專(zhuān)利名稱(chēng)：一種續(xù)批自熱式高效好氧堆肥工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污泥堆肥技術(shù)，具體涉及一種好氧堆肥方法及其裝置。
背景技術(shù)：
隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的 推進(jìn)，城鎮(zhèn)人口越來(lái)越多，集中排放的生活廢水也逐年增力口，為了處理這些生活污水各地建設(shè)了大量污水處理廠，而與之配套的剩余污泥處理卻發(fā)展較慢，引起嚴(yán)重二次污染，大大弱化了污水處理的環(huán)保效益。究其根本原因是現(xiàn)有的污泥處置技術(shù)方案可操作性較差。目前，污泥處理有三種技術(shù)方案，填埋、焚燒和堆肥。其中，堆肥處理的可操作性最好，它二次環(huán)境污染小、經(jīng)濟(jì)可行，還能夠變廢為寶。但其要盈利也較困難，因?yàn)楝F(xiàn)有的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)好氧堆肥技術(shù)均存在費(fèi)效比低的問(wèn)題，兩種技術(shù)相比，靜態(tài)好氧堆肥更適合我國(guó)國(guó)情。污泥好氧堆肥是指在有氧條件下，好氧細(xì)菌對(duì)污泥進(jìn)行吸收、氧化、分解的過(guò)程。微生物通過(guò)自身的生命活動(dòng)，吸收污泥中部分有機(jī)物并將其氧化成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，同時(shí)釋放出可供微生物生長(zhǎng)活動(dòng)所需的能量，而另一部分有機(jī)物則被合成新的細(xì)胞質(zhì)，使微生物不斷生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生出更多的生物體的過(guò)程。有機(jī)物降解伴有熱量產(chǎn)生，使得堆肥物料的溫度升高，這樣就會(huì)使一些不耐高溫的微生物死亡，耐高溫的細(xì)菌快速繁殖。一般情況下，好氧堆肥過(guò)程伴隨著兩次升溫，可分成三個(gè)階段起始階段、高溫階段和熟化階段。其中，起始階段是指不耐高溫的細(xì)菌分解有機(jī)物中易降解的碳水化合物、脂肪等，同時(shí)放出熱量使溫度上升，溫度可達(dá)15 40°C ;高溫階段是指耐高溫細(xì)菌迅速繁殖，在有氧條件下，大部分較難降解的蛋白質(zhì)、纖維等繼續(xù)被氧化分解，同時(shí)放出大量熱能，使溫度上升至60 70°C，當(dāng)有機(jī)物基本降解完，嗜熱菌因缺乏養(yǎng)料而停止生長(zhǎng)，產(chǎn)熱隨之停止，堆肥的溫度逐漸下降，當(dāng)溫度穩(wěn)定在40°C，堆肥基本達(dá)到穩(wěn)定，形成腐殖質(zhì)；熟化階段是指冷卻后的堆肥，一些新的微生物借助殘余有機(jī)物(包括死后的細(xì)菌殘?bào)w)生長(zhǎng)，最終完成堆肥過(guò)程。然而由于靜態(tài)堆肥周期往往達(dá)到1-2個(gè)月，有研究者為了縮短堆肥周期，提高堆肥效率，采取了加入發(fā)酵菌劑(CN102199568A)和利用外部熱源供熱鼓風(fēng)(CN102060585A)的方法，雖然縮短了堆肥周期，無(wú)形中又增加了操作費(fèi)用和堆肥成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種續(xù)批自熱式好氧堆肥方法及其裝置，所述堆肥方法不但縮短了堆肥周期，降低操作費(fèi)用，提高費(fèi)效比，而且可以減少污泥堆肥過(guò)程中臭氣的排放。本發(fā)明的續(xù)批自熱式好氧堆肥方法，其具體技術(shù)方案為一種續(xù)批自熱式好氧堆肥方法，包括以下步驟(I)按1-3天的固定時(shí)間間隔，將根據(jù)堆肥配方混合好的堆肥物料堆放到各個(gè)槽體中形成靜態(tài)堆垛進(jìn)行好氧發(fā)酵，其中槽體的數(shù)量為6-24個(gè)；(2)好氧發(fā)酵2-3天后，以溫度到達(dá)60-70°C的高溫堆垛作為供熱源，通過(guò)引風(fēng)機(jī)將供熱源所產(chǎn)生的熱氣經(jīng)堆垛底部的通氣管道引入始初堆垛中；
