CN106733010B - 一种多功能一体式水生植物堆肥预处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能一体式水生植物堆肥预处理系统及方法，该预处理系统包括搅拌桶和滤液收集系统，所述搅拌桶上开设有进料口和混合料出口，且所述搅拌桶内设置有搅拌轴，所述搅拌轴的安装有若干根搅拌桨叶，且所述搅拌轴的底端安装有粉碎刀片，所述搅拌桶的底部开设有滤液出口，所述滤液出口处安装有过滤网，所述进料口处设置有预破碎系统，所述滤液收集系统包括通过滤液收集管路与所述滤液出口相连接的滤液收集罐。上述水生植物堆肥预处理系统同时集成了搅拌、粉碎和脱水的功能，不仅大幅度缩减了堆肥的时间，节约了堆肥的场地；而且最大限度地保存了水生植物生态修复过程中富集的营养物质，提高了堆肥成品的肥效。

Description

一种多功能一体式水生植物堆肥预处理系统及方法

技术领域

本发明属于水体污染修复植物残体资源化利用的前处理技术，尤其是涉及一种集搅拌、粉碎、脱水为一体的水生植物堆肥预处理系统及方法。

背景技术

受工业废水、生活污水和农业面源污染等的影响，我国水环境生态系统正遭受着严重的破坏。水生植物作为淡水生态系统中的重要初级生产力，近年来，一直被广泛应用于水环境生态修复中。尤其是沉水植物，由于其整株或绝大多数植株都在水体里，吸附量高，处理效果好，因此利用量高。

然而，随着水生植物的大量种植和恢复，在修复受污染水体的同时，由于水生植物繁殖快，生长旺盛，带来了新的问题，即如何妥善处置生长过剩的水生植物。鉴于水生植物在治理污染水体时，吸附了大量的氮磷等营养物质，因此，堆肥是比较实用的一种资源化处理处置方法。

然而，由于水生植物含水率高，大部分水生植物含水率在90％以上，给堆肥的预处理带来了极大的困难。因此，水生植物的脱水问题急需解决。

传统的水生植物，如水葫芦堆肥时，是先在堆肥场地进行晾晒，待水葫芦晒干至含水率低于30％时，用干湿破碎机进行破碎，然后与堆肥辅料一起，混合均匀，制堆，发酵。这种方法存在以下弊端：

1、占用场地大，环境效益差。

2、处理时间慢，堆肥周期长。

3、造成资源浪费，堆肥过程中需要添加水进行原料混合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能一体式水生植物堆肥预处理系统，其具有占地面积小、处理效率高及资源收集和利用率高的特点，以解决现有技术中水生植物堆肥预处理过程中存在的上述问题。

本发明的另一目的在于提供一种多功能一体式水生植物堆肥预处理方法，该方法具有处理效率高及资源收集和利用率高的特点，以解决现有技术中水生植物堆肥预处理过程中存在的上述问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种多功能一体式水生植物堆肥预处理系统，其包括预破碎系统、搅拌破碎系统和滤液收集系统，其中，

所述搅拌破碎系统包括封闭的竖直设置的搅拌桶，所述搅拌桶上开设有进料口和混合料出口，且所述搅拌桶内可转动地设置有搅拌轴，所述搅拌轴连接搅拌驱动电机，所述搅拌轴的上沿高度方向间隔安装有用于对物料进行搅拌的若干根搅拌桨叶，且所述搅拌轴的底端安装有用于对物料进行破碎的粉碎刀片，所述搅拌桶的底部开设有滤液出口，所述滤液出口处安装有过滤网，

