專利名稱：有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及固體廢物處置技術(shù)領(lǐng)域，具體是有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，城市垃圾量和污水量不斷増加，隨之產(chǎn)生的城市有機(jī)垃圾和污水處理廠污泥越來(lái)越多，從固體廢物中回收資源和能源，減少最終處置的廢物量，從而減輕其對(duì)環(huán)境污染的負(fù)荷，已成為當(dāng)今世界所共同關(guān)注的問題。固體廢物處置的目的主要有以下四個(gè)方面減量化減少固體廢物最終處置前的體積，以降低固體廢物處理及最終處置的費(fèi)用；穩(wěn)定化通過處理使固體廢物穩(wěn)定化，避免產(chǎn)生二次污染；無(wú)害化達(dá)到固體廢物的無(wú)害化與衛(wèi)生化，如去除重金屬、滅菌等；資源化在處理固體廢物的同時(shí)達(dá)到變害為利、綜合利用、保護(hù)環(huán)境的目的，如產(chǎn)生沼氣等。 固體廢物處置的方法有海洋處置、陸地處置、垃圾填埋場(chǎng)處置、焚燒、生物處理等。其優(yōu)缺點(diǎn)分別為1、海洋處置近年來(lái)，隨著人們對(duì)保護(hù)環(huán)境生態(tài)重要性認(rèn)識(shí)的加深和總體環(huán)境意識(shí)的提高，海洋處置已受到越來(lái)越多的限制；2、陸地處置陸地處置包括土地耕作、工程庫(kù)或貯留池貯存、土地填埋以及深井灌注幾種，但是對(duì)土地的污染很嚴(yán)重；3、垃圾填埋場(chǎng)處置選擇合適場(chǎng)地做防滲處理后將垃圾進(jìn)行填埋，對(duì)周圍污染較小，但是會(huì)產(chǎn)生很難處理的高濃度垃圾滲濾液；4、焚燒處置將固體廢物進(jìn)行熱處理，利用加熱將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物，同時(shí)減少體積，但存在產(chǎn)生廢氣問題；5、固體廢物生物處置以固體廢物中的可降解有機(jī)物為對(duì)象，通過生物的好氧和厭氧作用，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定產(chǎn)物、能源和其他有用物質(zhì)的一種處理方法，同時(shí)具有固體廢物處置減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化的目的，實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用。綜上所述，急待研究ー種城市有機(jī)垃圾與污泥的高固體厭氧及好氧堆肥處置方法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了同時(shí)具有固體廢物處置減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化的方法，即有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)和處置方法。本實(shí)用新型的目的主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的高固體厭氧消化器、好氧堆肥器、干燥器；高固體厭氧消化器安裝有沼氣浄化裝置，好氧堆肥器安裝鼓風(fēng)機(jī)，沼氣浄化裝置連接有沼氣燃燒裝置，所述沼氣燃燒裝置同時(shí)與高固體厭氧消化器、好氧堆肥器、干燥器連通。所述沼氣浄化裝置還連接有沼氣發(fā)電裝置。所述好氧堆肥器還連接有肥料生產(chǎn)裝置。所述干燥器還連接有尾料收集裝置。還包括混合器，所述混合器內(nèi)安裝有攪拌器。[0010]基于上述有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)的處置方法，處置方法包括依次進(jìn)行的混合處理步驟、厭氧消化處理步驟和好氧堆肥處理步驟；其中，混合處理步驟為將污泥和城市有機(jī)垃圾放置在混合器內(nèi)進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁粎捬跸幚聿襟E為將混合后的固體廢物通過高固體厭氧消化器進(jìn)行厭氧消化處理，最終使得固體廢物中的固體含量達(dá)到20% 35%之間為止；好氧堆肥處理步驟為將厭氧消化后的物料通過好氧堆肥器進(jìn)行好氧處理。固體廢物通過高固體厭氧消化器時(shí)，控制高固體厭氧消化器內(nèi)的溫度在54°C 56°C之間，控制PH值范圍在7. 0 7. 