纳米氧化铁、纳米氧化钙、纳米二氧化钛）中的一种，生物除臭剂的加入量为有机固体废物质量的0.1%~5%，锯末的加入量为有机固体废物质量的0.5%~10%，植物型除臭剂的加入量为有机固体废物质量的0.01%~5%，纳微级金属或者纳微级金属氧化物的加入量为有机固体废物质量的0.002%~0.5%。在有机物分解过程中所产生的氨、硫化氢等气体是恶臭污染源是生物除臭剂中有效微生物群的营养物质，过新陈代谢放出氧气，消除了恶臭产生的物质基础，因此本发明所述方法在处理过程中可以加入生物除臭剂进行除臭。锯末具有通气性好、吸附性强、保水性适中、适合于微生物生长和繁殖等特点除臭。植物型除臭剂中具有的活性成分对发酵中的微生物有协同作用，可以和主要恶臭物质如氨和硫化氢等结合；提取物中少量的咖啡碱、碳水化合物、氨基酸等物质通过物理和化学作用吸附、中和、聚合、缩合臭气物质。纳微级金属或纳微级金属氧化物颗粒直径小，容易在空间中分散，从而能够均匀地分散在有机固体废物中，其中金属或金属氧化物可以和有机物分解过程中所产生的硫化物等发生反应，消除了恶臭，从而发挥了它们的作用。当然如果氧气充足产生恶臭气体会减少，就不需要添加除臭剂。
本发明所述方法在抽出气体这个过程中，反应器内物料形成真空负压状态，使外部氧气等气体通过底部小孔迅速进入反应器；由于好氧发酵产生了二氧化碳、氨气等气体，与物料外部的压差逐渐增大，促进了物料内部气体向外部输送的过程，在抽真空过程中也会强化抽出反应中产生的二氧化碳、氨气等气体，随着这些气体的排出，反应器中氧气的浓度会增加，这更加有利于好氧微生物的繁殖，并且产生的恶臭气体也会大大减少；同时抽真空时会带出水蒸汽，这也能加快干燥的速度。
本发明所述方法中部分调理剂和部分除臭剂，还能发挥吸水剂的功效，如调理剂中的含水率低于30%的锯末、碎秸秆、木粒、烟末、堆肥、石灰等，因为含水率低所以加入后会吸水，会使加入的有机固体废物的含水率降低5%-20%，它们吸水后还会膨胀，增大了物料间的空隙，更加有利于好氧发酵；如除臭剂中的纳微级石墨粉、纳微级金属、纳微级金属氧化物等，它们在空中分散时不仅能够吸收蒸发、汽化的水蒸气，它们均匀的分散在物料中还可以与物料间的水发生反应，从而更充分的吸收物料间的水，加快干燥的进程。
本发明是使好氧发酵与真空干燥结合起来，好氧发酵中温度较高，微生物活性强，有机物分解速度快，降解彻底，在这个过程中产生的高温有灭菌的作用，能够杀死固体废物中的病原菌、寄生虫（卵）等，提高了安全性；间歇抽真空既能使空气和物料充分接触，又能抽出废气，同时也加快了水份的蒸发、汽化等过程，使得有机固体废物快速干燥。
本发明的另一目的在于提供一种有机固体废物真空生物干燥装置，包括传送装置2、排料装置4、反应器7、物料喷射管8、进料斗9、空气压缩机13；空气压缩机13上设有正压口21和负压口20，正压口21通过管路与进料斗9、物料喷射管8依次连通；连通管路上设有压力传感器Ⅰ10和气体流量计Ⅰ11； 空气压缩机13的负压口20通过管路与反应器7的排气口22连通，管路上设有气体处理装置15、压力传感器Ⅱ16、气体流量计Ⅱ17、湿度传感器18、温度传感器19；排料装置4位于反应器底部，是由一个传送装置2构成的；支架3支撑着传送装置2以及整个反应器7；排料装置4、反应器7的底部设有小孔；支架3的四个角上安装有轮子反应器7为棱柱体结构，除底部其他部分是内外两层构成。
优选的，本发明反应器7的侧壁3/4处以下布满小孔。
优选的，本发明所述小孔直径为0.02~2cm。
优选的，本发明所述反应器7的下方设有可控开关阀Ⅰ1，侧壁3/4处有可控开关阀Ⅱ6，进料口设有可控开关阀Ⅲ23，出料口设有可控开关阀5，空气压缩机13与反应器7连通的管路上设有球阀Ⅰ12和球阀Ⅱ14。
本发明的有益效果：