(3)當(dāng)作為供熱源堆垛的溫度下降到50_55°C時(shí)便停止供熱，并更換另一供熱源堆垛繼續(xù)供熱，當(dāng)始初堆垛的溫度上升到35-40°C時(shí)便停止接受供熱，并繼續(xù)發(fā)酵3-5天以形成腐熟污泥；(4)取10-50%腐熟污泥作為初始物料用于堆肥配方中，剩余的腐熟污泥移入成品庫(kù);(5)重復(fù)循環(huán)上述步驟1-4。進(jìn)一步地，本發(fā)明的續(xù)批自熱式好氧堆肥方法，包括以下步驟(I)按2天的時(shí)間間隔，將根據(jù)堆肥配方混合好的堆肥物料堆放到各個(gè)槽體中形成靜態(tài)堆垛進(jìn)行好氧發(fā)酵，其中槽體的數(shù)量為6-12個(gè)；(2)發(fā)酵3天后，以溫度到達(dá)65°C的高溫堆垛作為供熱源，通過(guò)引風(fēng)機(jī)將所產(chǎn)生的熱氣經(jīng)堆垛底部的通氣管道引入始初堆垛中；(3)當(dāng)作為供熱源堆垛的溫度下降到50°C時(shí)便停止供熱，并更換另一供熱源堆垛繼續(xù)供熱，當(dāng)始初堆垛的溫度上升到35°C時(shí)便停止接受供熱，并繼續(xù)發(fā)酵4天以形成腐熟污泥；(4)取30-45%腐熟污泥作為初始物料用于堆肥配方中，剩余的腐熟污泥移入成品庫(kù);(5)重復(fù)循環(huán)上述步驟1-4。其中，上述續(xù)批自熱式好氧堆肥方法中的堆肥配方為城市污水處理廠污泥40-80%，腐熟污泥10-50%，調(diào)理劑10-20%。調(diào)理劑為秸桿、木屑的一種或兩種。其中，上述續(xù)批自熱式好氧堆肥方法中混合好的堆肥物料的指標(biāo)為含水率52-68%、碳氮比 15-30、pH = 6. 5-7. 8。本發(fā)明的另一方面提供了一種續(xù)批自熱式好氧堆肥裝置，包括用于形成靜態(tài)堆垛槽體，所述槽體的底部設(shè)置有通氣管道，所述通氣管道徑向上設(shè)有出氣孔，通氣管道兩端設(shè)置控制開(kāi)關(guān)的電磁閥門(mén)，所述槽體的數(shù)量為6-24個(gè)；優(yōu)選地，所述槽體的數(shù)量為6-12個(gè)；設(shè)置在槽體中的溫度傳感器，所述溫度傳感器連接有用于插入堆垛中進(jìn)行溫度檢測(cè)的熱電偶；設(shè)置在槽體外的弓I風(fēng)機(jī)和微機(jī)，所述引風(fēng)機(jī)和溫度傳感器連接微機(jī)；所述引風(fēng)機(jī)通過(guò)管線(xiàn)與各通氣管道聯(lián)通，微機(jī)根據(jù)溫度信號(hào)控制電磁閥門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉。采用本發(fā)明的技術(shù)方案可獲得以下有益效果首先，本發(fā)明采用的續(xù)批靜態(tài)堆肥技術(shù)，雖然單個(gè)堆垛是靜置堆肥，但整個(gè)工藝穩(wěn)定運(yùn)行后，物料按時(shí)間先后在不同堆垛間轉(zhuǎn)換，整體上是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。這樣可以將先腐熟污泥作為發(fā)酵菌源添加到初始物料中，而且本技術(shù)方案是采用40度的腐熟物料作為菌源，能夠快速啟動(dòng)堆肥化過(guò)程，加快物料腐熟，縮短堆肥周期；
其次，本技術(shù)方案的熱源采用的是自給技術(shù)，通過(guò)與溫度相關(guān)的自動(dòng)供熱系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在堆垛底部布設(shè)的通氣管道上有布?xì)饪?，也可采用多孔布?xì)獍宓姆绞?，并且向外供給和接受熱源氣體均是同一根通氣管道，供給還是接受氣體的轉(zhuǎn)換是通過(guò)兩端電磁閥門(mén)控制實(shí)現(xiàn)。這樣不但可以節(jié)約建設(shè)成本，并且利于后續(xù)翻堆等操作。
