CN1169754C - 一种利用有机污泥生产有机复合肥的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用有机污泥生产有机复合肥的方法及其装置，采用螺杆挤压机进行连续蒸煮膨化反应来消毒杀菌，取代了传统工艺中的堆肥发酵手段，易于实现工业化生产。并且，实施本发明的方法和装置，设备占地面积小、效率高，运行成本低，有利于减轻环境污染和对资源的回收利用，具有很好的社会效益和经济效益。

Description

一种利用有机污泥生产有机复合肥的方法及其装置

技术领域

本发明涉及环保领域，尤其涉及利用有机污泥生产有机复合肥的方法及其装置。

背景技术

所谓有机污泥是指以有机物为主要成分的污泥，包括来自污水处理厂的有机污泥，来自养鸡场、养猪场、养牛场等的动物粪便，及来自未经用水冲洗的厕所的人粪便等。这些有机污泥的主要特性是有机物含量高，含水率高(一般为96％～99.8％)，容易腐化发臭，颗粒较细，透气性差，密度较小，体积庞大，具有胶体特性；另外，有机污泥中还含有大量的病原微生物和寄生虫卵，会传播疾病。由于这些有机污泥中有机物的成分较高，从环保的角度出发，可以将其进行处理后做成有机复合肥以再利用。

有机污泥的含水率对其体积影响很大，例如，1m³含水率95％以上的生活污水有机污泥，其体积约1000L，当含水率降到85％，其体积只有原来的1/3(约333L)；降低到65％，其体积只有原来的1/7(约143L)；进一步降低到20％，则只剩下1/16(约62.5L)。有机污泥中含水率多少还与处理工艺、有机污泥状态及流动性能密切相关。当浓缩到含水率85％时，仍可用泵输送；含水率在70％～75％时，有机污泥呈柔软状态，不易流动；当含水率降到60％～65％时，几乎成为固体；含水率低到35％～40％时，成聚散状态；进一步低到10％～15％，则成粉末状。

可见，对有机污泥进行再利用需解决两个关键问题：降低其中水分以缩小体积，和杀灭其中的病原微生物和寄生虫卵以实现无害化。

目前，利用有机污泥生产有机复合肥料的过程中必须经过堆肥发酵的消毒处理工艺，堆肥法占地面积大，时间长，容易滋生蚊蝇，散发恶臭，很难形成大规模生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种成本低、占用空间少、适合工业化生产的利用有机污泥生产有机复合肥的方法及其装置。

本发明的方法如下：一种利用有机污泥生产有机复合肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将有机污泥加入螺杆挤压机中进行连续挤压；

(2)使螺杆挤压机内的有机污泥在温度80℃以上，压力1MPa以上的条件下连续蒸煮；

(3)将有机污泥从模板中呈条状挤出，在常压下，使有机污泥发生膨化反应，部分水份蒸发，形成多孔酥松结构；

(4)利用烘干设备进行烘干，直接形成颗粒肥。

根据本发明的方法，其特征在于，在步骤(2)中，还同时利用微波加热器对螺杆挤压机中的有机污泥进行加热。

根据本发明的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将含有农作物所需元素的添加剂与有机污泥一起加入螺杆挤压机中进行混合和挤压。

本发明还提供了实现本发明方法的装置，其特征在于，所述装置包括：

一个进料器；

一个螺杆挤压机，所述螺杆挤压机的入口与所述进料器的出口相连；

一个烘干设备，所述烘干设备的入口与所述螺杆挤压机的出口相连，并且在所述烘干设备的入口与所述螺杆挤压机的出口之间设置有起造粒作用的模板。

根据本发明的装置，其特征在于，还包括微波加热器，所述微波加热器的入口与所述螺杆挤压机的出口相连，所述微波加热器的出口与所述烘干设备的入口相连，并且所述模板设置在所述烘干设备的入口与所述微波加热器的出口之间。

实施本发明的利用有机污泥生产有机复合肥的方法及其装置，由于采用螺杆挤压机进行连续蒸煮膨化反应来消毒杀菌，取代了传统工艺中的堆肥发酵手段，易于实现工业化生产。并且，实施本发明的方法和装置，设备占地面积小、效率高，运行成本低，有利于减轻环境污染和对资源的回收利用，具有很好的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明利用有机污泥生产有机复合肥的装置的一个实施例的总体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，在本发明的一个实施例中，本发明装置包括：进料运输机1、进料斗2、螺杆挤压机3、微波加热器4、模板5、热风炉6和滚筒干燥机7。

进料斗2的底部出口接螺杆挤压机3的入口；螺杆挤压机3的出口通过法兰与微波加热器4的入口相连；微波加热器4的中间是供物料通过的聚四氟乙烯管，管外周设置有微波发生器，微波加热器4的出口处设置有起造粒作用的模板5。

将有机污泥与一定比例的粉煤灰和其它添加剂一起通过进料运输机1和进料斗2连续加入螺杆挤压机3中。粉煤灰含有硅、铝、铁、钙、镁、硼的氧化物和其它一些微量元素，可以用来调节有机污泥含水率和改善其后续干燥脱水性能，在有机污泥制成肥后，其中的钙和镁是植物生长所必需的中量元素，尤其在南方，土壤多呈酸性而且更缺乏这两种元素，这种肥还能中和土壤的酸性。

