CN114804735B - 一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺，属于土壤改良技术领域，其包括城市环境废物收集、筛选、混合、固体堆肥、辅助剂添加以及养护成型，对城市环境中的废物进行资源化利用，将园林废弃物与污泥有机结合，形成能供园林用地使用的产品，具有较好的现实意义，所制得的固化砖产品具有较高的孔隙率、透水性，其内部易形成天然的生物质育养空间，具有良好的土壤改良使用价值。

Description

一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺
技术领域
本申请涉及土壤改良技术的领域，尤其是涉及一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺。
背景技术
污泥是城市环境中产生的难以直接处理的物质，污泥中含有大量有利于改善园林土壤物理性质的营养物质，使得污泥具有能够作为土地改良资源使用的特性。
而因污泥中还含有重金属、病菌等有害物质，无法被直接使用，同时园林废弃物自身菌群结构单一、含水率低、孔隙率过大、碳氮比值高的特点，导致单一园林废弃物堆肥难度较大，最终的减量化和资源化效率较差。因此，相关领域人员开始寻求将污泥以及园林废气物等资源转化为生物碳土以便于其资源化利用的方法。
发明内容
为了改善上述问题，本申请提供一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺。
本申请提供的一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺采用如下的技术方案：
一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺，依次包括如下步骤：
S1：原料准备：收集园林废弃物，对园林废弃物进行粉碎，而后通过晾晒使其含水率降至30％-50％，收集市政管网污泥并进行过滤，通过压滤机将市政管网污泥的含水量降至75％-85％，而后向其中加入石灰粉或掺入粉煤灰的石灰粉并搅拌并静置；
S2：将S1中制得的原料混合并使用搅拌设备搅拌60s；
S3：向S2中的混合物中添加木质素纤维，并继续搅拌30s；
S4：将S3中制得的混合物装入预制模具内压实整平，送入260℃的环境中保温蒸压养护6h，而后自然冷却、拆模。
优选的，所述S1中的原料质量比为园林废弃物：市政管网污泥：石灰粉或粉煤灰＝(38-42)：(45-50)：(8-18)，所述S3中的木质素纤维占混合物的体积比为3％-5％。
通过采用上述技术方案，加入石灰粉或粉煤灰旨在对污泥进行适当的脱水处理、脱硫脱硝和消毒杀菌，减少恶臭气体和有害气体的排放，混合物中形成了弱碱性环境，抑制霉菌的产生，同时也可以去除水中重金属离子，达到对污泥的净化处理的目的；木质素纤维的加入能够改善混合物在成型过程中的机械性能；此工艺实现了对城市环境中污泥、废弃物的资源化利用，制得的生物碳土具有改善土壤物理性质、促进土壤团粒结构的稳定性、保水保肥，有效扩充土壤中微生物总数等性能，可用于林地施用、园林绿化的建设、受损土壤改良等。
优选的，所述S1中，粉碎前先对所收集的园林废弃物进行初步筛选：剔除生活垃圾、果实和动物尸体，保留秸秆类的草植、冬麦草、长叶针叶树木和浮油水植。
通过采用上述方案，保留了园林废物中富含纤维素、半纤维素和木质纤维素的，三种纤维素具有良好的亲水性、吸附性以及稳定的物理化学性质。