再次，本發(fā)明的續(xù)批自熱式好氧堆肥裝置的自動(dòng)供熱控制系統(tǒng)包括引風(fēng)機(jī)、溫度傳感器、電磁閥門(mén)和微機(jī)，溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)堆垛溫度，引風(fēng)機(jī)為熱源氣體動(dòng)力，電磁閥用于實(shí)現(xiàn)供熱還是被供熱的轉(zhuǎn)換控制，微機(jī)用于控制程序的運(yùn)行。該系統(tǒng)是通過(guò)溫度傳感器實(shí)現(xiàn)若干個(gè)堆垛溫度的準(zhǔn)確、及時(shí)監(jiān)控，溫度信號(hào)傳感給微機(jī)，微機(jī)依據(jù)堆垛間溫度變化來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉電磁閥門(mén)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供熱控制。可見(jiàn)，該系自動(dòng)調(diào)節(jié)自給供熱，能夠充分、合理利用熱能，節(jié)約人力成本。采用本發(fā)明的續(xù)批自熱式好氧堆肥方法及其裝置產(chǎn)生的腐熟污泥含水率下降到30-45 %，有機(jī)物含量在35-40 %，氮元素?fù)p失5_10 %?？梢?jiàn) ，本發(fā)明除了節(jié)約時(shí)間和成本以夕卜，使用本發(fā)明的堆肥方法所生成的產(chǎn)品有效營(yíng)養(yǎng)成分較高，尤其是氮元素?fù)p失較小。


圖I是續(xù)批自熱式工藝示意圖；其中，I是引風(fēng)機(jī)，2是微機(jī)，L是電磁閥門(mén)，S是溫度傳感器。圖2是堆肥裝置結(jié)構(gòu)示意圖；其中，3是溫度傳感器插孔，4是布有氣孔的通氣管道。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I本發(fā)明的一種實(shí)施方式是，根據(jù)配方混合好的堆肥物料，使混合后的堆肥物料主要指標(biāo)為含水率52-68%，碳氮比15-30，pH = 6. 5-7. 8 ;按1_3天的固定時(shí)間間隔在6_24個(gè)槽體中建立體積為I. 5mX2mX5m的靜態(tài)堆垛進(jìn)行好氧發(fā)酵，每個(gè)槽體底部均設(shè)有通氣管道，所述通氣管道徑向上設(shè)有出氣孔，各通氣管道通過(guò)管線(xiàn)與引風(fēng)機(jī)聯(lián)通，使各個(gè)槽體間相互聯(lián)通，在每個(gè)槽體底部的通氣管道兩端設(shè)置電磁閥門(mén)，且每個(gè)槽體中均設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器連接有用于插入堆垛中進(jìn)行溫度檢測(cè)的熱電偶，引風(fēng)機(jī)和溫度傳感器連接微機(jī)，微機(jī)根據(jù)溫度傳感器傳輸?shù)臏囟刃盘?hào)控制電磁閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。每個(gè)堆垛在好氧發(fā)酵的第2-3天時(shí)，堆垛溫度將達(dá)到60_70°C左右，并維持3_5天，此時(shí)，微機(jī)將根據(jù)溫度傳感器的信號(hào)來(lái)控制電磁閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，利用引風(fēng)機(jī)將高溫堆垛產(chǎn)生的熱能引導(dǎo)進(jìn)入始初堆垛中，優(yōu)先選擇溫度低的堆垛作為被供熱堆垛，使始初堆垛快速進(jìn)升溫進(jìn)入高溫腐熟階段；當(dāng)某個(gè)供熱源堆垛溫度降到50°C時(shí)，便更換供熱源堆垛，優(yōu)先選擇溫度高的堆垛；當(dāng)被供熱的始初堆垛的溫度升高到35°C時(shí)，便停止供熱；當(dāng)腐熟后堆垛溫度保持在40°C左右，獲得腐熟污泥后，將10-50%的腐熟污泥作為初始物料用于堆肥配方中，其余的腐熟污泥移入成品庫(kù)，避免了重復(fù)供熱。上述為始初堆垛提供熱能的高溫堆垛共有3-5個(gè)，但并不是同時(shí)供熱，微機(jī)根據(jù)溫度傳感器指示溫度變化情況依次選擇供熱源堆垛。整個(gè)工藝穩(wěn)定運(yùn)行后，不斷重復(fù)上述步驟，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)自給供熱。本發(fā)明的續(xù)批自熱式堆肥化技術(shù)，利用堆肥自身產(chǎn)生的熱能為初始堆垛供熱，不需要外加熱源從而降低運(yùn)行費(fèi)用；采用部分腐熟污泥回用為初始堆垛提供發(fā)酵菌種，不需要購(gòu)置額外的發(fā)酵菌劑進(jìn)一步降低堆肥成本。此項(xiàng)技術(shù)將使堆垛快速進(jìn)入高溫腐熟階段，而且省略了靜態(tài)堆肥二次發(fā)酵階段，大大縮短堆肥周期。
