CN106007835A - 利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废物处理技术领域，涉及一种利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备。它包括淤泥输送机构和有机固废输送机构，所述的淤泥输送机构和有机固废输送机构分别连接水解罐，所述的水解罐连接干化器，所述的干化器的出风口连接空气净化器，干化器的出料口连接物料输送器，物料输送器连接发酵罐，发酵罐连接振动筛，振动筛连接造粒机，造粒机连接成品储罐。本发明设计合理，工作可靠，安全性，生产效率高，易于推广应用。

Description

利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备
技术领域
本发明属于废物处理技术领域，涉及一种废物处理装置，尤其涉及一种利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备。
背景技术
随着我国城镇化水平不断提高，污水处理设施建设得到了高速发展，据《2013-2017年中国污泥处理处置深度调研与投资战略规划分析报告》统计2010年我国城镇污水处理厂已经建有2500多座，城市污水处理能力已达到每天1.22亿吨，为实现国家的减排目标和水环境改善，做出了巨大贡献。但是污水厂的建设及运行伴随产生了大量剩余污泥，以含水率80％计，全国年污泥总产水量将很快突破3000万吨，污泥处理形势十分严峻。由于我国污水厂在建设过程中，长期以来“重水轻泥”，我国城镇污水处理厂基本实现了污泥的初步减量化，但未实现污泥的稳定化处理。据统计，约80％污水厂建有污泥的浓缩脱水设施，达到了一定程度的减量化；约有80％的污泥未经稳定化处理，污泥中含有恶臭物质、病原体、持久性有机物等污染物从污水转移到陆地，导致污染物进一步扩散，使得已经建成投运的大污水处理设施的环境减排效益大打折扣。据统计，目前处置方式中，土地填埋占63.0％、污泥好氧发酵+农用约占13.5％、污泥自然干化综合利用占5.4％、污泥焚烧占1.8％、污泥露天堆放和外运各占1.8％和14.4％。事实上，土地填埋、露天堆放和外运的污泥绝大部分属于随意处置，真正实现安全处置的比例不超过20％。
此外，城市园林绿地面积园林废弃物的数量也越来越多，二者成为城市固体废弃物的主要组成之一。这两种固体有机废弃物通常的处置方式是填埋或焚烧，这不仅增加了政府对垃圾处理的成本，还浪费了宝贵的土地资源，污染了环境。同时城市生活污泥与园林废弃物中含有大量的有机质，不加利用也是对资源大大的浪费。
另一方面，目前在世界范围内广泛应用的栽培基质是泥炭，然而由于过度开采，泥炭资源已大大减少，同时开采泥炭会对湿地生态造成严重的破坏，而且泥炭短期内不可再生，因此限制泥炭使用的压力越来越大，迫切需要开发泥炭的替代品
为了克服现有技术的不足，人们经过不断探索，采用了各种各样的方法，比如中国专利文献公开了一种利用城市废弃物制备新型生态栽培基质的方法及装置[申请号：201510133600X]，包括以下步骤：(a)将含水率为10％～35％的园林废弃物物机械破碎至粒径≤3cm，并与先干化、后剪切的城市生活污泥进行搅拌混合，得到混合原料；经干化处理后的城市生活污泥的含水率为60％～90％，城市生活污泥与园林废弃物混合的质量比为1∶0.3～2；(b)将所述混合原料送入蒸汽爆破罐中进行蒸汽爆破处理，控制蒸汽爆破罐中的温度180～260℃，压力0.8MPa～2.6MPa，保温保压时间10min～20min；蒸汽爆破处理后的物料冷却到50℃～65℃；处理后的物料进行冷却并回收其余热，得到热空气；(c)向冷却后的物料添加占其0.2～0.5％质量的好氧发酵菌剂作为接种剂进行好氧发酵，同时通入热空气以保持发酵所需温度，控制发酵温度为55℃～65℃，发酵时间5～10天；所述接种剂为好氧发酵菌剂；(d)将所述的发酵后的物料进行筛分、干燥、造粒，得到生态栽培基质。
上述方案，通过蒸汽爆破预处理工艺的高温高压处理，原料中的各种病原菌、寄生虫卵等可被彻底杀灭，从而实现对环境的无害化。但是汽爆处理压力高，温度高，具有一定的危险性且处理工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，包括淤泥输送机构和有机固废输送机构，所述的淤泥输送机构和有机固废输送机构分别连接水解罐，所述的水解罐连接干化器，所述的干化器的出风口连接空气净化器，干化器的出料口连接物料输送器，物料输送器连接发酵罐，发酵罐连接振动筛，振动筛连接造粒机，造粒机连接成品储罐。