所述进料口处设置有用于将投入的物料切断成小段的预破碎系统，

所述滤液收集系统包括密封的滤液收集罐，所述滤液收集罐通过滤液收集管路与所述滤液出口相连接。

特别地，所述滤液收集系统还包括抽真空组件，所述抽真空组件包括真空泵，所述真空泵通过真空抽滤管道与所述滤液收集管路相连通。

特别地，所述滤液收集管路上安装有阀门，所述滤液收集罐的底部开设有放液口。

特别地，所述混合料出口处安装有向下倾斜的挡板，以便于收集混合料。

特别地，所述真空抽滤管道与所述滤液收集管路均连接于所述滤液收集罐的顶部。

特别地，所述预破碎系统包括两组互相咬合的锯齿轮刀片，所述锯齿轮刀片由预破碎电机驱动。

一种多功能一体式水生植物堆肥预处理方法，其包括以下步骤：

1)将打捞上来的水生植物从进料口投入搅拌桶，水生植物在进料口处被预破碎系统切割成茎段，然后经搅拌轴搅拌后落入搅拌桶底部，被搅拌桶里面的粉碎刀片破碎成浆状体；

2)将过滤网过滤后的滤液通过滤液收集管路回收至滤液收集罐中暂时储存；

3)从进料口向搅拌桶投入堆肥辅料，直至堆肥辅料和水生植物浆状体混合均匀，从混合料出口将混合料收集；

4)将混合料连同滤液收集罐中收集的滤液一起运送至堆肥场地，混合料直接堆肥，滤液用于堆肥高温发酵过程中的水分补充。

特别地，所述堆肥辅料为用于调节堆肥原料孔隙度、碳氮比的材料。

特别地，所述堆肥辅料为畜禽粪便、植物秸秆、木屑、稻糠的任一种或几种组合。

特别地，所述预破碎系统将投入的水生植物切断成不超过20cm的茎段。

本发明的有益效果为，与现有技术相比所述多功能一体式水生植物堆肥预处理系统及方法具有以下优点：

1)结构简单，操作方便，无需完全将水生植物进行固液分离，提高了水生植物的利用效率，弥补了国内水生植物堆肥预处理的空白；

2)集成了搅拌、粉碎和脱水的功能，完全能满足水生植物堆肥资源化的预处理，与传统的水生植物堆肥方法相比，大幅度缩减了堆肥的时间，节约了堆肥的场地；

3)最大限度地保存了水生植物生态修复过程中富集的营养物质，提高了堆肥成品的肥效；

4)解决了水生植物脱水后滤液的收集和利用的问题，避免产生二次污染，环境友好。用滤液作为堆肥的补充水，既节约了水资源，又能提高堆肥成品的质量。

附图说明

图1是本发明具体实施方式1提供的多功能一体式水生植物堆肥预处理系统的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式1提供的多功能一体式水生植物堆肥预处理系统的预破碎装置的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式1提供的多功能一体式水生植物堆肥预处理系统的粉碎刀片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1至图3所示，本实施例中，一种多功能一体式水生植物堆肥预处理系统包括预破碎系统、搅拌破碎系统和滤液收集系统，所述搅拌破碎系统包括竖直设置的搅拌桶1，所述搅拌桶1为上方有盖的封闭式圆柱体结构，材质为不锈钢或者铸铁，且所述搅拌桶1的上部侧壁上设置有进料口2，所述进料口2处安装有预破碎系统，所述预破碎系统包括两组互相咬合的锯齿轮刀片3，所述锯齿轮刀片3由预破碎电机4驱动，两组锯齿轮刀片3在咬合过程中，可以将投入的水生植物切断成不超过20cm的小段。

所述搅拌桶1的底部侧壁上开设有混合料出口5，所述混合料出口5处安装有向下倾斜的挡板6，以便于收集混合料。且所述搅拌桶1内可转动地设置有搅拌轴7，所述搅拌轴7连接搅拌驱动电机8，所述搅拌轴7的上沿高度方向间隔安装有用于对物料进行搅拌的若干个搅拌桨叶9，所述搅拌浆叶9由两组叶片组成，每组叶片与水平面呈一定的角度安装，同一侧两个叶片互相平行，同一水平面两个叶片互相垂直安装于搅拌轴7。且所述搅拌轴7的底端安装有用于对物料进行破碎的粉碎刀片10，所述粉碎刀片10由一体化的四个双面刀片通过螺栓固定于所述搅拌轴7的底端。

所述搅拌桶1的底部相对于开设混合料出口5的另一侧壁上开设有滤液出口，所述滤液出口处安装有过滤网11，所述滤液收集系统包括密封的由普通塑料制成的滤液收集罐12和真空泵13，所述滤液收集罐12通过滤液收集管路14与所述滤液出口相连接，所述滤液收集管路14上安装有阀门15，打开阀门15时，水生植物中的水分通过重力作用和真空泵13抽滤的原理，经过过滤网11滤出，被收集到密封的滤液收集罐12中。