优选的，在S2中，在混合物加入搅拌设备之前对混合物进行固体堆肥处理。
优选的，所述堆肥处理采用机械化堆肥法，堆肥容器中氧气含量初始值为12％-14％，温度初始值为20℃。
通过采用上述方案，堆肥处理可利用微生物将混合物中残留的小颗粒固体有机废物进行分解，并作为养分融入混合物内，机械化堆肥法具有效率高、温度可控、不受气候条件影响以及产生的臭气可控等优点。
优选的，所述堆肥处理分为两步：
(1)好氧堆肥阶段，保持堆肥容器的内的氧气补充，堆肥容器内的氧气浓度保持10％-14％，堆肥容器内温度上升至55℃-65℃，处理时间为3-5天；
(2)高温厌氧堆肥阶段，降低堆肥容器内的氧气含量，向堆肥容器内加入嗜热厌氧菌，封闭堆肥容器，堆肥容器内温度调节至50℃-55℃，处理时间为15-20天。
通过好氧堆肥，可将大部分固体有机物分解为可溶性有机物质，减小混合物中的固体残渣的剩余，而相较于厌氧菌，好氧微生物可分解的有机物种类有限，故继续进行厌氧堆肥。
优选的，在高温厌氧堆肥阶段，对混合物排放的气体进行收集。
通过采用上述方案，高温厌氧堆肥可将混合物中的有机物分解为甲烷、氨气等物质，故对混合物排放的气体进行收集可获得甲烷加以利用。
优选的，所述S2中的搅拌设备包括搅拌容器，所述搅拌容器上同轴转动连接有搅拌轴，搅拌轴上固定连接有搅拌叶片，所述搅拌容器上设有投料机构和均分机构，所述投料机构位于搅拌容器顶部，所述投料机构用于向搅拌容器内添加木质素纤维，所述均分机构包括均料筛架，所述均料筛架与搅拌容器同轴相对转动，所述均料筛架位于搅拌叶片与投料机构之间，所述均料筛架上形成有供木质素纤维通过的过料空隙，所述均料筛架上设有用于改变过料空隙的通堵状态的封堵件；所述均料筛架包括控制架和接料架，所述控制架与接料架均与搅拌容器相对转动，所述过料空隙位于接料架上，所述封堵件为封堵板，所述封堵板与接料架铰接，所述封堵板与接料架之间的铰接轴上设有扭簧，所述控制架与封堵板远离接料架的一侧边缘抵接，控制架与接料架相对滑移，滑移方向为所述搅拌容器的轴向通过采用上述技术方案，投料机构在将木质素纤维添加入搅拌容器内，先落在均料筛架上，均料筛架转动将木质素纤维带到搅拌轴周围的各处位置，即在填料过程中使木质素纤维于搅拌容器内分布相对均匀，为其与混合物的均匀混合提供便利，从而提高混合效率，控制架移动改变自身相对接料架的位置，从而可对封堵板施加翻转推力使其摆动，实现封堵过料空隙，而扭簧的存在使得控制架离开接料架后封堵板可在弹力作用下复位，打开过料间隙使木质素纤维下落。
优选的，所述投料机构包括分流板、分流筒和盛料板，所述盛料板与搅拌容器连接，所述分流筒和分流板相互固定连接且均与盛料板转动连接，所述分流板设有多个且于分流筒内环形阵列排布，所述盛料板位于分流筒朝向均料筛架的一侧，所述盛料板的板面与分流板的板面垂直，所述盛料板上开设有卸料口，所述卸料口的轮廓与相邻两个分流板之间的间隙对应；所述均分机构还包括联动组件，所述联动组件包括驱动气缸、联动套筒、联动齿轮和卸料齿轮，所述驱动气缸与搅拌容器固定连接，所述驱动气缸的活塞杆长度方向与搅拌轴的轴线平行，所述驱动气缸的活塞杆端部与盛料板固定连接，所述分流筒位于盛料板朝向驱动气缸的一侧；所述联动套筒同轴套设于搅拌轴外且二者周向相对固定，所述联动齿轮与联动套筒同轴固定连接，所述卸料齿轮与分流筒同轴固定连接，所述联动齿轮与卸料齿轮啮合通过采用上述技术方案，分流板的存在使得分流筒内被分隔为若干空间，木质素纤维可分批次放入各个空间内，每个空间运行至卸料口上方时，其内部的木质素纤维便自然落下，直至分流筒旋转至少一周，木质素纤维便完成投料，驱动气缸的活塞杆移动，盛料板与联动套筒抵接时，卸料齿轮和联动齿轮啮合，搅拌轴的转动便可通过齿轮副向分流筒传递转矩，从而使得分流筒转动，投料机构实现投料过程。