在上述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备中，所述的淤泥输送机构包括淤泥储罐和与淤泥储罐的出料口连接的分切机，所述的分切机的出料口连接水解罐，所述的有机固废输送机构包括有机固废储罐和与有机固废储罐的出料口连接的绞龙机，所述的绞龙机的出料口连接水解罐。
在上述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备中，所述的有机固废输送机构还包括设置在有机固废储罐顶部的粉碎机，及与粉碎机连接的带式输送机，所述的分切机和水解罐之间设置有第一质量流量计，所述的绞龙机和水解罐之间设置有第二质量流量计，所述的振动筛还连接大颗粒储罐。
在上述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备中，所述的干化器包括干化仓及设置在干化仓内的输送带组件，在输送带组件下方设有与干化仓内壁密封连接的过滤组件，过滤组件下方设有能对干化仓内的物料进行翻抛的翻抛机构。
在上述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备中，所述的输送带组件包括若干输送带，每相邻的两个输送带的输送方向相反，所述的过滤组件包括过滤网，所述的翻抛机构包括与干化仓转动连接的转轴及与转轴驱动连接的驱动器，所述的转轴上固定有若干交错设置的翻抛勺。
在上述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备中，所述的干化仓的进风口依次连接加热器和鼓风机。
在上述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备中，所述的干化仓的出风口连接依次换热罐、气液分离器、引风机后连接空气净化器，气液分离器的出液口连接输液泵，输液泵连接冷却液储罐。
在上述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备中，所述的换热罐包括换热罐体和设置在换热罐体内的呈螺旋状的换热盘管，所述的换热盘管一端连接干化仓的出风口，换热盘管的另一端连接气液分离器的进料口。
在上述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备中，所述的发酵罐内设有呈中空的搅拌轴，搅拌轴上固定连接有与搅拌轴连通且中空的搅拌桨，搅拌桨的端部设有与搅拌桨可拆卸连接的搅拌块，搅拌块上设有出液孔，在发酵罐上设有加液罐，所述的加液罐的两端分别与发酵罐上的驱动器及搅拌轴固定连接，所述的加液罐连通搅拌轴从而能让加液罐中的液体进入到搅拌轴内并从出液孔流出。
在上述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备中，所述的发酵罐底部设有曝气罩，曝气罩顶部与搅拌轴转动连接，曝气罩侧部密布有曝气孔，发酵罐内设有曝气管，该曝气管一端延伸出发酵罐外，另一端插入到曝气罩内。
与现有技术相比，本发明的优点在于：设计合理，工作可靠，安全性，生产效率高，易于推广应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是干化器的结构示意图；
图3是发酵罐的结构示意图。
图中：淤泥输送机构 1、有机固废输送机构 2、水解罐 3、干化器4、空气净化器 5、物料输送器 6、发酵罐 7、振动筛 8、造粒机 9、成品储罐 10、淤泥储罐 11、分切机 12、有机固废储罐 13、绞龙机 14、粉碎机 15、带式输送机 16、第一质量流量计 17、第二质量流量计 18、大颗粒储罐 19、干化仓 20、输送带组件 21、过滤组件 22、翻抛机构 23、输送带 24、过滤网 25、转轴 26、驱动器27、翻抛勺 28、加热器 29、鼓风机 30、换热罐 31、气液分离器32、引风机 33、输液泵 34、冷却液储罐 35、换热罐体 36、换热盘管 37、搅拌轴 38、搅拌桨 39、搅拌块 40、出液孔 41、加液罐42、曝气罩 43、曝气管 44。