專利名稱：一種濕固廢裝袋后儲存在筒倉內(nèi)的干化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濕固廢裝袋后儲存在筒倉內(nèi)的干化方法，是屬于環(huán)境工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所述固廢是包括污泥、餐廚垃圾和畜禽糞便。以污泥為例經(jīng)機械壓濾后含水量約為80 %，如送焚燒廠焚燒還需要進一步脫水干化至含水量低于60 %，方可實現(xiàn)無需添加助燃劑即可自行燃燒。將污泥的含水量從80%脫水至60%以下是當前技術(shù)難題?，F(xiàn)行技術(shù)許多是采用加熱蒸發(fā)、強制通風和攪拌，能耗高、工藝復雜、且投資大。

發(fā)明內(nèi)容
固廢的干化是一個相對概念。本發(fā)明所指的濕固廢(或未干化固廢)是指含水量在80%左右的固廢；而干化后的固廢是指含水量低于60%的固廢。本發(fā)明順應(yīng)自然規(guī)律，采用給予固廢足夠長的厭氧發(fā)酵周期的方法來消耗固廢中的水分。將含水量約80%的固廢裝入編織袋中，置入大型筒倉內(nèi)密封儲存約6個月，在自然狀態(tài)下厭氧腐熟且消耗固廢中水分，使含水量降低至60%以下，在厭氧發(fā)酵期間產(chǎn)生的沼氣經(jīng)集氣裝置收集后排出筒倉外，或提純利用或點火焚燒。在全封閉厭氧發(fā)酵過程中觀察并記錄沼氣排放量，當沼氣排放過了高峰值并逐步衰減至某一下限值時，即表示固廢中的水分已經(jīng)不足以維持厭氧發(fā)酵持續(xù)進行，說明固廢已經(jīng)干化。固廢裝袋是基于以下4點理由1.固廢裝袋后形成一個獨立物體，輸送進筒倉堆放后，人可以在袋裝固廢上站立和踩踏。在進行作業(yè)時不必擔心腳會陷入固廢中，這是固廢裝袋的最主要原因；2.固廢裝袋后堆放，其作用在筒倉倉體上的側(cè)壓力要遠比散裝固廢堆放后產(chǎn)生的側(cè)壓力小得多。故在通常情況下可以省去在堆體中設(shè)置加筋材料；3.固廢裝袋后環(huán)境衛(wèi)生大為改善在進料時臭味小，在出料時不會被風吹散；4.在短途運輸時，人工搬運很方便。用于裝固廢的編織袋必須透水透氣，這樣固廢中的水分和發(fā)酵氣體才能排放出來。適量固廢裝袋是指1.重量適中以人工搬運效率最高為最佳；2.體積適中編織袋若裝的太滿，則受上部堆積物重壓后編織袋易漲破，若裝入太少，則浪費編織袋材料，不經(jīng)濟。在袋裝固廢堆體中分層設(shè)置集氣管是用于收集固廢發(fā)酵時產(chǎn)生的沼氣，并經(jīng)連通器、兩用管和排氣管排出。若沼氣量大，則經(jīng)提純后可作為再生能源；若沼氣量小，則可點火焚燒，不會污染環(huán)境。用于儲存袋裝固廢的筒倉是一種專用于儲存大量散裝集料的大型筒倉，比如生
3活垃圾、煤炭、礦石、礦粉、工業(yè)廢渣、糧食等。它應(yīng)用公路加筋土擋墻原理，可以使得筒倉倉體構(gòu)造既簡單又單薄，在具有超大容量的同時，還具有超低造價特征。該筒倉倉體是由若干圓筒段自下而上疊加組成。若增加進料，則拼裝圓筒段使倉體升高；反之出料，則拆除圓筒段使倉體下降。圓筒段是由若干環(huán)筋與若干立筋交叉組成圓筒段骨架，且在圓筒段骨架內(nèi)側(cè)附著襯墊裙組成。為滿足連續(xù)循環(huán)操作，所述用于袋裝固廢干化的筒倉至少需要有三座一座用于未干化袋裝固廢進料，另一座用于已干化袋裝固廢出料，還有至少一座用于儲存正在厭氧發(fā)酵干化過程中的袋裝固廢。因固廢袋裝后形成眾多獨立物體互相交叉堆砌在筒倉內(nèi)，故袋裝固廢作用在筒倉體內(nèi)壁上的側(cè)壓力，要比固廢直接堆入筒倉產(chǎn)生的側(cè)壓力要小得多，所以一般情況下可以免去設(shè)置加筋材料。但也有例外，比如組成倉體骨架的環(huán)筋強度或者立筋剛度不夠，以及堆放袋裝固廢過高等因素影響。