所述滤液收集罐12的底部开设有放液口16，所述真空泵13通过真空抽滤管道17与所述滤液收集管路14相连通，所述真空抽滤管道17与所述滤液收集管路14均连接于所述滤液收集罐12的顶部。

一种水生植物堆肥预处理方法，该处理方法基于所述处理系统形成，先特地列举出两种水生植物的堆肥预处理具体方法：

1)将1.5t打捞上来的含水率93.72％苦草从进料口2投入，经过预破碎系统破碎，破碎成5cm左右的茎段，然后落入搅拌桶1中，打开搅拌驱动电机8，通过粉碎刀片10将苦草茎段粉碎成浆状，粉碎完毕后，将滤液收集管路14通过接口连接到滤液收集罐12，启动真空泵13进行抽滤，通过过滤网11抽滤掉约500L-800L滤液，然后关闭真空泵13，关闭阀门15。

调节搅拌驱动电机8的功率，使搅拌浆叶9开始工作，从进料口2处投入0.25t含水率30％的畜禽粪便和0.25t含水率20％的茎段长度小于10cm的秸秆，搅拌均匀，得到含水率约60-70％的混合料，从混合料出口5直接出料，直接将混合料和滤液运送至堆肥场地堆肥。堆肥高温发酵期间，水分损失快，可以用收集的滤液直接进行水分补给，既能解决滤液的去处，又提高了堆肥的肥效。

2)将1.5t打捞上来的含水率89.24％的穗花狐尾藻从进料口2投入，经过预破碎系统破碎，破碎成8cm左右的茎段，然后落入搅拌桶1中，打开搅拌驱动电机8，通过粉碎刀片10将穗花狐尾藻茎段粉碎成浆状，粉碎完毕后，将滤液收集管路14通过接口连接到滤液收集罐12，启动真空泵13进行抽滤抽滤，通过过滤网11过滤掉约520L-700L滤液，然后关闭真空泵13，关闭阀门15。

调节搅拌驱动电机8的功率，使搅拌浆叶9开始工作，从进料口2处投入0.3t含水率40％的畜禽粪便和0.15t含水率18％的干木屑，搅拌均匀，得到含水率约60-65％的混合料，从混合料出口5直接出料，直接将混合料和滤液运送至堆肥场地堆肥。同样的，堆肥高温发酵期间，水分损失快，可以用收集的滤液直接进行水分补给，既能解决滤液的去处，又提高了堆肥的肥效。

上述预处理系统和方法还可以同时处理不同的水生植物，以满足不同的堆肥需求。滤液收集系统抽滤的水量可以根据堆肥的需要和辅料的性状以及辅料添加量调节。同时，可以根据抽滤的滤液的量，大致估算水生植物脱水后的含水率。在具体的实施过程中如果还有滤液多余，可以用于其他原料堆肥的水分补充，或者通过厌氧发酵、曝气等方式进行无害化处理。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种多功能一体式水生植物堆肥预处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：

1)将打捞上来的水生植物从进料口投入搅拌桶，水生植物在进料口处被预破碎系统切割成茎段，然后经搅拌轴搅拌后落入搅拌桶底部，被搅拌桶里面的粉碎刀片破碎成浆状体；

2)将过滤网过滤后的滤液通过滤液收集管路回收至滤液收集罐中暂时储存；

3)从进料口向搅拌桶投入堆肥辅料，直至堆肥辅料和水生植物浆状体混合均匀，从混合料出口将混合料收集；

4)将混合料连同滤液收集罐中收集的滤液一起运送至堆肥场地，混合料直接堆肥，滤液用于堆肥高温发酵过程中的水分补充。

2.根据权利要求1所述的多功能一体式水生植物堆肥预处理方法，其特征在于，所述堆肥辅料为用于调节堆肥原料孔隙度、碳氮比的材料。

3.根据权利要求2所述的多功能一体式水生植物堆肥预处理方法，其特征在于，所述堆肥辅料为畜禽粪便、植物秸秆、木屑、稻糠的任一种或几种组合。

4.根据权利要求1所述的多功能一体式水生植物堆肥预处理方法，其特征在于，所述预破碎系统将投入的水生植物切断成不超过20cm的茎段。