本发明具有成本低、周期短、操作简单、臭气量小、生产安全、设备占用场地不大、随处理随排放等特点，并且此方法处理有机固体废物仅需5—15天，过程无需翻堆。通过本发明处理后的有机固体废物，不再稀稠黏连，而是疏松透气，可直接掩埋、铺垫、用作种植用土或者用作肥料，变废为宝，化害为益。用该方法，可以使含水率为70%—95%的有机固体废物，处理后含水率小于40%，干燥后的有机物可直接用于后续的处理与处置。
附图说明
图1是有机固体废物真空生物干燥装置示意图，
图中：1-控制开关阀Ⅰ；2-传送装置；3-支架；4-排料装置；5-可控开关阀；6-可控开关阀Ⅱ；7-反应器；8-物料喷射管；9-进料斗；10-压力传感器Ⅰ；11-气体流量计Ⅰ；12-球阀Ⅰ；13 -空气压缩机；14-球阀Ⅱ；15-气体处理装置；16-压力传感器Ⅱ；17-气体流量计Ⅱ；18-湿度传感器；19-温度传感器；20-负压口；21-正压口；22-排气口；23-可控开关阀Ⅲ。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点会随着描述而更加清楚；但这些实施例仅是示范性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制；本领域技术人员应当理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明的技术方案的细节和形式进行修改和替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
本发明实施例所述方法通过以下装置实现：所述真空生物干燥装置包括传送装置2、排料装置4、反应器7、物料喷射管8、进料斗9、空气压缩机13；空气压缩机13上设有正压口21和负压口20，正压口21通过管路与进料斗9、物料喷射管8依次连通；连通管路上设有压力传感器Ⅰ10和气体流量计Ⅰ11； 空气压缩机13的负压口20通过管路与反应器7的排气口22连通，管路上设有气体处理装置15、压力传感器Ⅱ16、气体流量计Ⅱ17、湿度传感器18、温度传感器19；排料装置4位于反应器底部，是由一个传送装置2构成的；支架3支撑着传送装置2以及整个反应器7；排料装置4、反应器7的底部设有小孔；所述支架3的四个角上安装有轮子；反应器7为棱柱体结构，除底部其他部分是内外两层构成；反应器7的侧壁3/4处以下布满小孔；小孔直径为0.02~2cm；所述反应器7的下方设有可控开关阀Ⅰ1，侧壁3/4处有可控开关阀Ⅱ6，进料口设有可控开关阀Ⅲ23，出料口设有可控开关阀5，空气压缩机13与反应器7连通的管路上设有球阀Ⅰ12和球阀Ⅱ14。进气时打开可控开关阀Ⅰ1，关闭可控开关阀Ⅱ6，使得气体从反应器7的底部和侧部进入；加料时仅打开可控开关阀 23，排料时仅打开可控开关阀Ⅳ 5；从而使得加料、进气、排气和密封交替进行，确保密封时的真空度。
本发明加入有机固体废物时，是通过进料装置加入到反应器中，物料和药剂倒入加料斗中，启动空气压缩机13并且打开球阀 12，空气从压缩机13中通过正压口21进入到管道，推动进料斗中的物料和药剂，使其从物料喷射管8喷射而出；物料和药剂会喷射到反应器内部的上表面，由于其重力左右，大部分会分撒到反应器中，另一部分因为物料和药剂本身的黏性，会附着在反应器内部上表面；而在反应器内部上表面附着的有机固体废物，这些有机物中微生物进行繁殖，从而反应器内部上表面会附着有微生物，在下一次物料加入时，会使微生物混合在新加入的物料中（微生物接种），一起均匀地铺撒在反应器中，也能够加快微生物的繁殖，缩短时间。