2之間； 使得固體廢物中的有機(jī)成分進(jìn)行厭氧消化，產(chǎn)生甲烷和ニ氧化碳，最終使得固體廢物中固體含量達(dá)到25% 30%之間，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最佳碳氮比達(dá)到25 30之間，最后停止反應(yīng)。固體廢物通過好氧堆肥器時(shí)，控制好氧堆肥器的溫度為適合微生物快速繁殖的溫度，最終使得固體廢物中固體含量達(dá)到65%以上為止。還包括干燥步驟和尾料收集步驟；干燥步驟將好氧堆肥器反應(yīng)完成后，產(chǎn)生的腐殖質(zhì)經(jīng)過干燥器進(jìn)行高溫干燥處理；尾料收集步驟將干燥后的腐殖質(zhì)經(jīng)過尾料收集裝置進(jìn)行收集完成處理。本實(shí)用新型中設(shè)計(jì)的有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)利用自身產(chǎn)生的沼氣，然后通過沼氣燃燒裝置進(jìn)行燃燒產(chǎn)生熱量來(lái)維持高固體厭氧消化器、好氧堆肥器、干燥器所需要的熱量，以此達(dá)到就地取材環(huán)保生產(chǎn)環(huán)保利用。因此，本系統(tǒng)中，高固體厭氧消化器、好氧堆肥器、干燥器所需要的能源均取自系統(tǒng)本身，不需要額外的能源供應(yīng)。因此可在對(duì)固體廢物進(jìn)行處置的同時(shí)，做到穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化的循環(huán)生產(chǎn)。同時(shí)對(duì)于過余的沼氣，本系統(tǒng)采用與沼氣浄化裝置連接沼氣發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電處理，可向外界供電。而好氧堆肥器產(chǎn)生的腐殖質(zhì)通過肥料生產(chǎn)裝置進(jìn)行有機(jī)肥料的生產(chǎn)，或者通過加熱處理生產(chǎn)有機(jī)燃料。厭氧消化反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生甲烷和ニ氧化碳，為了使得后期的好氧反應(yīng)能有ー個(gè)合適的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，在厭氧消化反應(yīng)中，使得固體含量達(dá)到為20% 35%時(shí)即可，優(yōu)先選擇使固體含量達(dá)到為25% 30%，高固體厭氧消化器溫度控制在54 56°C，最佳PH范圍為7. 0 7. 2,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最佳碳氮比25 30。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最佳碳氮比為25 30且固體含量達(dá)到為25% 30%這環(huán)境下，后期的好氧反應(yīng)才能在這個(gè)環(huán)境下進(jìn)行快速充分的反應(yīng)。因此可縮短好氧反應(yīng)的時(shí)間，提高對(duì)有機(jī)垃圾的處理速度。為了方便對(duì)后期腐殖質(zhì)的處理，厭氧消化污泥的好氧堆肥中，最終使得固體廢物中固體含量達(dá)到65%以上才終止厭氧反應(yīng)，好氧堆肥器出來(lái)的產(chǎn)物是腐殖質(zhì)，作為肥料使用，經(jīng)過干燥器干燥后能作為電廠燃料，熱值14000 15000KJ/Kg，密度約為560Kg/m3。在固體含量達(dá)到65%時(shí)，可充分的利用系統(tǒng)本身產(chǎn)生的熱量對(duì)其加熱干燥，而不需要借助外界能源進(jìn)行處理。即，假如固體含量只達(dá)到50%時(shí)，我們就終止厭氧反應(yīng)，將好氧堆肥器內(nèi)的腐殖質(zhì)取出，那么其含水率極好，對(duì)于前期進(jìn)行生產(chǎn)的沼氣含量所產(chǎn)生的熱量，是不足以對(duì)其進(jìn)行干燥處理的。因此在這種情況下，需要借助外界的熱量進(jìn)行加熱處理，這與本實(shí)用新型的最終目的相違背，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)固體含量達(dá)到65%吋，即可完全利用系統(tǒng)本身的資源進(jìn)行加熱干燥處理。