在堆料中設(shè)置加筋材料后，堆料與加筋材料表面會產(chǎn)生水平向摩阻力，使堆體作用在倉體上的側(cè)壓力大大減小。還可以進一步以污治污在密封筒倉內(nèi)儲存的數(shù)量龐大的袋裝固廢其實也是一個巨大的生物發(fā)酵床，外引高濃度有機污水附著在這個生物發(fā)酵床上厭氧發(fā)酵，既可以獲得更多沼氣產(chǎn)生經(jīng)濟效益，同時又可以消滅外引高濃度有機污水，從而達到以污治污的效果。如要以污治污，則6個月的密封儲存期是遠不夠的，應(yīng)該大大延長，比如袋裝固廢在筒倉內(nèi)密封儲存1年，這就需要投資建設(shè)更多的筒倉以滿足運營周轉(zhuǎn)。在預計開倉出料前數(shù)月(需試驗獲得數(shù)據(jù))停止外引高濃度有機污水噴淋，但筒
倉內(nèi)的厭氧發(fā)酵和沼氣排放還在繼續(xù)......，直至開倉出料時，筒倉內(nèi)袋裝固廢中水分已
消耗至理想程度。外引高濃度有機污水必須在厭氧發(fā)酵過程中完全消耗掉，不允許有排放，故所以外引高濃度有機污水必須要適量。外引高濃度有機污水含有機質(zhì)濃度越高越好，既有利于產(chǎn)生更多沼氣，還有益于在持續(xù)不斷地厭氧發(fā)酵過程中消耗更多水分，以確保袋裝固廢在出料時達到理想干化。在秸稈來源豐富地區(qū)，可以在袋裝固廢間摻和一些秸稈，好處有三一則袋裝固廢堆體間排氣更加通暢；二則可以吸附和消耗更多外引高濃度有機污水；三則秸稈腐熟后其中纖維質(zhì)被破壞，有利于機械加工如粉碎后制作有機肥，或擠壓成型制作燃料棒等。本發(fā)明的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在1、投資小現(xiàn)有固廢干化建設(shè)投資約50 (萬元/噸 日)；運營費約220 (元/噸)。 而本發(fā)明固廢干化建設(shè)投資僅5(萬元/噸·日)；運營費80(元/噸)。2、運營簡單每天的運營操作基本就是進料和出料，運營過程非常簡單。3、環(huán)境效益好由于采用全封閉厭氧發(fā)酵工藝，沼氣收集后或利用，或點火焚燒， 無臭氣排放。4、以污治污外引高濃度有機污水利用筒倉內(nèi)存儲量巨大的袋裝固廢作為生物發(fā)酵床，在生產(chǎn)大量沼氣的同時，消耗高濃度有機污水，零排放。


下面結(jié)合附圖做詳細描述圖1為筒倉縱剖面圖；圖2為圖1中的A-A剖面；圖3為圖1中的B-B剖面；圖4為筒倉倉頂角局部大樣圖，即圖1中的C節(jié)點；圖5為筒倉倉底腳局部大樣圖，即圖1中的D節(jié)點；圖6為倉頂膜縱剖面；圖7為單個圓筒段展開圖；圖8為倉底襯墊縱剖面。附圖中標記1.倉體；2.倉底襯墊；3.倉頂膜；4.地面；5.袋裝固廢(或袋裝污泥)；6.集氣管；7.連通器；8.加筋材料；9.兩用管(既排水又排氣)；10.排氣管；11.倉內(nèi)井；12.倉外井；13.木樁；14.環(huán)筋；15.立筋；16.襯墊裙；17.沉降縫；18.繩索。具體實施方法以日干化100噸污泥為例。1、設(shè)計筒倉容量和個數(shù)已知日干化100噸污泥，且污泥裝袋后堆放入倉，平均容重按l(t/m3)計。如按30天(1個月)裝滿一座筒倉設(shè)計，則該筒倉容量應(yīng)達到3000立方米。根據(jù)上述筒倉容量試算，最終確定筒倉直徑為19. 1米，平均高10. 5米。假定經(jīng)試驗得知，濕污泥需要經(jīng)過6個月的密封儲存，才能在厭氧發(fā)酵過程中將含水量消耗至理想狀態(tài)。那么按1個月裝滿1座筒倉計，6個月的密封儲存周期就需要建6座筒倉，另外還應(yīng)增加1座進料筒倉和1座出料筒倉，故總共需要建設(shè)筒倉8座。2、運營過程如下首先從第1座筒倉裝滿密封后計算，依次裝滿至第7座筒倉，這時第1座筒倉已經(jīng)密封儲存有6個月；當開始裝第8座筒倉時，同時第1座筒倉開倉出料......，當?shù)?座筒倉裝滿時，