本发明在好氧发酵过程中，运行有机固体废物真空生物干燥装置中的抽真空设备，启动空气压缩机13，打开球阀 14，反应器内的空气从排气孔22通过管道进入负压口20后排出；打开可控开关阀Ⅰ1，关闭侧壁3/4处的可控开关阀Ⅱ6，新的空气在负压状态下可从反应器底部和侧部进入堆体；启动空气压缩机13，打开球阀I 12，打开可控开关阀 23，新的空气从物料喷射管8进入反应器。因加入物料含水率不同，所以间隔时间、抽真空和加压时间不同；并且不同的间隔时间及抽真空、加压时间，使得氧气在物料中传动更加均匀，使得氧气和物料接触更加充分，同时也能加快干燥速度。
实施例1
本实施例的处理对象：某城市污水处理厂产生的脱水污泥，其含水率为90%，有机质含量为70%，碳氮比为10.5，密度为1.07t/m3。
本发明所述方法将脱水污泥加入到反应器中进行发酵，发酵的同时对反应器间歇抽真空（抽真空的频率由反应器内压强决定，随着反应的进行当反应器内的压强大于100000Pa时候就进行抽真空），抽真空使反应器内形成负压状态（真空度为0.013-100000Pa），造成的空气流动会使下层发酵物料的温度传到上层，从而使上层物料的温度升高加快，也会使下层发酵物料的微生物菌种强制传到上层，从而加快降解速度，同速抽真空过程抽出了已经汽化的蒸汽，实现有机固体废弃物的干燥；反应器底部设有小孔或底部和侧壁均设有小孔。
本实施例所述方法中有机固体废物分批次加入反应器中，形成一层一层的堆体，具体过程为：将0.5t的脱水污泥加入到反应器中形成第一层堆体，当堆体内的温度上升到50~90℃时，第二次加入0.5t的脱水污泥形成第二层堆体，当第二层堆体内温度上升到50~90℃时，第三次加入0.5t的脱水污泥，以此类推，最大极限是加到反应器的3/4处，形成一层一层的堆体；底层干燥并且降解好的有机固体废物随时排出，产生的气体经过降温、除湿、除臭、除尘处理后再排放。每次加入0.5t脱水污泥以后，都要加入1.2kg次氯酸钠和7L浓硫酸作破膜剂，9kg的石灰调理剂，120g纳微级金属（例如纳米铁粉、纳米锌粉、纳米锰粉）的除臭剂。
在加料及反应初期，污泥主要在好氧状态下堆肥发酵，含水率降低较慢，随着堆体构建完成，2~4天后污泥含水率降低到60%，5~10天后完成堆肥和干燥，干燥后的污泥含水率为35%，通过排料口从反应器中排出。
实施例2
本实施例的处理对象：某奶牛养殖厂产生的奶牛粪便，其含水率为85%，有机质含量为14.5%，碳氮比为24，密度为1t/m3。
本发明所述方法将奶牛粪便加入到反应器中进行发酵，发酵的同时对反应器间歇抽真空（抽真空的频率由反应器内压强决定，随着反应的进行当反应器内的压强大于10000Pa时候就进行抽真空），抽真空使反应器内形成负压状态（真空度为0.013-10000Pa），造成的空气流动会使下层发酵物料的温度传到上层，从而使上层物料的温度升高加快，也会使下层发酵物料的微生物菌种强制传到上层，从而加快降解速度，同速抽真空过程抽出了已经汽化的蒸汽，实现有机固体废弃物的干燥；反应器底部设有小孔或底部和侧壁均设有小孔。
本实施例所述方法中有机固体废物分批次加入反应器中，形成一层一层的堆体，具体过程为：将0.5t的奶牛粪便加入到反应器中形成第一层堆体，当堆体内的温度上升到50~90℃时，第二次加入0.5t的奶牛粪便形成第二层堆体，当第二层堆体内温度上升到50~90℃时，第三次加入0.5t的奶牛粪便，以此类推，最大极限是加到反应器的3/4处，形成一层一层的堆体；底层干燥并且降解好的有机固体废物随时排出，产生的气体经过降温、除湿、除臭、除尘处理后再排放。每次加入0.5t奶牛粪便以后，都要加入20kg锯末和烟末的混合物及10kg石灰做调理剂，100g烷基糖苷（APG）的表面活性剂。
在加料及反应初期，奶牛粪便主要在好氧状态下堆肥发酵，含水率降低较慢，随着堆体构建完成，3~5天后反应器底层的奶牛粪便完成堆肥和发酵可以随时排出，反应器上层的奶牛粪便含水率降低到60%，可以再继续向反应器中加入新鲜的奶牛粪便，以此类推循环，排出的干燥后奶牛粪便的含水率为35%，可直接用于后续的处理与处置。
