CN108822912A - 一种城市粪便处理及加工的新材料研发利用体系 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种城市粪便处理及加工的新材料研发利用体系,包括粪便处理体系和肥料深加工体系,本项目大大增加了环境保护力度并对废物的变废为宝的新材料产生及粪便加工再利用产生了多方面的应用开发,该处理工艺已经达到了世界先进水平,对我国的环境保护及废物能源开发均可作出卓越贡献。

Description

一种城市粪便处理及加工的新材料研发利用体系
技术领域
[0001] 本发明涉及粪便加工利用技术领域,尤其涉及一种城市粪便处理及加工的新材料 研发利用体系。
背景技术
[0002] 世界上的各种生物每天都在进行着体外的排泄,每天都有源源不绝的粪便在不断 的产生,世界上的任何角落,每天都会有着不断产生的粪便在我们的生活中不断的出现,人 和动物都需要排泄,随着这些粪便的产生排出,这些生物体代谢产生的粪便,正在不断的在 城市及农村进行着不断的堆积,因现有的处理设备处理粪便的效率有限及运输保养的过程 均由不到位的现象,都在制约粪便有效处理。不能有效处理的粪便往往都会随着污水处理 的走向流入江河,制造着不断扩散的水、气污染,巨量的有毒物质每天都在行成液态后流淌 切循环式的进入我们的生活,粪便的处理问题再次进入我们的城市及农村。
[0003] 进入下水道后,城市住宅小区均设有粪便下水通道,普通建筑中都具有专门修建 的化粪池,连接楼宇的排粪管道后,再排放到住宅附近的城市污水总管道里去,很多的城市 污水总管道连接在一起就构成了城市污水管网,通向城市的污水处理厂进行处理,然后将 处理后的水排进河流、江、海里。现在有的新的住宅小区已经不修建化粪池了,直接将粪便 污水排进城市污水管道里,然后进入污水处理厂处理。另外有的小城市,可能没有污水处理 厂,最后所有的污水直接排放到江河湖海里,所以这样就造成了污染,给我们的环境带来破 坏。无法有效处理的粪便也随之进入世界各个地区无法解决的环境治理的难题。粪便的有 效处理及加工现成为扼制细菌及病毒在空气中的不断传播的手段模式。
发明内容
[0004] 本发明公开了一种利用生物粪便作为原材料,对粪便进入多次加工处理的一款城 乡公用的粪便转化资源的综合粪便开发及处理系统。可利用各种粪便可加工出功效更多的 农产品,及其他可燃烧的再生能源。系统利用挤压、过滤、化学分解、加工加热后流程,固态 粪便进行凝聚成型,并直接进行高燃烧性的热化脱水、磁震荡后冷却除臭及压缩成型步骤 把粪便制作成可以利用与发电及供热使用的燃烧块。人的粪尿经过磁化及磁震动后,进行 无害化处理后,可以直接从粪便中提炼出成为农作物生产上的有机肥液,将沉淀分解后的 固体粪便经过过滤和集中除臭,进行烘干压制后,可加工成利用率高的快速燃烧材料用于 发电及供热单位的燃烧使用。利用粪便制成的燃烧块,在经过除臭剂加工后,可达到对空气 的无毒作用,在环保规定的空气范围内,空气颗粒污染值明显小于煤炭燃料燃烧的散发值, 其可燃性及环保性能完全可以代替煤炭进行使用。
[0005] 采用如下方案:
[0006] —种城市粪便处理及加工的新材料研发利用体系,包括粪便处理体系和肥料深加 工体系;
[0007]所述粪便处理体系分为三次物理过滤体系,依次为:
[0008] 一次过滤:直接经过纱网过滤,将尿粪进行初步的物、液态分离,直接压制后将尿 液和粪便中的水分进行分解隔离;
[0009] 二次过滤:采用电磁震荡对粪便进行物质分解,运送带将存有粪便的机箱进行液 压,将受压排出的液态水分送入液态箱内进行保温安放;