則第1座筒倉也完成了出料，這時第2座筒倉也滿足了密封儲存6個月；于是再向第1座筒倉進料，并同時第2座筒倉開始出料......，如此循環(huán)操作就可
以每天進料100噸濕污泥，和每天獲得經(jīng)6個月密封儲存的100噸干化污泥。3、倉底施工見圖1，沿倉底四周打木樁13，木樁13間距約0. 3米；挖倉底基礎(chǔ)土方、砌筑倉內(nèi)井11和倉外井12、埋兩用管9 (既排氣又排水)、排氣管10、倉底襯墊2采用厚2毫米HDPE 膜制作。4、倉體1制作與組裝單個圓筒段高1米，直徑19. 1米，即圓周長60米。為方便組裝，單個圓筒段可分成6個子片，每個子片長10米，高1米。倉體1組裝時，各子片端部環(huán)筋14采用直螺紋套
管對接。見圖7，單個圓筒段是由若干環(huán)筋14 (鋼筋)與若干立筋15 (扁鋼帶)交叉綁扎或焊接組成圓筒段骨架，并在圓筒段骨架內(nèi)附著襯墊裙16組成。襯墊裙16材質(zhì)是厚1. 5毫米HDPE膜(要求抗紫外線)，寬度為1. 3米，貼附在圓筒段骨架時上下應(yīng)各延伸15厘米，上部延伸的15厘米的HDPE膜翻轉(zhuǎn)180度包住圓筒段骨架最上層環(huán)筋14后，與襯墊裙16外側(cè)熱熔焊接，使襯墊裙16固定在圓筒段骨架上。向下延伸的15厘米HDPE膜是為了與下部倉體1襯墊裙16重合搭接密封。見圖1，筒倉倉體1底部圓筒段安裝在木樁13頂上，采用U型釘固定。向上疊加的圓筒段與下部圓筒段對接時，在上圓筒段底層環(huán)筋14與在下圓筒段頂層環(huán)筋14之間采用繩索18綁扎或扣件固定。為避免倉體1立筋15 (扁鋼帶)因剛度不足被壓彎，在倉體1升高至約5米處設(shè)置沉降縫17，即在5米高度以上的倉體1直徑均減小8厘米，為19. 1-0. 08 = 19. 02米。這樣在5米高度處的倉體1是直接安放在袋裝污泥5上，與下部倉體1之間形成一道小于4 厘米的沉降縫17，故在沉降縫17上部倉體1的重量不會傳遞到下部倉體1上，這樣就可以保證下部倉體1的立筋15不會被壓彎變形。沉降縫17縫隙間填塞如廢塑料袋等填充物密封，以阻止雨水進入筒倉內(nèi)。5、進料每袋污泥重約20公斤(即0. 02m3)，每天進料100噸(即IOOm3)，則每天需裝袋 100/0. 02 = 5000個，袋裝污泥5采用輸送帶輸送進筒倉，人工擺放。據(jù)市場調(diào)查編織袋每只約0. 4元，每噸污泥需要50只，即每噸污泥需要編織袋 20元(按一次性消耗)。實際上編織袋很難降解，是可以回收重復利用的。倉體1隨進料增加組裝升高。在進料到達預計高度時鋪設(shè)集氣管6 (塑料盲溝)， 集氣管6轉(zhuǎn)折處和交集點采用工程塑料管連通。集氣裝置包括有集氣管6和連通器7。連通器7材質(zhì)為工程塑料，可到生產(chǎn)塑料雨水井的廠家定制。連通器7連接各層水平向集氣管6，匯集沼氣后通過兩用管9排出至倉外井12，再經(jīng)安裝在倉外井12上的排氣管10輸送至火炬焚燒。在進料過程中，袋裝污泥5受荷載擠壓后可能會有少量污水溢出下滲至倉底襯墊 2上，經(jīng)鋪設(shè)在倉底襯墊2上的集氣管6匯集至倉內(nèi)井11中，而后進入兩用管9流出至倉外井12。由于袋裝污泥5含水量在80%左右，并未達到飽和，且編織袋還有一定吸附作用，所以一般情況是不會產(chǎn)生滲浙液的。但即便是有，滲出量也很有限，只要及時抽出并提升至進料作業(yè)面上潑灑即可。倉外井12蓋應(yīng)嚴格密封，倉外井12內(nèi)應(yīng)安裝浮球液位計，以觀察井內(nèi)水位不能淹沒兩用管9出氣口，如發(fā)現(xiàn)水位過高，應(yīng)及時抽出至進料筒倉作業(yè)面潑灑。如需要安置加筋材料8，則在進料到達預計高度時攤鋪土工格柵。當進料滿倉至預計高度時加倉頂膜3覆蓋封倉。如需“以污治污”，則還應(yīng)先安裝噴淋裝置后再封倉。