优选的，所述联动组件还包括联动弹簧，所述联动弹簧的一端与搅拌轴固定连接，另一端与联动套筒固定连接，所述联动套筒的外径大于联动齿轮的大径，所述卸料齿轮的小径大于盛料板的直径，所述盛料板向联动套筒施加轴向推力；所述联动套筒朝向均料筛架的一侧同轴固定连接有传动齿环，所述控制架上固定连接有受力齿环，所述传动齿环与受力齿环啮合。
通过采用上述技术方案，驱动气缸启动后，盛料板与联动套筒抵接，联动套筒受推力而朝向控制架移动，控制架也受推力而移动实现对封堵板的推动，同时，由于传动齿环和受力齿环的啮合，搅拌轴也可向均分筛架传递转动力矩从而控制其转动。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过向混合物中添加石灰粉的设置，石灰粉将混合物进行中和，同时产生碳酸钙物质沉淀，同时也可以去除水中重金属离子、磷酸根、硫酸根及氟离子等阴离子，起到一定的净化作用；2.通过投料机构和均分机构的设置，二者通过联动组件协同工作进行木质素纤维的添加，使得木质素纤维与混合物接触时的空间分布较为均匀，提高二者混合过程中混合均匀的效率。
附图说明
图1是本申请实施例中用于体现利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺中S2和S3所用到的搅拌设备的整体结构示意图。
图2是本申请实施例中用于体现均分机构、联动组件的结构示意图。
图3是本申请实施例中用于体现投料机构通过联动组件控制均分机构的原理示意图。
图4是图1中A部的局部放大图。
图5是图3中B部的局部放大图。
附图标记说明：1、搅拌容器；11、驱动电机；12、辅助料口；13、搅拌轴；131、搅拌叶片；132、止转滑槽；14、限位台阶；141、振动棱；15、加料管；2、均分机构；21、均料筛架；211、控制架；2111、同步导柱；212、受力齿环；213、接料架；2131、过料空隙；22、封堵板；23、过渡滚珠；3、投料机构；31、分流筒；311、分流板；312、卸料齿轮；32、盛料板；321、卸料口；33、控制组件；331、控制齿轮；332、控制齿条；333、控制楔块；334、驱动气缸；34、排料板；4、联动组件；41、联动套筒；411、止转凸条；42、联动弹簧；43、联动齿轮；44、传动齿环；441、橡胶垫；45、过渡环。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺，依次包括如下步骤：S1：原料准备：收集园林废弃物，先对园林废弃物进行初步筛选，剔除生活垃圾，以及果实和动物尸体等易腐坏物质，保留秸秆类的草植、冬麦草、长叶针叶树木和浮油水植等富含纤维素、半纤维素和木质纤维素的物质，而后对筛选后的园林废弃物进行粉碎，再通过晾晒使其含水率降至30％-50％；收集市政管网污泥并进行过滤，以将其中的大体积固体废弃物去除，通过压滤机将过滤后的市政管网污泥的含水量降至75％-85％，而后向其中加入石灰粉或粉煤灰并搅拌并静置；三种原料的质量比为园林废弃物：市政管网污泥：石灰粉或掺入粉煤灰的石灰粉＝(38-42)：(45-50)：(8-18)；
S2：将S1中制得的原料混合以进行固体堆肥处理，堆肥处理采用机械化堆肥法，堆肥过程依次分为好氧堆肥阶段和高温厌氧堆肥两个阶段。