[0023]本實(shí)用新型的工作原理為城市有機(jī)垃圾和污水處理廠污泥經(jīng)過混合器混合均勻后，進(jìn)入高固體厭氧消化器在厭氧條件下，根據(jù)上述步驟第一步的控制エ藝參數(shù)，形成了厭氧微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件，利用高固體厭氧消化器中的微生物產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌代謝作用，分解廢物中的有機(jī)物并產(chǎn)生甲烷和ニ氧化碳。產(chǎn)生的沼氣通過沼氣凈化裝置浄化，一部分通過沼氣燃燒裝置燃燒轉(zhuǎn)化為熱能，為高固體厭氧消化器、好氧堆肥器和干燥器提供熱能，另一部分通過沼氣發(fā)電裝置燃燒轉(zhuǎn)化為電能。高固體厭氧消化器出來(lái)的物料進(jìn)入好氧堆肥器中，鼓風(fēng)機(jī)為好氧堆肥器提供微生物所需氧氣，物料轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，其中一部分進(jìn)入肥料生產(chǎn)裝置作為肥料及土壌改良劑，另一部分經(jīng)過干燥器干燥后能作為電廠燃料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果(I)本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)資源綜合利用， 將城市有機(jī)垃圾和污水處理廠污泥轉(zhuǎn)化為清潔能源甲烷，并利用甲烷進(jìn)行發(fā)電和產(chǎn)生熱能。而不是像海洋處置、垃圾填埋等其他處置方式，沒有實(shí)現(xiàn)資源化利用。(2)本實(shí)用新型將固體廢物轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，作為肥料使用和電廠燃料，并通過反應(yīng)過程中合適的溫度和時(shí)間對(duì)固體廢物中細(xì)菌進(jìn)行了滅活，實(shí)現(xiàn)了固體廢物減量化和無(wú)害化。

圖I為本實(shí)用新型處置方法エ藝流程示意圖；附圖中附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為1、混合器，2、高固體厭氧消化器，3、好氧堆肥器，4、干燥器，5、污泥，6、城市有機(jī)垃圾，7、攪拌器，8、沼氣浄化裝置，9、沼氣燃燒裝置，10、沼氣發(fā)電裝置，11、鼓風(fēng)機(jī)，12、肥料生產(chǎn)裝置，13、尾料收集裝置。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例如圖I所示，城市有機(jī)垃圾與污泥的高固體厭氧及好氧堆肥處置方法工作時(shí)從城市垃圾中分離的有機(jī)垃圾與污水處理廠污泥經(jīng)過混合器I混合均勻后，進(jìn)入高固體厭氧消化器2在厭氧條件下，控制物料中固體含量為25% 30%，高固體厭氧消化器溫度控制在54 56°C，最佳PH范圍為7. 0 7. 2，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最佳碳氮比25 30，形成了厭氧微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件，利用高固體厭氧消化器2中的微生物產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌代謝作用，分解廢物中的有機(jī)物并產(chǎn)生甲烷和ニ氧化碳。產(chǎn)生的沼氣通過沼氣浄化裝置8浄化，一部分通過沼氣燃燒裝置9燃燒轉(zhuǎn)化為熱能，為高固體厭氧消化器8、好氧堆肥器3和干燥器4提供熱能，另一部分通過沼氣發(fā)電裝置10燃燒轉(zhuǎn)化為電能。高固體厭氧消化器2出來(lái)的物料進(jìn)入好氧堆肥器3中，鼓風(fēng)機(jī)11為好氧堆肥器3提供微生物所需氧氣，物料轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，熱值14000 15000KJ/Kg，密度約為560Kg/m3，其中一部分進(jìn)入肥料生產(chǎn)裝置12作為肥料及土壌改良劑，另一部分經(jīng)過干燥器4干燥后能作為電廠燃料。因此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的高固體厭氧消化器2、好氧堆肥器3、干燥器4 ;高固體厭氧消化器2安裝有沼氣凈化裝置8，好氧堆肥器3安裝鼓風(fēng)機(jī)11，沼氣浄化裝置8連接有沼氣燃燒裝置9，所述沼氣燃燒裝置9同時(shí)與高固體厭氧消化器2、好氧堆肥器3、干燥器4連通。所述沼氣浄化裝置8還連接有沼氣發(fā)電裝置10。所述好氧堆肥器3還連接有肥料生產(chǎn)裝置12。所述干燥器4還連接有尾料收集裝置13。