[0010] 三次过滤:将剩余的粪便送入焚化炉中进行120度高温膨化加热,机器内部的传感 器控制多点受热进行温度累加后的值进行平均值显示,当温度超过120度时,焚化炉停止膨 化工作,将受高温后的膨化粪便通过气体传送带快速将粪便导入冷却炉进行瞬时降温,冷 却炉内温度值达到至-40度进行低温保温,恒定40分钟,受到低温后处理后的粪便凝结后, 会自行达到除臭的功能,当炉内的温度及时间显示到达指定标准值后,对粪便进行再次热 风加热,当粪便成为胶状物态时,传送带会把粪便进行统一压制成型,然后经过烘干后的粪 便可做为无菌性的快速融温的燃烧块;
[0011] 所述肥料深加工体系包括对含水的粪便及凝滞后进行压缩,提取粪便中的生物有 益菌,加注少量维生素保证生物有益菌的存活率,采用纳米材料包装所得到的营养液,可以 直接适用作农村种植土地作业中的天然有机肥;
[0012] 对于被保存的固体粪便挤压后通过管线送入烘炉,对烘干的固体粪便进行120度 的高温进行高温去菌,然后把剩余无菌的粪便用传送装置送入冷却加工厂房,对粪便物体 吹入-70度的冷风进行除臭,将燃烧除臭后的粪便经过常温缓存,作为燃烧块形成的基本材 料,把无毒的粪便燃烧材料进行压制成型,作为代替煤炭物质的可燃烧块进行再次发电及 供热燃烧使用。
[0013] 作为进一步说明的,经一次过滤后的尿/粪液体,经化学分离后加入30%的水,通 过纳米封闭后使粪便无毒素性的水气体隔离,在被分离出的液体粪便中直接提取活态尿素 和活性生物体,送入保温箱后进行物理烘干凝滞后成为有机肥材料。
[0014] 作为进一步说明的,所述粪便处理体系中三次过滤环节提到的粪便经过高温膨化 后产生的沼气,集中收集用于再次利用。
[0015] 作为进一步说明的,所述粪便加工处理中针对家禽粪便处理时采用化学中和除臭 法和酸化剂除臭法进行除臭。
[0016] 作为进一步说明的,所述化学中和除臭法具体操作如下:
[0017] 在畜禽舍垫料上撒一层过磷酸钙,过磷酸钙与粪中产生的氨气发生反应,生成无 味的固体磷酸铵盐,能减少粪便中氨气散发,降低氨气浓度;
[0018] 用4%硫酸铜和适量熟石灰混在垫料之中,或用浓度为2 %的苯甲酸、2 %乙酸喷洒 垫料,均可起到除臭作用;
[0019] 在垫料中混入硫磺,可使垫料的pH值小于7 • 0可抑制粪便中的氨气产生和散发,降 低畜禽舍空气中氨气含量。
[0020] 作为进一步说明的,所述酸化剂除臭法具体操作如下:
[0021] 在堆肥中添加氧化钙、硫酸铝或蔗糖用于减少氨气的挥发。
[0022] 本发明产生的有益效果:
[0023] 1 •把粪便中含有的酸性有益活性菌进行有效加工和物理提纯,把从市政污水管道 中及农村田地的粪堆中的粪便进行有效集成处理,提纯出的活性菌进行统一液化处理加 工,在固定的环境下保证有益活性菌的存在,进行农作物的肥料加工,是污染从常规的处理 当中进行有效处理后,减少城市环境处理负担,且对粪便处理后的污染进行了再处理的有 效废物利用方式;
[0024] 2.控制粪便通过空气及水进行有毒物质的传播及散发,对空气及水方面的环保中 凝固态物质转化起到独特创新性的带动作用;
[0025] 3.本项目大大增加了环境保护力度并对废物的变废为宝的新材料产生及粪便加 工再利用产生了多方面的应用开发,该处理工艺已经达到了世界先进水平,对我国的环境 保护及废物能源开发均可作出卓越贡献。
附图说明
[0026]图1为粪便处理体系图;
[0027]图2为肥料深加工体系图;
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本发明的技术方案作更为详细、完整的说明。
[0029]用粪便盒自动分离吐垫机将粪便盒衬垫在厕所便池内,在便池内侧设有电磁合 手,它能自动将粪便盒口合拢,便池底部设有输送带,便池出口端设有封口截口机,用其将 粪便盒封口并切除盒口多余部分后,通过可调式整形卷筒压迫整形之后进入输送导管(以 上操作过程由微电脑全自动完成)自由落入粪便集装箱内,再由专用运输车将集装箱运到 粪便自动化综合加工厂,经分解加工处理后还可得到高质量的自然有机肥料和沼气。