实施例3
本实施例的处理对象：某河道产生的经重力沉淀后的底泥，其含水率为80%，有机质含量为65%，碳氮比为14，密度为1.3t/m3。
本发明所述方法将底泥加入到反应器中进行发酵，发酵的同时对反应器间歇抽真空（抽真空的频率由反应器内压强决定，随着反应的进行当反应器内的压强大于1000Pa时候就进行抽真空），抽真空使反应器内形成负压状态（真空度为0.013-1000Pa），造成的空气流动会使下层发酵物料的温度传到上层，从而使上层物料的温度升高加快，也会使下层发酵物料的微生物菌种强制传到上层，从而加快降解速度，同速抽真空过程抽出了已经汽化的蒸汽，实现有机固体废弃物的干燥；反应器底部设有小孔或底部和侧壁均设有小孔。
本实施例所述方法中有机固体废物分批次加入反应器中，形成一层一层的堆体，具体过程为：将1t底泥加入到反应器中形成第一层堆体，当堆体内的温度上升到50~90℃时，第二次加入1t底泥形成第二层堆体，当第二层堆体内温度上升到50~90℃时，第三次加入1t底泥，以此类推，最大极限是加到反应器的3/4处，形成一层一层的堆体；底层干燥并且降解好的有机固体废物随时排出，产生的气体经过降温、除湿、除臭、除尘处理后再排放；每次加入1t底泥以后，都要加入2kg磷酸盐做破膜剂，120kg锯末、木粒、烟末及堆肥（任意比例混合）的混合物调理剂，100g纳微级金属氧化物除臭剂。
在加料及反应初期，底泥主要在好氧状态下堆肥发酵，含水率降低较慢，随着堆体构建完成，4~6天后反应器底层的底泥完成堆肥和发酵可以随时排出，反应器上层的底泥含水率降低到55%，可以再继续向反应器中加入新鲜的底泥，以此类推循环，排出的干燥后底泥的含水率为30%，可直接用于后续的处理与处置。
实施例4
本实施例的处理对象：某猪养殖厂产生的猪粪便，其含水率为88%，有机质含量为15%，碳氮比为15，密度为1.2t/m3。
本发明所述方法将猪粪便加入到反应器中进行发酵，发酵的同时对反应器间歇抽真空（抽真空的频率由反应器内压强决定，随着反应的进行当反应器内的压强大于10000Pa时候就进行抽真空），抽真空使反应器内形成负压状态（真空度为0.013-10000Pa），造成的空气流动会使下层发酵物料的温度传到上层，从而使上层物料的温度升高加快，也会使下层发酵物料的微生物菌种强制传到上层，从而加快降解速度，同速抽真空过程抽出了已经汽化的蒸汽，实现有机固体废弃物的干燥；反应器底部设有小孔或底部和侧壁均设有小孔。
本实施例所述方法中有机固体废物分批次加入反应器中，形成一层一层的堆体，具体过程为：将0.5t的猪粪便加入到反应器中形成第一层堆体，当堆体内的温度上升到50~90℃时，第二次加入0.5t的猪粪便形成第二层堆体，当第二层堆体内温度上升到50~90℃时，第三次加入0.5t的猪粪便，以此类推，最大极限是加到反应器的3/4处，形成一层一层的堆体；底层干燥并且降解好的有机固体废物随时排出，产生的气体经过降温、除湿、除臭、除尘处理后再排放。每次加入0.5t猪粪便以后，都要加入40kg锯末、烟末与木粒的混合物及15kg石灰做调理剂，110g鼠李糖脂的表面活性剂，100g壳聚糖生物除臭剂。
在加料及反应初期，猪粪便主要在好氧状态下堆肥发酵，含水率降低较慢，随着堆体构建完成，3~6天后反应器底层的猪粪便完成堆肥和发酵可以随时排出，反应器上层的猪粪便含水率降低到55%，可以再继续向反应器中加入新鲜的猪粪便，以此类推循环，排出的干燥后猪粪便的含水率为30%，可直接用于后续的处理与处置。
实施例5
本实施例的处理对象：某鸡养殖厂产生的鸡粪便，其含水率为75%，有机质含量为25.5%，碳氮比为4，密度为1.25t/m3。
