CN111533413A - 一种排泄物环保处理系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种环保的排泄物处理系统，它包括干湿分离装置、烘干装置、焚烧装置、液体加热系统、闪蒸装置、臭气回收处理系统、控制系统，烘干装置设有固体烘干腔和液体腔，干湿分离装置进口端连接排泄物出口，干湿分离装置出口端设有固体出口和液体出口，固体出口连接烘干装置固体烘干腔入口，烘干装置固体烘干腔出口连接焚烧装置入口，液体出口连接烘干装置液体腔入口，液体腔连接加热管，加热管出口连接闪蒸装置，焚烧装置热风出口连接烘干装置，干湿分离装置还设置热水腔连接内燃发电机组冷却系统。将猪排泄物干湿分离后的固体和液体分离处理，固体烘干后进行焚烧处理，无多余产物，液体进行闪蒸处理净化后仅产生蒸馏水，且臭气回收处理系统将整个处理过程中产生的臭气都净化，无臭气排出。
Description
技术领域
本发明属于粪污处理系统领域，尤其属于排泄物环保处理系统及处理方法。
背景技术
养猪是个大产业，但猪排泄物一直困扰着这个产业健康发展，猪粪肥力不足，供需不对称;要通过长时间的发酵，时间一长容滋生细菌产生臭味招来苍蝇，对环境、空气水体及地下水都造成严重污染，容易产生猪瘟，1万头猪一天要产生30-50吨、一个月1000多吨污染物，如此多的的污染物如果处理不当将产生大量的环境污染。经检索中国专利201410218395.2“一种节能环保、可生态循环的一次性粪污处理系统及处理方法”其通过干湿分离，最终产物是通过沼气池进行处理，占地大，无法解决排泄物的臭味，污染生态环境。
发明内容
本发明的目的在于克服现有猪排泄物处理不环保的缺陷，提出一种环保的排泄物处理系统及处理方法。
本发明所采用的技术方案为一种排泄物环保处理系统，其要点在于：它包括干湿分离装置、烘干装置、焚烧装置、液体加热系统、闪蒸装置、臭气回收处理系统、控制系统，烘干装置设有固体烘干腔和液体腔，干湿分离装置进口端连接排泄物出口，干湿分离装置出口端设有固体出口和液体出口，固体出口连接烘干装置固体烘干腔入口，烘干装置固体烘干腔出口连接焚烧装置入口，液体出口连接烘干装置液体腔入口，液体腔连接加热管，加热管出口连接闪蒸装置，焚烧装置热风出口连接烘干装置，干湿分离装置还设置热水腔连接内燃发电机组冷却系统。
本发明创造性地将内燃发电机的废热作为猪排泄物初级预热的热源，在预热的同时将猪排泄物干湿分离后的固体和液体分离处理，固体烘干后进行焚烧处理，无多余产物，液体进行闪蒸处理净化后仅产生蒸馏水，且臭气回收处理系统将整个处理过程中产生的臭气都净化，无臭气排出。
所述烘干装置由固体烘干腔、液体腔和加热腔组成，固体烘干腔是设置在内层的圆形空腔，液体腔是套设在固体烘干腔外层的环形空腔，固体烘干腔和液体腔之间的夹层是加热腔，加热腔与焚烧装置的热风出口连接，加热腔内还设有缠绕在固体烘干腔外侧的螺旋空心加热管，加热管的入口端伸入到液体腔，出口端连接闪蒸装置。
烘干装置由内到外设有三层，焚烧装置的热风出口连接到中间的加热腔，可同时将固体烘干腔和液体腔加热，螺旋加热管对热气起到导流的作用，避免热气集中，加热更均匀。
所述固体烘干腔内设置螺旋输送机，固体烘干腔出口处设置湿度测量仪，固体烘干腔还设有出风口。
固体排泄物被螺旋输送机向前推动，受热更均匀，且固体烘干腔出口处设置湿度测量仪用于测量固体排泄物的含水量，以保证固体排泄物可被充分焚烧。出风口可及时将水分受热产生的水蒸气以及烘干过程中产生的臭气排出固体烘干腔，避免固体烘干腔内气压过大，保证装置的安全。
所述加热管出口端设有电子阀门和温度传感器。
为了液体能够被充分闪蒸，应保证液体进入闪蒸装置时的温度足够高。
所述干湿分离装置由内到外为三层结构，内层具有排泄物进料口，干湿分离后的固体留在里层，液体流入中间层，外层通热水为热水腔，与内燃发电机组的冷却系统相通。
水冷的内燃机将热水排出用于加热液体，既能使液体的温度升高，同时降低了冷却水的温度，降温后的冷却水可再次用于内燃发电机组冷却。
所述臭气处理系统包括吸收处理过程中所产生臭气的臭气回收口，所述臭气回收口与内燃发电机组连接。
臭气回收口将整个处理过程中产生的臭气吸收并输送至内燃发电机组内用于内燃机助燃，燃烧后可完全消除臭气。
烘干装置内所有零部件均为耐1000℃材料制成。
一种排泄物环保处理方法，其要点在于：利用上述排泄物环保处理系统，将排泄物干湿分离，固体排泄物在烘干装置中被烘干，烘干后传送到焚烧装置进行焚烧处理，焚烧后的炉灰作为肥料，焚烧过程中产生的热风用于焚烧装置加热；液体经过液体加热系统加热后进入闪蒸装置进行闪蒸处理，闪蒸后排出蒸馏水再次使用；处理过程中产生的臭气经由臭气回收处理系统输送至内燃发电机组内助燃。