[0030] 在污水加工厂内设置一个三次过滤的物理体系,一层过滤直接经过纱网过滤,将 尿粪进行初步的物、液态分离,直接压制后将尿液和粪便中的水分进行分解隔离;二次过滤 采用分拣设备对粪便进行物质分解,运送带将存有粪便的机箱进行液压,将受压排出的液 态水分送入液态箱内进行保温安放。剩余的固态粪便送入焚化炉中进行120度高温膨化加 热,机器内部的传感器控制多点受热进行温度累加后的值进行平均值显示,分析指超过120 度时,焚化炉停止膨化工作,将受高温后的膨化粪便通过气体传送带快速将粪便导入冷却 炉进行瞬时降温,冷却炉内温度值达到至-40度进行低温保温恒定40分钟,收到低温后的粪 便凝结后会自行达到除臭的功能,当炉内的温度及时间显示到达指定标准值后,大数据控 制终端会指挥传送装置对粪便进行再次热风加热,当粪便成为胶装物态时,传送带会把粪 便传送至压制造模的板上进行统一压制成型,经过烘干后的粪便可做为一种无菌性的快速 融温的燃烧块,使粪便直接进行简单的处理实现变废为宝的功能。
[0031] 经一次过滤后的尿/粪液体,经化学分离后加入30%的水,通过纳米封闭后使粪便 无毒素性的水气体隔离,在被分离出的液体粪便中直接提取活态尿素和活性生物体,送入 保温箱后进行物理烘干凝滞后成为有机肥材料。计算机的云管理系统时时控制各种传感装 置,及时显示各个操作过程的温度值及控制数据对于本身是一个相对环保的垃圾处理方 式,但前提需要沉淀后的垃圾处理及分类隔离和在处理加工,世界的各个污水处理厂不仅 在尿粪垃圾处理前没有垃圾分类处理,对于沉淀后残余物的处置也为所欲为,传统的粪便 治理方式最终不仅伤害了环境和民众健康,也让现代粪便加工产业一只处于滞留状态。 [0032]粪便处理在世界任何国家都是很受欢迎的环保项目,但前提是粪便沉淀、分离与 再加工,在各个国家,经过分离后未能进行合理的再次加工,粪便的加工的初期,往往都需 会通过白矾对污水及存在的粪便进行化学分离,利用矾对粪便与水进行渗析式分离,可使 含有氯化钾、氯化钠及活性有益菌的在沉淀后的水中过滤后得到自然萃取,改变原有粪便 处理的凝聚态分离沉淀模式。
[0033] 物理加工及废物利用
[0034] 本系统由于采用盒装粪便、粪便盒集装运输和自动化工厂加工处理,具有使用方 便安全、清洁卫生、无污染、不需用水冲洗厕所、利用粪便肥资源、易检修等优点,能广泛应 用于家居、酒店、车船和公用厕所等。
[0035]节水:由于本系统根本无需用水冲洗厕所,故能节约巨量水资源,就我国而言,每 年至少可节约20亿吨天然用水;
[0036]治理水污染:由于不需用水冲洗厕所,因此便切断了水污染源,从源头治理水污 染。可节省治污资源成千上万亿元;
[0037]利用自然肥资源:由于采用盒装粪便、粪便盒集装运输和自动化工厂加工处理,因 此能利用巨大的自然肥资源,据测算,仅我国城镇每年就可利用二亿五千万吨优质自然粪 便有机液化肥料及粪便凝固形成的燃烧块;
[0038] 废物利用:由于粪便可采用纸盒包装,纸盒可利用稻草、麦秸杆等可降解胶质纤维 制作,故可使废弃有害的稻草、麦秸杆等得到充分合理地利用,从田地出来又回到田地里 去,构成良性循环,改善土壤结构。
[0039]改善田地土壤结构:自然有机肥料的大量使用,能使田地土壤结构得到改善使其 良性循环从而使农作物可持续增收;