權(quán)利要求
1.一種續(xù)批自熱式好氧堆肥方法，包括以下步驟(1)按1-3天的固定時(shí)間間隔，將根據(jù)堆肥配方混合好的堆肥物料堆放到各個(gè)槽體中形成靜態(tài)堆垛進(jìn)行好氧發(fā)酵，其中槽體的數(shù)量為6-24個(gè)；(2)好氧發(fā)酵2-3天后，以溫度到達(dá)60-70°C的高溫堆垛作為供熱源，通過(guò)引風(fēng)機(jī)將供熱源所產(chǎn)生的熱氣經(jīng)堆垛底部的通氣管道引入始初堆垛中；(3)當(dāng)作為供熱源的堆垛溫度下降到50-55°C時(shí)便停止供熱，并更換另一供熱源堆垛繼續(xù)供熱，當(dāng)始初堆垛的溫度上升到35-40°C時(shí)便停止接受供熱，并繼續(xù)發(fā)酵3-5天以形成腐熟污泥；(4)取10-50%腐熟污泥作為初始物料用于堆肥配方中，剩余的腐熟污泥移入成品庫(kù)；(5)重復(fù)循環(huán)上述步驟1-4。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)按2天的固定時(shí)間間隔，將根據(jù)堆肥配方混合好的堆肥物料堆放到各個(gè)槽體中形成靜態(tài)堆垛進(jìn)行好氧發(fā)酵，其中槽體的數(shù)量為6-12個(gè)；(2)發(fā)酵3天后，以溫度到達(dá)65-70°C的高溫堆垛作為供熱源，通過(guò)引風(fēng)機(jī)將所產(chǎn)生的熱氣經(jīng)堆垛底部的通氣管道引入始初堆垛中；(3)當(dāng)作為供熱源堆垛的溫度下降到50°C時(shí)便停止供熱，并更換另一供熱源堆垛繼續(xù)供熱，當(dāng)始初堆垛的溫度上升到35°C時(shí)便停止接受供熱，并繼續(xù)發(fā)酵4天以形成腐熟污泥；(4)取30-45%腐熟污泥作為初始物料用于堆肥配方中，剩余的腐熟污泥移入成品庫(kù)；(5)重復(fù)循環(huán)上述步驟1-4。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述堆肥配方為城市污水處理廠污泥 40-80%，腐熟污泥10-50%，調(diào)理劑10-20%。其中，調(diào)理劑為秸桿、木屑的一種或兩種。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述堆肥物料的指標(biāo)為含水率52-68%、碳氮比 15-30、pH = 6. 5-7. 8。
5.一種續(xù)批自熱式好氧堆肥裝置，包括用于形成靜態(tài)堆垛槽體，所述槽體的底部設(shè)置有通氣管道，所述通氣管道徑向上設(shè)有出氣孔，通氣管道兩端設(shè)置控制開(kāi)關(guān)的電磁閥門(mén)，所述槽體的數(shù)量為6-24 ；設(shè)置在槽體中的溫度傳感器，所述溫度傳感器連接有用于插入堆垛中進(jìn)行溫度檢測(cè)的熱電偶；設(shè)置在槽體外的弓I風(fēng)機(jī)和微機(jī)，所述引風(fēng)機(jī)和溫度傳感器連接微機(jī)；所述引風(fēng)機(jī)通過(guò)管線(xiàn)與各通氣管道聯(lián)通，微機(jī)根據(jù)溫度信號(hào)控制電磁閥門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉。
6.如權(quán)利要求5所述的好氧堆肥裝置，其特征在于，所述槽體的數(shù)量為6-12個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種續(xù)批自熱式好氧堆肥方法及其裝置，所述好氧堆肥方法通過(guò)按固定時(shí)間間隔建立多個(gè)靜態(tài)堆垛，進(jìn)入高溫階段的堆垛為始初堆垛供熱使之快速升溫，并將部分腐熟污泥作為初始物料用于堆肥配方中，該方法不但縮短了堆肥周期，降低操作費(fèi)用，提高費(fèi)效比，而且可以減少污泥堆肥過(guò)程中臭氣的排放。
文檔編號(hào)C05F17/00GK102627485SQ20121011884
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者李國(guó)富, 滕洪輝 申請(qǐng)人:吉林師范大學(xué), 深圳市東森環(huán)境技術(shù)有限公司