液体在液体加热系统中经过三次加热，第一次加热是热水腔将常温的液体加热20～30℃，第二次加热是在液体腔中加热，第二次加热温度升高10～20℃，第三次加热是在加热管中加热至90～95℃。
烘干装置内固体烘干腔的烘干温度是800～900℃。
本发明将猪排泄物干湿分离后分别进行处理，固体焚烧后的炉灰可用于制作生态肥料，焚烧过程中产生的热量用于液体加热和固体烘干，液体经过三次加热后产生的蒸馏水可二次使用，且液体加热过程的热源均来自余热，无需单独使用热源，将内燃发电机组以及焚烧装置产生的本无用处的余热二次利用，节省能源，同时也降低整个系统的热排放，最后，处理过程中产生的臭气吸收至内燃发电机组内助燃，将臭气消除，固体排泄物燃烧过程也能消除臭气，整个处理过程更环保，且无臭气产生。
附图说明
图1为本发明示意图。
图2为烘干装置示意图。
其中：干湿分离装置1、进料口10、干物质层11、液体层12、热水层13、烘干装置2、固体烘干腔21、出风口210、螺旋输送机211、液体腔22、加热腔23、加热管231、加热管入口2311、加热管出口2312、焚烧装置3、出灰口31、热风出口32、闪蒸装置4、蒸馏水出口41、残渣出口42、臭气回收口51、发电机61、内燃机62、提升绞龙8、外壳9、进气口91、单向阀92。
具体实施方式
下面结合视图对本发明进行详细的描述，所列举的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
如图1及图2所示，本发明提供一种猪粪便环保处理系统，包括干湿分离装置1、烘干装置2、焚烧装置3、闪蒸装置4、臭气处理系统、内燃发电机组以及控制系统，控制系统与干湿分离装置1、烘干装置2、焚烧装置3、闪蒸装置4、臭气处理系统均电连接，干湿分离装置1的进料口10连接猪排泄物。干湿分离装置1由内到外设置三层，内层是干物质层11，用于储存干湿分离后的固体排泄物，中间层是液体层12，用于储存干湿分离后的液体排泄物及污水，外层是热水层13，用于给液体层12加热。其中热水层13连接内燃发电机组的冷却系统，其中热水层13的入口连接内燃机62的冷却系统出口端，热水层13的出口连接发电机61的冷却系统入口端。
烘干装置2由内到外设置三层，内层是固体烘干腔21，外层是液体腔22，中间夹层是加热腔23，固体烘干腔21入口端连接干湿分离装置1的干物质层11，液体腔22的入口端连接干湿分离装置1的液体层12，加热腔23内设置一螺旋空心加热管231，加热管231的入口端设置在液体腔22内，加热管231的出口端连接闪蒸装置4。
焚烧装置3的入口端经提升绞龙8连接固体烘干腔21的出口，将烘干后的固体排泄物焚烧，并将焚烧后的炉灰从出灰口31排出以制成生态肥料。焚烧装置3还设有热风出口32，热风出口32与烘干装置2的加热腔23连接，为烘干装置2提供热源。
烘干装置2的固体烘干腔21内设置螺旋输送机211，用于将固体排泄物往出口端输送，输送过程中进行烘干，且固体烘干腔21的出口处设有湿度测量仪和第一电子阀门，湿度测量仪和第一电子阀门均与控制系统电连接。湿度测量仪测量固体排泄物的湿度，检测固体排泄物的烘干程度并发送到控制系统，固体排泄物烘干完成后打开第一电子阀门，将烘干后的固体排泄物通过提升绞龙8输送到焚烧装置3，保证其焚烧效果。固体烘干腔21还设有一出风口210用于排出烘干过程中产生的热气，避免固体烘干腔21内气压过高。
烘干装置2的加热腔23连接焚烧装置3的热风出口32，焚烧过程中产生的热量约为800～900℃，能够有效为烘干装置2提供热量，且加热管231螺旋布置在固体烘干腔21的外围，螺旋形的加热管231有效将热量分流，热风随着加热管231从出口端往入口端移动，将烘干装置2整体加热，且出口端的温度高于入口端，能保证出口端的排泄物被充分加热。还需说明的是，为了保证烘干装置2能够承受焚烧过程中产生的热量，烘干装置2均应采用耐1000℃的耐高温材料制成。
加热管231的入口端设置在靠近烘干装置2的入口端，且加热管入口2311与液体腔22连接，加热管231的出口端靠近烘干装置2的出口端。液体在加热管231内从温度较低的烘干装置2的入口端向温度较高的烘干装置2的出口端输送，能够有效加热液体。在加热管出口2312设置温度传感器和第二电子阀门，检测加热管出口2312处的液体温度，温度传感器232将液体的温度发送到控制系统7，若液体的温度达到90～95℃，控制系统7控制第二电子阀门233打开排出液体到闪蒸装置4。