[0040] 为了进一步开发粪便的能源转化,净化空气质量,对含水的粪便及凝滞后进行压 缩,提取粪便中的生物有益菌,加注少量维生素保证生物有益菌的存活率,采用纳米材料包 装后营养元素的营养液,可以直接适用于农村种植土地作业中的天然有机肥。对于被保存 的固体粪便挤压后通过管线送入烘炉,对烘干的固体粪便进行120度的高温进行高温去菌, 然后把剩余无菌的粪便用传送装置送入冷却加工厂房,对粪便物体吹入-70度的冷风进行 除臭,将燃烧除臭后的粪便经过常温缓存,作为燃烧块形成的基本材料。把无毒的粪便燃烧 材料进行压制成型,作为代替煤炭物质的可燃烧块进行再次发电及供热燃烧使用。
[0041] 粪便臭气的处理
[0042] 1.化学中和除臭法
[0043]在畜禽舍垫料上撒一层过磷酸钙,过磷酸钙与粪中产生的氨气发生反应,生成无 味的固体磷酸铵盐,能减少粪便中氨气散发,降低氨气浓度。可以利用过氧化氢、高锰酸钾、 硫酸铜、乙酸等具有抑臭作用的化学物质,通过杀菌消毒,抑制有害细菌的活动,达到抑制 和降低畜禽舍内有害气体的产生。用4%硫酸铜和适量熟石灰混在垫料之中,或用2%的苯 甲酸、2%乙酸喷洒垫料,均可起到除臭作用。在垫料中混入硫磺,可使垫料的pH值小于7.0。 这样可抑制粪便中的氨气产生和散发,降低畜禽舍空气中氨气含量。 _] 2.酸化剂除臭法
[0045]使用酸化剂能调节畜禽粪便中的氨,在PH=5时猪粪中的氨挥发停止,酸化剂能中 和畜禽粪便中的咸性物质。在堆肥中添加20 %的氧化钙能减少10 %的氨挥发。还有报道,使 用11 %的蔗糖能使猪粪pH值降至3 • 5,氨的挥发减少了98%。在粪便中添加植物乳杆菌和葡 萄糖复合能使猪粪的pH值从8降至6,氨的挥发减少50%。有研究表明,铝盐添加后降低粪便 中的pH值,减少氨的挥发,在禽类粪便中添加硫酸铝能减少99 %的氨挥发量。
[0046] 加工制造流程数据分析
[0047]在粪便处理系统中,通过单方向流动向在容放的积粪箱内加入粪便,对粪便内处 理存放箱内注入70%的粪便,兑入1¾的氯化物,加注35摄氏度的温水对粪便进行混合搅 拌。有机肥从粪便中通过挤压把内部的分离出来,对挤压出来的生物活性液体(天然粪便中 的有机肥)进行统一收集后,通过试验机不透气钢管送入另外的加热炉进行室温调节,加注 和粪便容积相等的水,水温控制在20摄氏度上下,正负〇. 5〜1.5度水温误差。
[0048]粪便沉淀后将是把固体凝聚态的粪便通过恒温加热转化成活性生物体的常规水 温热量,通过挤压后冷却后可以使原来的凝聚粪便可以减少80 % 一85 %的质量,减小 95 % — 96 %的体积,极大地节省了粪便存放的物理空间。而被挤压后再粪便脱离的元素中, 含有活性微生物的液体会从粪便中脱离出来,进行纳米包装后,进行恒温包装。这种简单直 接的提取方式可以将粪便中的活性物不受伤害的保存下来,对于耕地的活化有着很大的活 性作用。
[0049]实验一
[0050]选择0.3亩农作物实验田,利用粪便加工处理机对〇.5公斤的牛粪进行加工,经一 天加工压制成型后包装进行常温封存。25天后在其试验田内播种黄豆,当时种植环境温度 为+8度,播种后55天后,使用0.5升从粪便中提纯出的液态生物有机肥加注2.5升地表水进 行混合调制并搅拌后,对土地进行平均喷洒式施肥,维护六个月的间接洒水及正常的阳光 照射,期间降水I5次,5次降水量均未超过降水量的峰值,气象温度、湿度均保持正常农作物 生长的气象范围值,种植过程中空气温湿度与外界相同,除降雨时间外播种后持续保持温 度上升,入夏后最高温度为28摄氏度,紫外线辐射正常,期间每天平均温度达到27度左右, 温度正负误差小于3度。温湿度均为平衡,空气干燥度尚无超标。
[0051]经连续166天的种植后,0_3亩的试验田所有黄豆均正常进行收割,经查试验田内 的大豆产量已达到了0.3亩155斤的产量值。大豆颜色为橙黄色,颗粒大,经化验黄豆中的 钙、锌及白蛋白含量均为高等级别。其余元素值均在所需营养值内。