(1)好氧堆肥阶段：将混合物置入堆肥容器中，调节堆肥容器内的氧气含量至12％-14％，容器内温度调节至20℃；向容器内加入好氧微生物，保持堆肥容器内的氧气供给，使容器内的氧气浓度保持在10％-14％，随着微生物分解作用的不断进行，堆肥容器内的温度不断升高至55℃后开始对容器内进行温度控制，使其内部温度保持在55℃-65℃，本阶段时间总长为3-5天。
好氧堆肥具有转化速率高的特点，且其可将大部分固体有机物分解为可溶性有机物质，减小混合物中的固体残渣的剩余。而相较于厌氧菌，好氧微生物可分解的有机物种类有限，故为了提高分解率，需进行厌氧堆肥。
(2)高温厌氧堆肥阶段：向堆肥容器内通入氮气以降低内部含氧量，营造厌氧环境，而后向容器内加入嗜热厌氧菌并封闭堆肥容器，并控制堆肥容器内部的温度保持在50℃-55℃，本温度区间内的嗜热厌氧菌的活性较高，本阶段时间总长为15-20天。由于高温堆肥将产生甲烷和氨等气体，故在本阶段中，可对堆肥产生的气体进行收集，用于沼气的生产。
堆肥处理完成后，将混合物置入搅拌设备内进行搅拌，搅拌时长为60s；
S3：向S2中搅拌设备内的混合物中添加木质素纤维，并继续搅拌30s，木质素纤维占混合物的体积比为3％-5％；
S4：将S3中制得的混合物装入预制模具内压实整平，送入260℃的环境中保温蒸压养护6h，而后自然冷却、拆模；由于园林废弃物中含有大量的纤维素、半纤维素、木质纤维素等营养物质，260℃主要考虑节能和减少纤维素、半纤维素、木质纤维素的碳化分解。
S1中，向市政管网污泥内加入石灰粉或粉煤灰旨在对污泥进行适当的脱水处理和消毒杀菌，减少该环节中纤维素等有益成分的糖化与分解，并减少S4中高温环境下恶臭气体和有害的氮氧化物气体的排放，实现产品的脱硫脱硝；石灰粉加入水中会生成碱性的氢氧化钙液体，用以调节混合物的PH使之呈弱碱性，有利于抑制霉菌的产生，同时也可以去除水中重金属离子和氨根离子。石灰粉能有效的去除磷酸根、硫酸根及氟离子等阴离子，能破坏其与某些金属离子的结合，使其生成难容性的氢氧化物，再通过絮凝沉淀就可以将重金属离子分离，达到对污泥的净化处理的目的。S1中，石灰粉的存在可以提高对市政污泥中总氮总磷等水体污染物的硝化能力。
S3中向混合物添加木质素纤维用于提高混合材料在后期成型阶段的材料性能，包括：减小各种塑性和机械性收缩、提高塑性阶段的延展性从而减小伸缩裂缝的产生量，提高了成型后的固化砖的抗冲击强度和疲劳强度。最后制得的固化砖产品具有较高的孔隙率、透水性，其内部易形成天然的生物质育养空间。产品主要供园林建设使用，包括园林树池保湿固土、生态边坡护坡、湖面护坡、湿地护坡保护等。
根据园林废弃物和城市污泥的配比不同将混合物原料分为三个组别：
实施例①，园林废弃物：城市污泥(质量比)＝0.84；
实施例②，园林废弃物：城市污泥(质量比)＝0.90；
实施例③，园林废弃物：城市污泥(质量比)＝0.95；
采用上述三组实施例的原料分别进行固化砖的生产，制得的固化砖产品分别用于园林土壤改良，对不同组别的土壤进行如下理化性质的检测：含水率(称重法)、pH值(pH计)、EC值(EC值测量仪)。
Figure BDA0003617811110000061