本发明所述方法将鸡粪便加入到反应器中进行发酵，发酵的同时对反应器间歇抽真空（抽真空的频率由反应器内压强决定，随着反应的进行当反应器内的压强大于10000Pa时候就进行抽真空），抽真空使反应器内形成负压状态（真空度为0.013-10000Pa），造成的空气流动会使下层发酵物料的温度传到上层，从而使上层物料的温度升高加快，也会使下层发酵物料的微生物菌种强制传到上层，从而加快降解速度，同速抽真空过程抽出了已经汽化的蒸汽，实现有机固体废弃物的干燥；反应器底部设有小孔或底部和侧壁均设有小孔。
本实施例所述方法中有机固体废物分批次加入反应器中，形成一层一层的堆体，具体过程为：将0.4t的鸡粪便加入到反应器中形成第一层堆体，当堆体内的温度上升到50~90℃时，第二次加入0.4t的鸡粪便形成第二层堆体，当第二层堆体内温度上升到50~90℃时，第三次加入0.4t的鸡粪便，以此类推，最大极限是加到反应器的3/4处，形成一层一层的堆体；底层干燥并且降解好的有机固体废物随时排出，产生的气体经过降温、除湿、除臭、除尘处理后再排放。每次加入0.4t鸡粪便以后，都要加入50kg锯末、烟末及碎秸秆的混合物及10kg石灰做调理剂，80gSDS（ 十二烷基硫酸钠的表面活性剂，100g植物型除臭剂（例如丝兰属植物及其提取物、茶叶提取物、菊芋）。
在加料及反应初期，鸡粪便主要在好氧状态下堆肥发酵，含水率降低较慢，随着堆体构建完成，2~4天后反应器底层的鸡粪便完成堆肥和发酵可以随时排出，反应器上层的鸡粪便含水率降低到45%，可以再继续向反应器中加入新鲜的鸡粪便，以此类推循环，排出的干燥后鸡粪便的含水率为15%，可直接用于后续的处理与处置。
Claims (18)
1.一种有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：将好氧发酵与真空干燥相结合实现对有机固体废物的干燥。
2.根据权利要求1所述的有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：将有机固体废物加入到反应器中进行发酵，发酵的同时对反应器间歇抽真空，抽真空使反应器内形成负压状态，造成的空气流动会使下层发酵物料的温度传到上层，从而使上层物料的温度升高加快，也会使下层发酵物料的微生物菌种强制传到上层，从而加快降解速度，同速抽真空过程抽出了已经汽化的蒸汽，实现有机固体废弃物的干燥；反应器底部设有小孔或底部和侧壁均设有小孔。
3.根据权利要求2所述的有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：抽真空时反应器内的压强为0.013-100000Pa。
4.根据权利要求2所述的有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：加入有机固体废物的同时加入辅料，所述辅料为破膜剂、调理剂、表面活性剂、除臭剂中的一种或几种。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：有机固体废物分批次加入反应器中，形成一层一层的堆体，具体过程为：将第一批次有机固体废物加入到反应器中形成第一层堆体，当堆体内的温度上升到50~90℃时，第二次加入有机固体废物形成第二层堆体，当第二层堆体内温度上升到50~90℃时，第三次加入有机固体废物，以此类推。
6.根据权利要求5所述的有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：底层干燥并且降解好的有机固体废物随时排出。
7.根据权利要求5所述的有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：发酵物料加入量不超过反应器的3/4。