[0052]目前,许多牧场采用冲洗式的清洗系统(尤其是猪场),收集的粪便大多是液体或 半液体。若采用干燥法、青贮法处理粪便,消耗能源过大,造成资源的浪费;分离法就是选用 一定的冲洗速度,将畜禽粪便中固体和液体分开,可以获得满意的结果。
[0053] 项目实现
[0054]各楼宇建筑的下水粪液经粪池集中后,会定期经罐装运输车收集运送至粪便处理 厂,经过称重系统刷卡、沉重、并计算拍照、记录后进入卸粪间。通过使用该称重系统处理厂 可以每天对运输车的进场次数和粪便的处理量进行统计、记录和汇总。
[0055]粪液进入卸粪间后通过平衡装置使卸粪口密闭对接,倾泻到固液分离装置里,将 粪液里的大块物进行分拣,过滤,除沙、排渣,固液分离设备采用独特的处理结构,可以达到 对液体中20mm以上的漂浮物、悬浮物、沉淀物100%的分离率。处理的含固量可达40-45%。 对分理处的垃圾可直接运送到垃圾填埋场,进入絮凝脱水的粪便经三腔絮凝液制备装置均 匀的加药、絮凝、脱水。处理后的粪渣通过无轴螺旋输送机运出仓可直接堆肥,粪水可达到 国家三级排放标准直接排放到市政管网。
[0056] 开发处理方式
[0057] 1.沼气化
[OOSS]沼气工程是以减量化、无害化、资源化为目标,实行清洁生产,集粪污处理、沼气生 产、资源化利用为一体的系统工程。它由四个环节组成:前处理、厌氧消化、后处理、综合利 用。经过处理后产生的沼气经脱水、脱硫、脱杂净化后可作为生产或生活用能。沼渣根据情 况定期排出并可干化。经过发醇的沼渣可直接杀死病菌和寄生虫,减少生物污泥量,不会引 发病虫害,可作为优质的有机肥使用。沼液中存在着许多氨离子和多种微生素,并含有吲哚 乙酸和赤霉素等物质,能够杀菌并对有害病菌有抵制作用。试验表明,沼液对蚜虫的杀死率 为95 • 25%,对红、黄蝴蛛的杀死率为95 • 25°乂,对其它青虫的杀死率为99.40%。因此,沼液 进入后处理系统,可用为营养液喂猪或作为农田的液面有机肥使用。
[0059] 把粪便中分离出的沼气收集以后,把吸粪管和厌氧发酵池进料管对接,靠吸粪车 的压力把粪便打入厌氧发酵池内,同时排出等量的发酵液。整个过程只需5分钟,并且密闭 运行无臭味、无污染。实现了无滴漏,无绳蚊,无臭味,收到了较为显著的环保和卫生效果。 [0060]生物沼气发电项目是利用粪便中收集到的畜禽类沼气进行发电,沼气发电厂具有 世界先进水平,其关键技术及设备,利用沼气发酵罐、沼气燃烧发电机组及储气罐采用沼气 发酵计算机集中控制管理系统,作为生物质能发电可日处理鲜牛粪500吨;日生产沼气12, 〇〇〇立方米、发电3万千瓦时;每年生产有机肥约20万吨;年发电量1千万度,直接接入国家电 网;年减排温室气体约25,000吨C02当量。
[0061]使用沼气进行发电的电厂最大优点是实现牧场粪便污水无公害、无污染、零排放, 有机肥出售市场;种植高档菌类植物;并能将所生产的中水全部用于园区绿化供水与灌溉 牧草;且其发电生成的热能将可维护牧场的日常供暖,相当于每年节省约5,000吨标准煤。 解决了在高寒地区实施高效厌氧发酵生产沼气的关键技术;解决了去除泥沙的技术难题; 解决了牛粪厌氧发酵产生沼气的技术难题。
[0062] 2.肥料化
[0063]主要采用堆肥法。将畜禽粪便和垫草、秸杆、稻壳等固体有机废弃物按一定比例堆 积起来,调节堆肥物料中的碳、氮比,控制适当水分、温度、氧气与酸碱度,在微生物的作用 下,进行生物化学反应而将废弃物中复杂的不稳定的有机成分加以分解,并转化为简单的 稳定的有机物质成分。随着堆肥温度的升高而杀灭堆肥物料中的病原菌、虫卵和蛆蛹,处理 后的物料用于农田可改良土壤,提供作物养分。操作过程中注意以下方面:①微生物菌种、 碳氮比、pH值、温度、含水率、通气、腐熟度要合适。②堆肥制作有顶棚的堆积场舍最理想。如 在户外露天堆积,则需有适当覆盖,以防雨水冲刷。