S2和S3中的混合操作过程均位于搅拌设备内，即先将S1完成的园林废弃物、市政管网污泥、石灰粉/粉煤灰置入搅拌设备内进行混合搅拌处理，随后再将木质素纤维并继续混合搅拌。如图1所示，拌设备包括搅拌容器1，搅拌容器1呈圆筒状，其上同轴转动连接有搅拌轴13，搅拌容器1顶部中心位置固定连接有用于驱动搅拌轴13转动的驱动电机11，驱动电机11的输出轴与搅拌轴13的一端同轴固定连接，搅拌轴13远离驱动电机11的一端的侧壁上固定连接有若干搅拌叶片131，搅拌容器1的侧壁上固定连接有用于向内部添加污泥原料的加料管15。搅拌容器1的顶部且位于驱动电机11旁开设有用于添加木质素纤维的辅助料口12(图中的辅助料口处于关闭状态)，S2完成时搅拌设备内的混合物为粘稠状，而木质素纤维本身呈棉絮状，故为了提高木质素纤维的混合均匀性和混合效率，搅拌设备还包括投料机构3、均分机构2和联动组件4，投料机构3用于向搅拌容器1内分批添加木质素纤维，均分机构2用于使木质素纤维相对均匀地分布在搅拌轴13周围，联动组件4用于向均分机构2和投料机构3传递来自搅拌轴13的力矩，从而驱动上述两个机构运作。
如图1、2和3所示，投料机构3包括分流筒31、分流板311和盛料板32，分流板311有多个且均位于分流筒31内，分流板311的板面与分流筒31的轴线平行，各个分流板311均与分流筒31内壁固定连接且以分流筒31的轴线为中心环形阵列排布。盛料板32位于分流筒31下方写与分流筒31同轴转动连接，盛料板32将分流筒31的下方端口封闭，分流筒31内的空间供木质素纤维盛放。盛料板32上开设有卸料口321，本实施例中，分流板311有六个，六个分流板311将分流筒31内腔分隔为六个均匀的空间，单个空间于分流筒31轴向上的投影与卸料口321的轮廓一致；当分流筒31相对盛料板32转动时，各个空间内的木质素纤维可轮番经过卸料口321上方。盛料板32背离分流筒31的一侧铰接有排料板34，排料板34的转动平面与盛料板32的板面垂直，其用于将卸料口321开启或封闭；均分机构2还包括控制组件33，控制组件33用于控制排料板34的转动，控制组件33包括控制扭簧，控制扭簧设置于排料板34与盛料板32之间的铰接轴上(图中未示出)，在自然状态下，排料板34与盛料板32的板面相互贴合，即卸料口321处于被封堵状态。
如图1和2所示，联动组件4包括驱动气缸334，驱动气缸334固定安装在搅拌容器1顶部，其活塞杆伸入搅拌容器1内且伸缩方向与搅拌轴13的轴线平行，分流筒31位于驱动气缸334的活塞杆端部且二者同轴，驱动气缸334的活塞杆穿过分流筒31并与盛料板32同轴固定连接。当驱动气缸334的活塞杆位于收缩状态时，分流筒31位于靠近搅拌容器1内顶壁之处且位于辅助料口12下方，此状态下打开辅助料口12即可向分流筒31内添加木质素纤维。
如图1、2和3所示，均分机构2位于投料机构3和搅拌叶片131之间，其包括均料筛架21，均料筛架21由两个圆盘状镂空架配合组成，分别为控制架211和接料架213，二者均被搅拌轴13同轴穿过，且控制架211位于接料架213的上方，接料架213与搅拌容器1转动连接。接料架213上形成有若干过料空隙2131，同时接料架213上还设置有用于封堵或打开过料空隙2131的封堵件，封堵件为封堵板22，封堵板22与接料架213铰接，二者之间的铰接轴上设置有扭簧(图中未示出)，在自然状态下，封堵板22为向上倾斜状态，过料空隙2131被打开，封堵板22的板面倾斜角度为60°，位于接料架213上方的控制架211即被封堵板22撑起，使得接料架213和控制架211之间形成空隙。当封堵板22受压转动而将过料空隙2131封堵时，其板面与搅拌轴13的轴线垂直。控制架211的靠近搅拌轴13之处且朝向接料架213的一侧固定连接有同步导柱2111，同步导柱2111的长度方向与搅拌轴13的轴线平行，接料架213上开设有供同步导柱2111插入的孔，接料架213与控制架211通过同步导柱2111实现周向相互固定。