還包括混合器I，所述混合器內(nèi)安裝有攪拌器7?；谏鲜鲇袡C(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)的處置方法，處置方法包括依次進(jìn)行的混合處理步驟、厭氧消化處理步驟和好氧堆肥處理步驟；其中，混合處理步驟為將污泥5和城市有機(jī)垃圾6放置在混合器I內(nèi)進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁粎捬跸幚聿襟E為將混合后的固體廢物通過高固體厭氧消化器2進(jìn)行厭氧消化處理，最終使得固體廢物中的固體含量達(dá)到20% 35%之間為止；好氧堆肥處理步驟為將厭氧消化后的物料通過好氧堆肥器3進(jìn)行好氧處理。固體廢物通過高固體厭氧消化器2時(shí)，控制高固體厭氧消化器2內(nèi)的溫度在54°C 56°C之間，控制PH值范圍在7. 0 7. 2之間；使得固體廢物中的有機(jī)成分進(jìn)行厭氧消化，產(chǎn)生甲烷和ニ氧化碳，最終使得固體廢物中固體含量達(dá)到25% 30%之間，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最佳碳氮比達(dá)到25 30之間，最后停止反應(yīng)。固體廢物通過好氧堆肥器3吋，控制好氧堆肥器3的溫度為適合微生物快速繁殖的溫度，最終使得固體廢物中固體含量達(dá)到65%以上為止。還包括干燥步驟和尾料收集步驟；干燥步驟將好氧堆肥器3反應(yīng)完成后，產(chǎn)生的腐殖質(zhì)經(jīng)過干燥器4進(jìn)行高溫干燥處理；尾料收集步驟將干燥后的腐殖質(zhì)經(jīng)過尾料收集裝置13進(jìn)行收集完成處理。本實(shí)用新型中設(shè)計(jì)的有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)利用自身產(chǎn)生的沼氣，然后通過沼氣燃燒裝置9進(jìn)行燃燒產(chǎn)生熱量來(lái)維持高固體厭氧消化器2、好氧堆肥器3、干燥器4所需要的熱量，以此達(dá)到就地取材環(huán)保生產(chǎn)環(huán)保利用。因此，本系統(tǒng)中，高固體厭氧消化器2、好氧堆肥器3、干燥器4所需要的能源均取自系統(tǒng)本身，不需要額外的能源供應(yīng)。因此可在對(duì)固體廢物進(jìn)行處置的同時(shí)，做到穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化的循環(huán)生產(chǎn)。同時(shí)對(duì)于過余的沼氣，本系統(tǒng)采用與沼氣浄化裝置8連接沼氣發(fā)電裝置10進(jìn)行發(fā)電處理，可向外界供電。而好氧堆肥器3產(chǎn)生的腐殖質(zhì)通過肥料生產(chǎn)裝置12進(jìn)行有機(jī)肥料的生產(chǎn)，或者通過加熱處理生產(chǎn)有機(jī)燃料。厭氧消化反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生甲烷和ニ氧化碳，為了使得后期的好氧反應(yīng)能有ー個(gè)合適的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，在厭氧消化反應(yīng)中，使得固體含量達(dá)到為20% 35%時(shí)即可，優(yōu)先選擇使固體含量達(dá)到為25% 30%，高固體厭氧消化器溫度控制在54 56°C，最佳PH范圍為7. 0
7.2,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最佳碳氮比25 30。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最佳碳氮比為25 30且固體含量達(dá)到為25% 30%這環(huán)境下，后期的好氧反應(yīng)才能在這個(gè)環(huán)境下進(jìn)行快速充分的反應(yīng)。因此可縮短好氧反應(yīng)的時(shí)間，提高對(duì)有機(jī)垃圾的處理速度。為了方便對(duì)后期腐殖質(zhì)的處理，厭氧消化污泥的好氧堆肥中，最終使得固體廢物中固體含量達(dá)到65%以上才終止厭氧反應(yīng)，好氧堆肥器出來(lái)的產(chǎn)物是腐殖質(zhì)，作為肥料使用，經(jīng)過干燥器干燥后能作為電廠燃料，熱值14000 15000KJ/Kg，密度約為560Kg/m3。在固體含量達(dá)到65%時(shí)，可充分的利用系統(tǒng)本身產(chǎn)生的熱量對(duì)其加熱干燥，而不需要借助外界能源進(jìn)行處理。