另外,必须考虑水分取得、翻堆空间、通 风情形及肥水收集等问题。③堆肥化设备堆肥化设施大致可分为传统式(野积式)、通气静 堆式及槽式三类。前两者的区别在于堆肥化过程空气提供的方式不同,野积式只要由堆积 体的表面或人工翻堆来提供好氧微生物所需的氧气,其效率较低;槽式是一种堆肥化设备, 堆肥化过程的操作过程(进出料的方式、通气量等)由设备主件来控制,可算是半自动化生 产设备(因整个生产流程尚需包括前段物料调整及后续腐熟等过程)。考虑土地及二次污染 等因素,槽式堆肥化设备应该是未来发展的趋势。好的堆肥对改善土壤结构、培肥地力起到 重要作用。利用堆肥方法不但能处理畜禽粪便,也能处理其他有机废弃物,是一种集废弃物 处理和资源化循环再利用于一体的好方法。
[0064] 3.饲料化
[0065] 畜禽粪便不仅是优质的有机肥料,而且也是很好的畜禽饲料资源。特别是鸡粪中 含有大量未消化的粗蛋白质、B族维生素、矿物质元素、粗脂肪和一定数量的碳水化合物,可 作为家禽和^产养殖饲料使用。但是畜禽粪便不仅含有很多水分,而且还含有各种细菌,这 就需要经过高温高压、热化、灭菌和脱臭等过程,将粪便制成粉状饲料添加剂,只有经过加 工处理后方可成为很好的饲料资源。畜禽粪便饲料化的方法主要有干燥法、青贮法(无氧发 酵法)、有氧发酵法和分离法。
[0066] 3.1干燥法
[0067]干燥法是饲料化的常用处理方法,尤以鸡粪处理用的最多。干燥法以否加入人为 动力可分为自然干燥法和人工干燥法。
[0068] 3.2青贮法
[0069]青贮发酵是一种简便易行且经济效益较高的固体有机废弃物处理方法。可平衡全 年的饲料供应。
[0070] 3.3有氧发酵
[0071]该方法投资少,改变了粪便本身的许多特点,产品可作为动物的饲料。在处理过程 中需要充气、加热、干燥产品,所以消耗大量的能源。
[0072] 3.4分离法
[0073]目前,许多牧场采用冲洗式的清洗系统(尤其是猪场),收集的粪便大多是液体或 半液体。若采用干燥法、青贮法处理粪便,消耗能源过大,造成资源的浪费。分离法就是选用 一定的冲洗速度,将畜禽粪便中固体和液体分开,可以获得满意的结果。
[0074]实验二
[0075] 2015年4月在吉林省大安地区选择0.5亩半沙化的试验田,引进粪便处理系统对 2.5kg的半液态猪粪便进行加工处理,将压制出的1.3升生物液态有机肥加注2.5升的自来 水进行搅匀后对试验田进行喷洒后,种植胡萝卜、白菜两种农作物,试验田喷洒有机肥前的 土地质量属于干燥性,碱性超标,水含量不足,按照正常土地标准对比,该实验田属冬天沙 化土地。该土地4月份降水3次,5月份降水1次,为保证土壤环境不退化,将试验田内每月固 定进行2次喷水并进行每月1次的粪便提纯的有机肥液态喷洒。附近及试验田的紫外线均属 正常,空气质量正常,土壤温度范围为8—29摄氏度,环境平均温度正常,70天后,土质的物 质活跃性出现转化,土壤内的活性元素增加,土地对外的吸水能力加强1倍,土质肥沃性增 加。
[0076] 播种后130天后,抽取白菜子和胡萝卜中的胡萝卜素进行观察,发现试验田中的白菜 及胡萝卜中的营养分子均高于普通土地中所种植的白菜和胡萝卜营养成分,其中白菜中的维 生素C值明显增加,种植出的胡萝卜中所含的胡萝卜素明显增多,其提取出的胡萝卜素对人体 的血液中的质子分离有明显效应,输入血液中可直接分割血液中的细胞因子,抗癌、美颜护 肤作用明显增加。
[0077] 连续续观察92天后发现,经机器加工出的活性肥覆盖范围内空气质量明显有所提 高,土质的酸性程度明显退化,碱性物质达到国家要求标准,比普通直接使用粪便的土地吸 水量及含氧量均由高升,试验田的各种土地实验数值均为肥沃土地标准限额范围内,土壤 整体沙化的凝结体消失80%,各种质量数据均达到了国家标准肥沃地区土地标准值。