如图1和3所示，搅拌容器1内壁上一体成型有限位台阶14，限位台阶14呈环状且与搅拌容器1同轴，限位台阶14的台面与搅拌轴13的轴线垂直；控制架211的边缘且朝向接料架213上嵌设有若干过渡滚珠23，各个过渡滚珠23以搅拌轴13的轴线为中心环形阵列排布。当控制架211向下移动，直至将各个封堵板22推转至封堵板22将过料空隙2131封闭时，过渡滚珠23抵接至限位台阶14的台面上。
如图3和4所示，联动组件4还包括联动套筒41、联动齿轮43、卸料齿轮312和联动弹簧42，联动套筒41同轴套设于搅拌轴13外且二者周向相对固定，联动套筒41同轴套设在搅拌轴13外；联动弹簧42同样套设在搅拌轴13外，其一端与联动套筒41背离均料筛架21的端面固定连接，另一端与搅拌轴13固定连接，联动套筒41与内壁上一体成型有止转凸条411，搅拌轴13的侧壁上开设有止转滑槽132，止转滑槽132与止转凸条411的长度方向均为搅拌轴13的轴向，且止转凸条411位于止转滑槽132内，二者配合使得搅拌轴13与联动套筒41同步转动。联动齿轮43朝向均料筛架21的一侧同轴固定连接有传动齿环44，控制架211朝向联动套筒41的一侧同轴固定连接有受力齿环212；在自然状态下，传动齿环44和受力齿环212互不干涉，联动套筒41向下移动，可使传动齿环44和受力齿环212相啮合，从而使搅拌轴13可带动均料筛架21转动。
如图2和3所示，联动齿轮43同轴固定连接在联动套筒41背离均料筛架21的一侧，且联动齿轮43的大径小于联动套筒41的外径，卸料齿轮312与分流筒31同轴固定连接且位于分流筒31靠近盛料板32处的外壁上，卸料齿轮312的小径大于盛料板32的直径。联动套筒41朝向联动弹簧42的端面上同轴转动连接有过渡环45，驱动气缸334的活塞杆向下推动，盛料板32的板面背离分流筒31的板面可与过渡环45抵接，过渡环45可起到推力轴承的作用，盛料板32通过过渡环45向联动套筒41施加轴向推力以使之向下移动，同时也几乎不会影响联动套筒41的转动过程。当盛料板32与过渡环45抵接时，联动齿轮43与卸料齿轮312啮合，即此时搅拌轴13与联动套筒41的转动也可带动分流筒31的转动。
如图3和5所示，控制组件33还包括控制齿条332和控制齿轮331，控制齿轮331和排料板34的铰接轴同轴固定连接，控制齿条332与盛料板32的下方板面滑移连接且其长度方向和滑移方向为盛料板32的径向。控制齿条332的长度方向同时也与搅拌容器1的径向一致，其朝向搅拌轴13的一端一体成型有控制楔块333，控制楔块333的楔面朝向斜下方，当盛料板32向下移动至与过渡环45抵接前，控制楔块333的楔面将与过渡环45抵接，过渡环45通过控制楔块333向控制齿条332施加推力，从而带动控制齿轮331转动，进而使排料板34转动，开启卸料口321，分流筒31内的木质素纤维便可自由落下。
如图1、2和3所示，传动齿环44的锯齿上贴设有橡胶垫441，当受力齿环212与传动齿环44相啮合时，橡胶垫441被二者的锯齿紧密抵接。限位台阶14上固定连接有若干振动棱141，各个振动棱141于限位台阶14上环形阵列排布，本实施例中，振动棱141有十二个，过渡滚珠23有六个。在联动套筒41带动控制架211转动的过程中，每当过渡滚珠23经过一次振动棱141，控制架211均可发生一次颠簸振动，落在均料筛架21上的木质素纤维也发生同步振动。联动齿轮43和卸料齿轮312的传动比为1：1，即搅拌轴13转动一圈，分流筒31和均料筛架21均转动一圈，此过程中分流筒31内的木质素纤维便分批次散落在接料架213的封堵板22上，且转动着的接料架213将各批次木质素纤维带至搅拌轴13的周围。旋转两周之后，驱动气缸334的活塞杆收缩，失去了推力的联动套筒41、控制齿条332和控制架211均回归原位，过料空隙2131被打开，留在封堵板22上的木质素纤维落入混合物中参与后续的混合。