在螺杆挤压机3中，经过输送、混合、破碎、熔融的过程，依靠螺杆挤压机3内物料与机筒内壁、物料与螺杆以及物料之间相对运动所产生的摩擦剪切热和与之相连的微波加热器4供给的热量，使螺杆挤压机3和微波加热器4内在很短的时间内(5～10秒)，温度升到200℃左右，压力达到1MPa以上，发生了对有机污泥的“蒸煮”反应，也就是热处理；之后，从模板5挤出形成条状，由于压力突然下降到常压，水份迅速膨胀和蒸发，使有机污泥形成多孔酥松结构，比表面积加大，内部结合水变成游离水渗出，大大地改善了有机污泥的干燥脱水性能。

在螺杆挤压机3内部，有机污泥发生了一系列错综复杂的物理、化学反应：粉煤灰中的氧化钙与有机污泥充分混合并发生消解反应，生成消石灰，放出大量的热，可节省外加热能；在有机污泥进入挤压机时，不可避免地要混入一部分空气，空气中的氧气与有机污泥中的部分有机物在高温高压下会发生湿式氧化反应，生成稳定化的物质并放出热量，可改善有机污泥的干燥脱水性能和节省外加热能；在高温、高压、高剪切的作用下，有机污泥中部分有机物分解及亲水性有机胶体物质水解，同时有机污泥中的细胞被分解破坏，细胞膜中的水游离出来，故可提高有机污泥的干燥脱水性能，微生物和寄生虫卵也被杀灭，实现了无害化。这些过程在短短10秒内就可完成。

原有机污泥由于含水率高，直接烘干耗能太大，不经济；而且由于十分粘稠，烘干时会结块，堵塞干燥机，难以烘干。因此，在本实施例中，有机污泥经过螺杆挤压机3和微波加热器4处理后再被烘干，并且，采用顺流滚筒干燥机作为烘干设备，将热风炉6设置在模板5和滚筒干燥机7之间，滚筒干燥机7的入口端位置较高，出口端朝下倾斜(0°-5°)，以利于其中物料的干燥和移动。采用本发明的烘干设备，物料的含水率可降至14％以下，体积可降至原有机污泥的1/16以下，实现了减量化。此时的有机污泥无臭无味，呈颗粒状，体积大大减小，可作为肥料出售，用于农田或园林绿化，实现了有机污泥的资源化利用。

根据需要，在滚筒干燥机7的出口处，还可以设置出料斗8、出料螺旋机9、复配料斗10、复配料运输机11和复配机12，以便将不能耐受高温高压的添加剂加入到肥料中。从滚筒干燥机7出来的肥料落入出料斗8，经进料螺旋机9进入复配机12中，同时，将所述添加剂从复配料斗10经复配料运输机11加入到复配机12中进行复配，从而形成有机复合肥，再经包装机13和成品传送带14成为成品。

Claims (9)

1.一种利用有机污泥生产有机复合肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将有机污泥加入螺杆挤压机中进行连续挤压；

(2)使螺杆挤压机内的有机污泥在温度80℃以上，压力1MPa以上的条件下连续蒸煮；

(3)将有机污泥从模板中呈条状挤出，在常压下，使有机污泥发生膨化反应，部分水份蒸发，形成多孔酥松结构；

(4)利用烘干设备进行烘干，直接形成颗粒肥。

2.根据权利要求1所述的利用有机污泥生产有机复合肥的方法，其特征在于，在步骤(2)中，还同时利用微波加热器对螺杆挤压机中的有机污泥进行加热。

3.根据权利要求1或2所述的利用有机污泥生产有机复合肥的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将含有农作物所需元素的添加剂与有机污泥一起加入螺杆挤压机中进行混合和挤压。

4.根据权利要求1或2所述的利用有机污泥生产有机复合肥的方法，其特征在于，在步骤(4)之后，再加入添加剂进行复配，形成有机复合肥。

5.一种用于实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于：所述装置包括：

一个进料器；

一个螺杆挤压机，所述螺杆挤压机的入口与所述进料器的出口相连；

一个烘干设备，所述烘干设备的入口与所述螺杆挤压机的出口相连，并且在所述烘干设备的入口与所述螺杆挤压机的出口之间设置有起造粒作用的模板。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括微波加热器，所述微波加热器的入口与所述螺杆挤压机的出口相连，所述微波加热器的出口与所述烘干设备的入口相连，并且所述模板设置在所述烘干设备的入口与所述微波加热器的出口之间。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述微波加热器的中间是供物料通过的聚四氟乙烯管，管外周设置有微波发生器。

8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述烘干设备包括热风炉和滚筒干燥机，所述热风炉设置在所述模板和滚筒干燥机之间，所述滚筒干燥机的入口端位置较高，出口端朝下倾斜。

9.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，在所述滚筒干燥机的出口处，还可以设置有出料斗、出料螺旋机、复配料斗、复配料运输机和复配机；从滚筒干燥机出来的肥料落入出料斗，并可以经进料螺旋机进入复配机中，同时，添加剂可以从复配料斗经复配料运输机加入到复配机中。