[0078] 4.对于粪便进行制作燃烧块
[0079]城市人口众多,每天排出的粪便,造成粪便堆积的现状日趋严重,如何能够把粪便 再次实现二次开发和利用,真正使粪便实现变废为宝现在是各个国家环保部门都要面对的 课题。本发明利用压缩集中分解系统直接把粪便进行絮凝脱水的粪便经三腔絮凝液制备装 置均匀的加药、絮凝、脱水。粪便可采用纸盒包装,纸盒可利用稻草、麦秸杆等可降解胶质纤 维制作。当然,粪便盒也可采用可降解朔料制作。处理后的粪渣通过无轴螺旋输送机运出仓 可直接堆肥,利用低温除臭后进行压制成型,把粪便变成蜂窝煤的外部形态。经过烘干后的 燃烧块进行简单的压缩后,可真正使实现了粪便可燃烧的无污染的燃烧形态物,经表面处 理的燃烧块进行安放处理后,可直接用于火力发电及供热的材料燃烧供应。
[0080] 处理系统的拓展空间
[0081]本项目可对于农业发达的国家及地区使用,粪便长期被作为一种对植物生长有益 的活性天然肥料(有机肥)使用,大量的人畜粪便往往都是被人们储存起来放入田地,造成 的污染不仅仅影响到了使用地区的饮用水及地表水,而且对使用地区的空气质量也同样会 造成巨大的影响。以中国东北农村地区为例,长期以来堆积粪便在农村的出现已成为了一 种常见现象,农村及周边地区的农用土地里往往都存在着平时积累的动物及人的粪便所堆 积的粪堆,当地的百姓称利用粪便中的活性菌及粪便中的生物活性物作为生物有机肥对田 地进行反复的耕种和存储,节省了从外地购买肥料所需的天然材料费用、人工费用及交通 费用。粪便在农村长期的堆积不断的形成,造成了对农村空气质量及耕地水源的严重污染。 然而对于在没有处理的粪便上进行的改造又没有成型的设备,造成了现有农村只有臭气熏 天的空气,空气质量严重下降。在恶劣空气质量中,本系统可在处理过程中,发挥巨大的价 值。由于农村里土地对农作物对粪便的需求量庞大,大多数人畜粪便均放在个人家的田地 中堆积,造成大部分地区的空气质量已经到达了国际空气质量标准值的峰值。因气象、风化 等环境作用,粪便中的有毒物质也会逐渐随空气不断快速的扩散,在空气中进行有毒物质 的快速传播,以致导致形成诸多的相关疾病产生。农村人口众多和饲养牲畜的粪便总量远 远超过城市的供应量,农村的粪便来源主要根据每家每户的人口与饲养的动物排便量和来 进行分开统计,尤其是在巨量的牲畜粪便的产生,可提取的微生物有益活性均及可应用体 数量更加庞大,农村人畜共同排出粪便供应总量和是单独普通城市可开发市场原材料供应 量的数十倍,可为土地提供提纯的有益活性菌及有机肥料的利用率极大。农村的粪便处理 特开发可大大增加粪便中氨基酸及天然钾、钠等活性元素提纯比及相关土地生态质量。每 头六个月以上的猪每天排泄的粪便可达3斤以上,一只成熟鹿的排便可以在1〜1.5斤。
[0082]农村提供的畜禽粪便具有可提取的有机化合物及微生物数量巨大,提纯中的有机 肥的化学物质品质优良,活性元素比远远超过人类的排便可利用率。在大型畜牧场(养牛、 羊、猪、鸡场)建立粪便处理收集系统,收集的沼气可以收集畜牧场的粪便、污水。沼气分离 器与畜牧场可进行时时的互补,畜牧场可以通过各类粪便中收集到的沼气进行燃烧,为电 厂发电、冬季取暖中提供足够的热能燃烧能源供应。
[0083] 项目总结
[0084] 从以上的再利用及相关实验可以看出,城乡人畜粪便的处理己经不是单独的方式 进行,粪便的处理加工及能源开发利用系统可以直接达到粪便在不同领域有的不同作用, 经过挤压脱水后的粪便处理经化学处理后的活性有机粪水可达到国家三级排放标准。整套 工艺均采用生物滤床与植物液雾化结合的除臭技术进行综合除臭,消除粪便出理过程中臭 气对大气的一次污染。问时配备7U善的闭路监控系统和中央控制系统,对厂区环境、现场动 态做到安全监控。对厂区所有设备都设备自控、手控、检测、监视的功能。