本申请实施例一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺的实施原理为：
第一步，先通过加料管15向搅拌容器1内添加园林废弃物、市政管网污泥与石灰粉或粉煤灰的混合物，并分流筒31的各个空间内添加六等份木质素纤维，开启驱动电机11使搅拌轴13对搅拌容器1内的物料进行搅拌。第二步，启动驱动气缸334，联动套筒41被推至传动齿环44和受力齿环212啮合以及控制架211推动封堵板22封堵过料空隙2131，此时排料板34已打开，搅拌轴13转动两周，分流筒31内的木质素纤维将依次散落在均料筛架21上并于其上均匀分布。第三步，驱动气缸334活塞杆收缩，封堵板22开启，木质素纤维通过过料空隙2131进入混合物中，控制架211、联动套筒41、排料板34和驱动气缸334的活塞杆均复位。第四步，再次开启驱动电机11，进行木质素纤维与混合物的混合搅拌工作。本工艺通过对城市环境废物收集、混合、辅助剂添加以及养护成型，对城市环境中的废物进行资源化利用，将园林废弃物与污泥有机结合，形成能供园林用地使用的产品，具有较好的现实意义，所制得的固化砖产品具有较高的孔隙率、透水性，其内部易形成天然的生物质育养空间，具有良好的土壤改良使用价值。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺，其特征在于：依次包括如下步骤：
S1：原料准备：收集园林废弃物，对园林废弃物进行粉碎，而后通过晾晒使其含水率降至30%-50%，收集市政管网污泥并进行过滤，通过压滤机将市政管网污泥的含水量降至75%-85%，而后向其中加入石灰粉或掺入粉煤灰的石灰粉并搅拌并静置；
S2：将S1中制得的原料混合并使用搅拌设备搅拌60s；
S3：向S2中的混合物中添加木质素纤维，并继续搅拌30s；
S4：将S3中制得的混合物装入预制模具内压实整平，送入260℃的环境中保温蒸压养护6h，而后自然冷却、拆模；
所述S1中，粉碎前先对所收集的园林废弃物进行初步筛选：剔除生活垃圾、果实和动物尸体，保留秸秆类的草植、冬麦草、长叶针叶树木和浮油水植；
在S2中，在混合物加入搅拌设备之前对混合物进行固体堆肥处理；
所述堆肥处理采用机械化堆肥法，堆肥容器中氧气含量初始值为12%-14%，温度初始值为20℃；
所述堆肥处理分为两步：
（1）好氧堆肥阶段，保持堆肥容器的内的氧气补充，堆肥容器内的氧气浓度保持10%-14%，堆肥容器内温度上升至55℃-65℃，处理时间为3-5天；
（2）高温厌氧堆肥阶段，降低堆肥容器内的氧气含量，向堆肥容器内加入嗜热厌氧菌，封闭堆肥容器，堆肥容器内温度调节至50℃-55℃，处理时间为15-20天。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺，其特征在于：所述S1中的原料质量比为园林废弃物：市政管网污泥：石灰粉或掺入粉煤灰的石灰粉=（38-42）：（45-50）：（8-18），所述S3中的木质素纤维占混合物的体积比为3%-5%。
3.根据权利要求1所述的一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺，其特征在于：在高温厌氧堆肥阶段，对混合物排放的气体进行收集。