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，一种利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，包括淤泥输送机构1和有机固废输送机构2，所述的淤泥输送机构1和有机固废输送机构2分别连接水解罐3，所述的水解罐3连接干化器4，干化器4可以选用市售产品，通过加热蒸发淤泥中的水分从而提高淤泥的含固量，所述的干化器4的出风口连接空气净化器5，空气净化器5可以选用布袋式空气净化器或静电除尘器，干化器4的出料口连接物料输送器6，输送器6可以是绞龙、皮带式输送机或送料泵等等，物料输送器6连接发酵罐7，发酵罐7可以选用市售产品，发酵罐7连接振动筛8，振动筛8起到筛分作用，用于分离大颗粒淤泥或植物修剪物等，振动筛8连接造粒机9，造粒机9连接成品储罐10。
本发明，通过淤泥输送机构1和有机固废输送机构2分别对淤泥和有机固废进行输送，在本实施例中，淤泥可以是城市生活污泥、河道淤泥、湖泊淤泥及其它市政污泥中任一种或几种，有机固废可以是秸杆、稻草、城市行道树修剪物、园林绿化垃圾、鸡鸭牛粪、植物腐殖物及其它纤维质生物废料等，在水解罐3中实现混合和水解，也即将混合和水解步骤一步完成，干化器4将水解后的淤泥与有机固废进行脱水，提高固含量，众所周知，在脱水过程中会产生气液混合物，如直接排入大气则会对环境造成污染，因此将气液混合物通入到空气净化器5净化后排放，对环境起到保护作用。物料输送器6可以选用封闭式的绞龙，使物料的输送在一个密闭状态下完成，防止灰尘或气体的外溢，同样也是起到保护效果，再通过发酵罐7发酵，振动筛8分级后用造粒机9造粒，产品直接送入成品储罐10，工艺过程简单可靠，易于推广。
淤泥输送机构1包括淤泥储罐11和与淤泥储罐11的出料口连接的分切机12，优选地，在淤泥储罐11中可以设置搅拌机构，所述的分切机12的出料口连接水解罐3，所述的有机固废输送机构2包括有机固废储罐13和与有机固废储罐13的出料口连接的绞龙机14，绞龙机14属于公知常识，此处不再赘述，有机固废储罐13中也可以设置搅拌机构，所述的绞龙机14的出料口连接水解罐3。优选方案，有机固废输送机构2还包括设置在有机固废储罐13顶部的粉碎机15，及与粉碎机15连接的带式输送机16，有机固废可以先放置在带式输送机16上，送入到粉碎机15粉碎，粉碎机的粉碎颗粒可以通过实际的工艺参数制定，如将有机固废粉碎成3mm以下，所述的分切机12和水解罐3之间设置有第一质量流量计17，所述的绞龙机14和水解罐3之间设置有第二质量流量计18，所述的振动筛8还连接大颗粒储罐19，操作人员可以通过第一质量流量计17和第二质量流量计18直接得知淤泥和有机固废的进料量，从而调节淤泥和有机固废的配比，因此调节进料量即可实现配比，提高工作效率，从而不需要在水解罐3中再重新调整含量组分等的配比。
结合图2所示，干化器4包括干化仓20及设置在干化仓20内的输送带组件21，在输送带组件21下方设有与干化仓20内壁密封连接的过滤组件22，过滤组件22下方设有能对干化仓20内的物料进行翻抛的翻抛机构23。
具体的说，输送带组件21包括若干输送带24，每相邻的两个输送带24的输送方向相反，也即，物料依次从最上方的输送带24进入到下方的输送带24上，能够延长物料的输送路径也即延长了干化时间，工作效率显著提高，所述的过滤组件22包括过滤网25，过滤网25优选为不锈钢滤网，滤网孔径不做限定，可以是10目、20目、30目等等，优选地，可以在过滤网25下方设置若干弹性件，弹性件固定在干化仓20内壁上，在过滤网25过滤过程中，弹性件使过滤网25上下震动，过滤效率明显提高。
在本实施例中，翻抛机构23包括与干化仓20转动连接的转轴26及与转轴26驱动连接的驱动器27，驱动器27可以是电机或油缸等，所述的转轴26上固定有若干交错设置的翻抛勺28，翻抛勺28呈勺状，能提高物料的抓取率，也进一步提高干化效果。
干化仓20的进风口依次连接加热器29和鼓风机30。鼓风机30为干化仓20内部提供空气，通过加热器29加热后形成热空气，如干化仓20内部温度过高，也可以关停加热器29，只开鼓风机30。
如图1所示，干化仓20的出风口连接依次换热罐31、气液分离器32、引风机33后连接空气净化器5，气液分离器32的出液口连接输液泵34，输液泵34可以是涡轮泵、齿轮泵、柱塞泵等等，输液泵34连接冷却液储罐35。