[0085]显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本 发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实 施,都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1. 一种城市粪便处理及加工的新材料研发利用体系,其特征在于,包括粪便处理体系 和肥料深加工体系; 所述粪便处理体系分为三次物理过滤体系,依次为: 一次过滤:直接经过纱网过滤,将尿粪进行初步的物、液态分离,直接压制后将尿液和 粪便中的水分进行分解隔离; 二次过滤:采用电磁震荡对粪便进行物质分解,运送带将存有粪便的机箱进行液压,将 受压排出的液态水分送入液态箱内进行保温安放; 三次过滤:将剩余的粪便送入焚化炉中进行120度高温膨化加热,机器内部的传感器控 制多点受热进行温度累加后的值进行平均值显示,当温度超过120度时,焚化炉停止膨化工 作,将受高温后的膨化粪便通过气体传送带快速将粪便导入冷却炉进行瞬时降温,冷却炉 内温度值达到至-40度进行低温保温,恒定40分钟,受到低温后处理后的粪便凝结后,会自 行达到除臭的功能,当炉内的温度及时间显示到达指定标准值后,对粪便进行再次热风加 热,当粪便成为胶状物态时,传送带会把粪便进行统一压制成型,然后经过烘干后的粪便可 做为无菌性的快速融温的燃烧块; 所述肥料深加工体系包括对含水的粪便及凝滞后进行压缩,提取粪便中的生物有益 菌,加注少量维生素保证生物有益菌的存活率,采用纳米材料包装所得到的营养液,可以直 接适用作农村种植土地作业中的天然有机肥; 对于被保存的固体粪便挤压后通过管线送入烘炉,对烘干的固体粪便进行120度的高 温进行高温去菌,然后把剩余无菌的粪便用传送装置送入冷却加工厂房,对粪便物体吹入-70度的冷风进行除臭,将燃烧除臭后的粪便经过常温缓存,作为燃烧块形成的基本材料,把 无毒的粪便燃烧材料进行压制成型,作为代替煤炭物质的可燃烧块进行再次发电及供热燃 烧使用。
2. 根据权利要求1所述的一种城市粪便处理及加工的新材料研发利用体系,其特征在 于,经一次过滤后的尿/粪液体,经化学分离后加入30 %的水,通过纳米封闭后使粪便无毒 素性的水气体隔离,在被分离出的液体粪便中直接提取活态尿素和活性生物体,送入保温 箱后进行物理烘干凝滞后成为有机肥材料。
3. 根据权利要求1所述的一种城市粪便处理及加工的新材料研发利用体系,其特征在 于,所述粪便处理体系中三次过滤环节提到的粪便经过高温膨化后产生的沼气,集中收集 用于再次利用。
4. 根据权利要求1所述的一种城市粪便处理及加工的新材料研发利用体系,其特征在 于,所述粪便加工处理中针对家禽粪便处理时采用化学中和除臭法和酸化剂除臭法进行除 臭。
5. 根据权利要求1所述的一种城市粪便处理及加工的新材料研发利用体系,其特征在 于,所述化学中和除臭法具体操作如下: 在畜禽舍垫料上撒一层过磷酸钙,过磷酸钙与粪中产生的氨气发生反应,生成无味的 固体磷酸铵盐,能减少粪便中氨气散发,降低氨气浓度; 用4%硫酸铜和适量熟石灰混在垫料之中,或用浓度为2%的苯甲酸、2%乙酸喷洒垫 料,均可起到除臭作用; 在垫料中混入硫磺,可使垫料的pH值小于7 • 0可抑制粪便中的氨气产生和散发,降低畜 禽舍空气中氨气含量。
6.根据权利要求1所述的一种城市粪便处理及加工的新材料研发利用体系,其特征在 于,所述酸化剂除臭法具体操作如下: 在堆肥中添加氧化钙、硫酸铝或蔗糖用于减少氨气的挥发。
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