闪蒸装置4设有两个出口，残渣出口42连接到干湿分离装置1的入口处，将未被闪蒸的残渣重新进行分离处理，蒸馏水出口41用于排出闪蒸后的蒸馏水。
猪排泄物在整个处理过程中产生的臭气均由臭气回收处理系统吸收至内燃发电机组的空气滤清系统，臭气经由臭气回收口51进入内燃机62助燃，内燃机62排出的尾气再通过内燃机尾气过滤器过滤处理。本发明还设有一外壳9，上述所有装置设置在所述外壳9内，外壳上设有两个进气口91，进气口91上设有单向阀92使气体只能进入外壳9内部而不能从外壳内溢出，避免臭气溢出同时调节外壳内部的气压。
其余未述部分与现有技术相同。
猪排泄物处理过程：猪排泄物排到干湿分离装置1，干湿分离后固体排泄物排入烘干装置2的固体烘干腔21，固体排泄物烘干后被提升绞龙输送到焚烧装置3焚烧，焚烧后产生的炉灰排出制成生态肥料；干湿分离后的液体排泄物在液体层12被预热升温20～30℃，预热后进入烘干装置2的液体腔22，在液体腔22中再次加热，此时液体温度升高10～20℃，第二次加热后的液体进入加热管231内，沿着螺旋形加热管231流动，流动过程中第三次被加热，此时液体被加热至90～95℃后才会排到闪蒸装置4内进行闪蒸处理，闪蒸后得到的蒸馏水排出可二次使用，闪蒸的残渣重新回到干湿分离装置1内与猪排泄物混合处理。过程中产生的臭气由臭气回收处理系统处理。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改进与等同替换，均落入本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种排泄物环保处理系统，其特征在于：它包括干湿分离装置、烘干装置、焚烧装置、液体加热系统、闪蒸装置、臭气回收处理系统、控制系统，烘干装置设有固体烘干腔和液体腔，干湿分离装置进口端连接排泄物出口，干湿分离装置出口端设有固体出口和液体出口，固体出口连接烘干装置固体烘干腔入口，烘干装置固体烘干腔出口连接焚烧装置入口，液体出口连接烘干装置液体腔入口，液体腔连接加热管，加热管出口连接闪蒸装置，焚烧装置热风出口连接烘干装置，干湿分离装置还设置热水腔连接内燃发电机组冷却系统。
2.根据权利要求1所述的一种排泄物环保处理系统，其特征在于：所述烘干装置由固体烘干腔、液体腔和加热腔组成，固体烘干腔是设置在内层的圆形空腔，液体腔是套设在固体烘干腔外层的环形空腔，固体烘干腔和液体腔之间的夹层是加热腔，加热腔与焚烧装置的热风出口连接，加热腔内还设有缠绕在固体烘干腔外侧的螺旋空心加热管，加热管的入口端伸入到液体腔，出口端连接闪蒸装置。
3.根据权利要求2所述的一种排泄物环保处理系统，其特征在于：所述固体烘干腔内设置螺旋输送机，固体烘干腔出口处设置湿度测量仪，固体烘干腔还设有出风口。
4.根据权利要求2所述的一种排泄物环保处理系统，其特征在于：所述加热管出口端设有电子阀门和温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种排泄物环保处理系统，其特征在于：所述干湿分离装置由内到外为三层结构，内层具有排泄物进料口，干湿分离后的固体留在里层，液体流入中间层，外层通热水为热水腔，与内燃发电机组的冷却系统相通。
6.根据权利要求1所述的一种排泄物环保处理系统，其特征在于：所述臭气处理系统包括吸收处理过程中所产生臭气的臭气回收口，所述臭气回收口与内燃发电机组连接。
7.根据权利要求1至6任一所述的一种排泄物环保处理系统，其特征在于：烘干装置内所有零部件均为耐1000℃材料制成。
8.一种排泄物环保处理方法，其特征在于：利用权利要求7所述的一种排泄物环保处理系统，将排泄物干湿分离，固体排泄物在烘干装置中被烘干，烘干后传送到焚烧装置进行焚烧处理，焚烧后的炉灰作为肥料，焚烧过程中产生的热风用于焚烧装置加热；液体经过液体加热系统加热后进入闪蒸装置进行闪蒸处理，闪蒸后排出蒸馏水再次使用；处理过程中产生的臭气经由臭气回收处理系统输送至内燃发电机组内助燃。
9.根据权利要求8的一种排泄物环保处理方法，其特征在于：液体在液体加热系统中经过三次加热，第一次加热是热水腔将常温的液体加热20～30℃，第二次加热是在液体腔中加热，第二次加热温度升高10～20℃，第三次加热是在加热管中加热至90～95℃。
10.根据权利要求8的一种排泄物环保处理方法，其特征在于：烘干装置内固体烘干腔的烘干温度是800～900℃。
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