换热罐31包括换热罐体36和设置在换热罐体36内的呈螺旋状的换热盘管37，本领域技术人员应当理解，换热罐体36内填充有换热介质如水、换热油等，对换热盘管37中的高温混合物进行换热，换热介质吸收热量后温度上升，可用于到其他需要加热的工序中，起到热能回收的作用。所述的换热盘管37一端连接干化仓20的出风口，换热盘管37的另一端连接气液分离器32的进料口，本领域技术人员还应当理解，气液分离器32可以是列管式冷凝器、翅片式冷凝器或旋风分离器等。
结合图3所示，发酵罐7内设有呈中空的搅拌轴38，搅拌轴38上固定连接有与搅拌轴38连通且中空的搅拌桨39，搅拌桨39可以是若干个，上中下排列，搅拌桨39的端部设有与搅拌桨39可拆卸连接的搅拌块40，搅拌块40上设有出液孔41，在发酵罐7上设有加液罐42，所述的加液罐42的两端分别与发酵罐7上的驱动器及搅拌轴38固定连接，所述的加液罐42连通搅拌轴38从而能让加液罐42中的液体进入到搅拌轴38内并从出液孔41流出。发酵罐7底部设有曝气罩43，曝气罩43顶部与搅拌轴38转动连接，曝气罩43侧部密布有曝气孔，发酵罐7内设有曝气管44，该曝气管44一端延伸出发酵罐7外，另一端插入到曝气罩43内。
众所周知，在发酵过程中，需要加入特定的发酵液、调理剂、酸液等等，由于淤泥具有较高的粘性，加入的液体不容易快速分散，也即匀料效果差，从而降低发酵效果，本发明的发酵罐7的结构，当需要在发酵罐中加入液体时，可先将液体加入到加液罐42内，液体从中空的搅拌轴38流入并流经搅拌桨39后从出液孔41流出，由于搅拌桨39呈转动状态，因此加液过程也是在持续的转动状态中进行，加入的液体得到迅速的分散，分散效率极好。
本发明的工作过程是：将淤泥加入到淤泥储罐11中，可在淤泥储罐11中加入膨松剂与硫酸亚铁、聚丙烯酰胺等，分切机12对淤泥分切，将大块切碎，通过第一质量流量计17计量后持续送入到水解罐3中，有机固废先通过粉碎机15粉碎成小颗粒，粒径通常小于3mm后在有机固废储罐13中储存，通过绞龙机14并经过第二质量流量计18定量后进入到水解罐3内部，水解罐3对物料进行混合搅拌，并加入草酸，其中淤泥、有机固废、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺和草酸的质量比可以是500:1000：500-1000：0.1-1：0.1-1：0.1-1，优选为500:500:0.2:0.3:0.2。
水解罐3的水解温度为90-160℃，水解时间为0.5-5hr，优选为1hr，可以在水解罐3中通入蒸汽或压缩空气保压，保压在0.2-0.6MPa之间，得到水解物，加热器29和鼓风机30的配合产生热空气进入到干化仓20内部，水解物进入到干化仓20的输送带24上，在输送带24上得到第一次干化，通过过滤网25后进入到干化仓20底部，被翻抛勺28翻抛，进行第二次干化，干化后的水解液通过物料输送器6进入到发酵罐7中发酵，发酵罐7温度50-65℃，发酵时间5-8天，得到发酵料，发酵料通过振动筛8筛分后，大颗粒物质去除送入到大颗粒储罐19中，可作为下一次生产的原料，过筛后的物质送入到造粒机9中造粒，造粒后的产品即为生态营养基，送入到成品储罐10中储存。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了淤泥输送机构1、有机固废输送机构2、水解罐3、干化器4、空气净化器5、物料输送器6、发酵罐7、振动筛8、造粒机9、成品储罐10、淤泥储罐11、分切机12、有机固废储罐13、绞龙机14、粉碎机15、带式输送机16、第一质量流量计17、第二质量流量计18、大颗粒储罐19、干化仓20、输送带组件21、过滤组件22、翻抛机构23、输送带24、过滤网25、翻抛勺28、加热器29、鼓风机30、换热罐31、气液分离器32、引风机33、输液泵34、冷却液储罐35、换热罐体36、换热盘管37、搅拌轴38、搅拌桨39、搅拌块40、出液孔41、加液罐42、曝气罩43、曝气管44等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，包括淤泥输送机构(1)和有机固废输送机构(2)，其特征在于，所述的淤泥输送机构(1)和有机固废输送机构(2)分别连接水解罐(3)，所述的水解罐(3)连接干化器(4)，所述的干化器(4)的出风口连接空气净化器(5)，干化器(4)的出料口连接物料输送器(6)，物料输送器(6)连接发酵罐(7)，发酵罐(7)连接振动筛(8)，振动筛(8)连接造粒机(9)，造粒机(9)连接成品储罐(10)。