4.根据权利要求1所述的一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺，其特征在于：所述S2中的搅拌设备包括搅拌容器(1)，所述搅拌容器(1)上同轴转动连接有搅拌轴(13)，搅拌轴(13)上固定连接有搅拌叶片(131)，所述搅拌容器(1)上设有投料机构(3)和均分机构(2)，所述投料机构(3)位于搅拌容器(1)顶部，所述投料机构(3)用于向搅拌容器(1)内添加木质素纤维，所述均分机构(2)包括均料筛架(21)，所述均料筛架(21)与搅拌容器(1)同轴相对转动，所述均料筛架(21)位于搅拌叶片(131)与投料机构(3)之间，所述均料筛架(21)上形成有供木质素纤维通过的过料空隙(2131)，所述均料筛架(21)上设有用于改变过料空隙(2131)的通堵状态的封堵件；所述均料筛架(21)包括控制架(211)和接料架(213)，所述控制架(211)与接料架(213)均与搅拌容器(1)相对转动，所述过料空隙(2131)位于接料架(213)上，所述封堵件为封堵板(22)，所述封堵板(22)与接料架(213)铰接，所述封堵板(22)与接料架(213)之间的铰接轴上设有扭簧，所述控制架(211)与封堵板(22)远离接料架(213)的一侧边缘抵接，控制架(211)与接料架(213)相对滑移，滑移方向为所述搅拌容器(1)的轴向。
5.根据权利要求4所述的一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺，其特征在于：所述投料机构(3)包括分流板(311)、分流筒(31)和盛料板(32)，所述盛料板(32)与搅拌容器(1)连接，所述分流筒(31)和分流板(311)相互固定连接且均与盛料板(32)转动连接，所述分流板(311)设有多个且于分流筒(31)内环形阵列排布，所述盛料板(32)位于分流筒(31)朝向均料筛架(21)的一侧，所述盛料板(32)的板面与分流板(311)的板面垂直，所述盛料板(32)上开设有卸料口(321)，所述卸料口(321)的轮廓与相邻两个分流板(311)之间的间隙对应；所述均分机构(2)还包括联动组件(4)，所述联动组件(4)包括驱动气缸(334)、联动套筒(41)、联动齿轮(43)和卸料齿轮(312)，所述驱动气缸(334)与搅拌容器(1)固定连接，所述驱动气缸(334)的活塞杆长度方向与搅拌轴(13)的轴线平行，所述驱动气缸(334)的活塞杆端部与盛料板(32)固定连接，所述分流筒(31)位于盛料板(32)朝向驱动气缸(334)的一侧；所述联动套筒(41)同轴套设于搅拌轴(13)外且二者周向相对固定，所述联动齿轮(43)与联动套筒(41)同轴固定连接，所述卸料齿轮(312)与分流筒(31)同轴固定连接，所述联动齿轮(43)与卸料齿轮(312)啮合。
6.根据权利要求5所述的一种利用废弃物生产生物碳土固化砖的工艺，其特征在于：所述联动组件(4)还包括联动弹簧(42)，所述联动弹簧(42)的一端与搅拌轴(13)固定连接，另一端与联动套筒(41)固定连接，所述联动套筒(41)的外径大于联动齿轮(43)的大径，所述卸料齿轮(312)的小径大于盛料板(32)的直径，所述盛料板(32)向联动套筒(41)施加轴向推力；所述联动套筒(41)朝向均料筛架(21)的一侧同轴固定连接有传动齿环(44)，所述控制架(211)上固定连接有受力齿环(212)，所述传动齿环(44)与受力齿环(212)啮合。
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