即，假如固體含量只達(dá)到50%時(shí)，我們就終止厭氧反應(yīng)，將好氧堆肥器內(nèi)的腐殖質(zhì)取出，那么其含水率極好，對(duì)于前期進(jìn)行生產(chǎn)的沼氣含量所產(chǎn)生的熱量，是不足以對(duì)其進(jìn)行干燥處理的。因此在這種情況下，需要借助外界的熱量進(jìn)行加熱處理，這與本實(shí)用新型的最終目的相違背，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)固體含 量達(dá)到65%吋，即可完全利用系統(tǒng)本身的資源進(jìn)行加熱干燥處理。本實(shí)用新型的工作原理為城市有機(jī)垃圾和污水處理廠污泥經(jīng)過混合器混合均勻后，進(jìn)入高固體厭氧消化器在厭氧條件下，根據(jù)上述步驟第一步的控制エ藝參數(shù)，形成了厭氧微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件，利用高固體厭氧消化器中的微生物產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌代謝作用，分解廢物中的有機(jī)物并產(chǎn)生甲烷和ニ氧化碳。產(chǎn)生的沼氣通過沼氣凈化裝置浄化，一部分通過沼氣燃燒裝置燃燒轉(zhuǎn)化為熱能，為高固體厭氧消化器、好氧堆肥器和干燥器提供熱能，另一部分通過沼氣發(fā)電裝置燃燒轉(zhuǎn)化為電能。高固體厭氧消化器出來(lái)的物料進(jìn)入好氧堆肥器中，鼓風(fēng)機(jī)為好氧堆肥器提供微生物所需氧氣，物料轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，其中一部分進(jìn)入肥料生產(chǎn)裝置作為肥料及土壌改良劑，另一部分經(jīng)過干燥器干燥后能作為電廠燃料。如上所述，則能很好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)，其特征在于包括依次設(shè)置的高固體厭氧消化器(2)、好氧堆肥器(3)、干燥器(4);高固體厭氧消化器(2)安裝有沼氣凈化裝置(8)，好氧堆肥器(3)安裝鼓風(fēng)機(jī)(11)，沼氣凈化裝置(8)連接有沼氣燃燒裝置(9)，所述沼氣燃燒裝置(9)同時(shí)與高固體厭氧消化器(2)、好氧堆肥器(3)、干燥器(4)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)，其特征在于所述沼氣凈化裝置(8 )還連接有沼氣發(fā)電裝置(10 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)，其特征在于所述好氧堆肥器(3 )還連接有肥料生產(chǎn)裝置(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)，其特征在于所述干燥器(4 )還連接有尾料收集裝置(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)，其特征在于還包括混合器(I)，所述混合器內(nèi)安裝有攪拌器(J)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了有機(jī)垃圾與污泥的固體厭氧及好氧堆肥系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的高固體厭氧消化器、好氧堆肥器、干燥器；高固體厭氧消化器安裝有沼氣凈化裝置，好氧堆肥器安裝鼓風(fēng)機(jī)，沼氣凈化裝置連接有沼氣燃燒裝置，所述沼氣燃燒裝置同時(shí)與高固體厭氧消化器、好氧堆肥器、干燥器連通。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，將城市有機(jī)垃圾和污水處理廠污泥轉(zhuǎn)化為清潔能源甲烷，并利用甲烷進(jìn)行發(fā)電和產(chǎn)生熱能。本實(shí)用新型將固體廢物轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，作為肥料使用和電廠燃料，并通過反應(yīng)過程中合適的溫度和時(shí)間對(duì)固體廢物中細(xì)菌進(jìn)行了滅活，實(shí)現(xiàn)了固體廢物減量化和無(wú)害化。
文檔編號(hào)C05F17/02GK202643585SQ2012203527
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者李華, 胡登燕, 鄭傳勇 申請(qǐng)人:四川四通歐美環(huán)境工程有限公司