2.根据权利要求1所述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，其特征在于，所述的淤泥输送机构(1)包括淤泥储罐(11)和与淤泥储罐(11)的出料口连接的分切机(12)，所述的分切机(12)的出料口连接水解罐(3)，所述的有机固废输送机构(2)包括有机固废储罐(13)和与有机固废储罐(13)的出料口连接的绞龙机(14)，所述的绞龙机(14)的出料口连接水解罐(3)。
3.根据权利要求2所述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，其特征在于，所述的有机固废输送机构(2)还包括设置在有机固废储罐(13)顶部的粉碎机(15)，及与粉碎机(15)连接的带式输送机(16)，所述的分切机(12)和水解罐(3)之间设置有第一质量流量计(17)，所述的绞龙机(14)和水解罐(3)之间设置有第二质量流量计(18)，所述的振动筛(8)还连接大颗粒储罐(19)。
4.根据权利要求1所述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，其特征在于，所述的干化器(4)包括干化仓(20)及设置在干化仓(20)内的输送带组件(21)，在输送带组件(21)下方设有与干化仓(20)内壁密封连接的过滤组件(22)，过滤组件(22)下方设有能对干化仓(20)内的物料进行翻抛的翻抛机构(23)。
5.根据权利要求4所述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，其特征在于，所述的输送带组件(21)包括若干输送带(24)，每相邻的两个输送带(24)的输送方向相反，所述的过滤组件(22)包括过滤网(25)，所述的翻抛机构(23)包括与干化仓(20)转动连接的转轴(26)及与转轴(26)驱动连接的驱动器(27)，所述的转轴(26)上固定有若干交错设置的翻抛勺(28)。
6.根据权利要求4所述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，其特征在于，所述的干化仓(20)的进风口依次连接加热器(29)和鼓风机(30)。
7.根据权利要求4所述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，其特征在于，所述的干化仓(20)的出风口连接依次换热罐(31)、气液分离器(32)、引风机(33)后连接空气净化器(5)，气液分离器(32)的出液口连接输液泵(34)，输液泵(34)连接冷却液储罐(35)。
8.根据权利要求7所述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，其特征在于，所述的换热罐(31)包括换热罐体(36)和设置在换热罐体(36)内的呈螺旋状的换热盘管(37)，所述的换热盘管(37)一端连接干化仓(20)的出风口，换热盘管(37)的另一端连接气液分离器(32)的进料口。
9.根据权利要求1所述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，其特征在于，所述的发酵罐(7)内设有呈中空的搅拌轴(38)，搅拌轴(38)上固定连接有与搅拌轴(38)连通且中空的搅拌桨(39)，搅拌桨(39)的端部设有与搅拌桨(39)可拆卸连接的搅拌块(40)，搅拌块(40)上设有出液孔(41)，在发酵罐(7)上设有加液罐(42)，所述的加液罐(42)的两端分别与发酵罐(7)上的驱动器及搅拌轴(38)固定连接，所述的加液罐(42)连通搅拌轴(38)从而能让加液罐(42)中的液体进入到搅拌轴(38)内并从出液孔(41)流出。
10.根据权利要求9所述的利用淤泥和有机固废间歇式生产生态营养基的成套设备，其特征在于，所述的发酵罐(7)底部设有曝气罩(43)，曝气罩(43)顶部与搅拌轴(38)转动连接，曝气罩(43)侧部密布有曝气孔，发酵罐(7)内设有曝气管(44)，该曝气管(44)一端延伸出发酵罐(7)外，另一端插入到曝气罩(43)内。
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