8.根据权利要求5所述的有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：每次加入有机固体废物的同时加入辅料，所述辅料为破膜剂、调理剂、表面活性剂、除臭剂中的一种或几种。
9.根据权利要求4或8所述的有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：述破膜剂为次氯酸钠和浓硫酸的混合物、次氯酸钙和浓硫酸的混合物、磷酸盐或者臭氧，次氯酸钠或次氯酸钙质量为每次加入有机固体废物质量的0.01%~0.5%，浓硫酸质量为每次加入有机固体废物质量的0.1%~2%，磷酸盐质量为每次加入有机固体废物质量的0.1%~2.5%，臭氧质量为每次加入有机固体废物质量的0.001%~0.5%。
10.根据权利要求4或8所述的有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：所述调理剂为含水率低于30%的锯末、碎秸秆、木粒、烟末、石灰、堆肥中的一种或几种，锯末、碎秸秆、木粒、烟末、堆肥的加入量为每次加入有机固体废物质量的1%~10%，石灰的加入量为每次加入有机固体废物质量的0.1%~2%。
11.根据权利要求4或8所述的有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：所述表面活性剂为烷基糖苷（APG）、鼠李糖脂、SDS（ 十二烷基硫酸钠）中的一种，表面活性剂质量为每次加入有机固体废物质量的0.001%~2%。
12.根据权利要求4或8所述的有机固体废物真空生物干燥方法，其特征在于：所述除臭剂为生物除臭剂、锯末、植物型除臭剂、纳微级金属、纳微级金属氧化物中的一种，生物除臭剂的加入量为有机固体废物质量的0.1%~5%，锯末的加入量为有机固体废物质量的0.5%~10%，植物型除臭剂的加入量为有机固体废物质量的0.01%~5%，纳微级金属或者纳微级金属氧化物的加入量为有机固体废物质量的0.002%~0.5%。
13.一种有机固体废物真空生物干燥装置，其特征在于：包括传送装置（2）、排料装置（4）、反应器（7）、物料喷射管（8）、进料斗（9）、空气压缩机（13）；空气压缩机（13）上设有正压口（21）和负压口（20），正压口（21）通过管路与进料斗（9）、物料喷射管（8）依次连通；连通管路上设有压力传感器Ⅰ（10）和气体流量计Ⅰ（11）； 空气压缩机（13）的负压口（20）通过管路与反应器（7）的排气口（22）连通，管路上设有气体处理装置（15）、压力传感器Ⅱ（16）、气体流量计Ⅱ（17）、湿度传感器（18）、温度传感器（19）；排料装置（4）位于反应器底部，是由一个传送装置（2）构成的；支架（3）支撑着传送装置（2）以及整个反应器（7）；排料装置（4）、反应器（7）的底部设有小孔。
14.根据权利要求13所述有机固体废物真空生物干燥装置，其特征在于：所述支架（3）的四个角上安装有轮子。
15.根据权利要求13所述有机固体废物真空生物干燥装置，其特征在于：所述反应器（7）为棱柱体结构，除底部其他部分是内外两层构成。
16.根据权利要求13所述有机固体废物真空生物干燥装置，其特征在于：反应器（7）的侧壁3/4处以下布满小孔。
17.根据权利要求13或15所述有机固体废物真空生物干燥装置，其特征在于：所述小孔直径为0.02~2cm。
18.根据权利要求13所述有机固体废物真空生物干燥装置，其特征在于：所述反应器（7）的下方设有可控开关阀Ⅰ（1），侧壁3/4处有可控开关阀Ⅱ（6），进料口设有可控开关阀Ⅲ（23），出料口设有可控开关阀（5) ，空气压缩机（13）与反应器（7）连通的管路上设有球阀Ⅰ（12）和球阀Ⅱ（14）。
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