在倉體1上升過程中，或滿倉后可沿倉體1四周布置臨時腳手架，以方便倉體1安裝，以及在倉頂膜3覆蓋后，倉頂膜3周邊與倉體1采用繩索18綁扎密封。6、運營已密封的筒倉在運營過程中只要每天觀察并記錄沼氣排放量，以及經(jīng)常關(guān)注倉外井12中的水位。在運營階段，雖然不會再有污水流出(是指非“以污治污”)，但在沼氣排放過程中仍會有少許冷凝水排出，故若發(fā)現(xiàn)倉外井12內(nèi)水位上升至接近淹沒兩用管9出氣口時，應(yīng)及時抽出倉外井12中水，以確保排氣暢通。若采用“以污治污”，則還應(yīng)每天應(yīng)定時適量噴淋外引高濃度有機污水，并根據(jù)排出量進行調(diào)整，以排出量盡可能少為最佳。為確保袋裝污泥5在“以污治污”后仍舊能夠達到理想中的干化程度，對于出料前終止噴淋的提前天數(shù)的預計必須準確，并留有充分余地。這個提前天數(shù)的預計應(yīng)經(jīng)過試驗獲得。7、出料當筒倉內(nèi)的袋裝污泥5經(jīng)過一個密封儲存周期后即可揭開倉頂膜3出料。筒倉四周設(shè)置至少一根溜槽，袋裝污泥5搬運至溜槽下滑入貨車車廂，貨車裝滿后運輸至下道工序車間，拆開編織袋倒出干化污泥再做后續(xù)處理，如直接焚燒、制磚、或制作有機肥等。在出料過程中拆下的倉體1圓筒段、集氣管6、連通器7、加筋材料8、以及編織袋等，經(jīng)檢查整修后均可重復利用。8、補充說明雖然以上結(jié)合實施例對本發(fā)明做了進一步說明，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當認識到上述實施例僅是用來說明的，并不能作為對本發(fā)明的限制。因此，可以在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)對圖示例進行一些變形，比如在采用“以污治污”工藝(即倉頂噴淋外引高濃度有機污水)的條件下，因有可能污水下滲量較大，筒倉底部的兩用管9應(yīng)該分別設(shè)置成相互獨立的排水管和排氣管。此外，也可將倉內(nèi)井11改變成與筒倉倉體1直徑基本相同的污水池，污水池中分布均勻設(shè)置多根立柱，諸多鏤空隔板緊密排列平放在立柱上。 在鏤空隔板面上堆放袋裝污泥5，而鏤空隔板以下則儲存下滲污水，這樣儲存下滲污水的容量就可以大大增加，以調(diào)節(jié)較多的下滲污水。
權(quán)利要求
1.一種濕固廢裝袋后儲存在筒倉內(nèi)的干化方法，其特征在于適量濕固廢裝入透氣透水的編織袋并封口形成袋裝固廢(5)；以及多個袋裝固廢( 輸送進筒倉內(nèi)堆放儲存；以及在堆放袋裝固廢( 過程中逐步升高筒倉倉體(1)；以及在堆放袋裝固廢( 過程中設(shè)置集氣裝置；以及當堆放袋裝固廢( 到達預計滿倉高度時，加倉頂膜C3)覆蓋筒倉頂部并與倉體(1) 密封；以及在密封筒倉內(nèi)，袋裝固廢( 持續(xù)進行厭氧發(fā)酵，在此過程中，集氣裝置收集沼氣并通過預設(shè)管道排放至筒倉外；以及在密封筒倉內(nèi)，袋裝固廢( 經(jīng)過足夠長時間的厭氧發(fā)酵，逐步脫水干化至理想程度， 在經(jīng)過一個密封儲存周期后即可開倉出料；以及所述筒倉倉體(1)是由若干圓筒段自下而上疊加組成；以及所述圓筒段是由若干環(huán)筋(14)與若干立筋(1 交叉組成圓筒段骨架，且在圓筒段骨架內(nèi)側(cè)附著襯墊裙(16)組成；以及為了滿足連續(xù)循環(huán)運營，所述筒倉至少需要有三座一座用于未干化袋裝固廢(5)進料，另一座用于已干化袋裝固廢(5)出料，還有至少一座用于儲存正在厭氧發(fā)酵干化過程中的袋裝固廢(5)。
2.如權(quán)利要求1所述一種濕固廢裝袋后儲存在筒倉內(nèi)的干化方法，其特征在于儲存在筒倉內(nèi)的袋裝固廢( 堆體中，至少設(shè)置有一層加筋材料(8)。
3.如權(quán)利要求1所述一種濕固廢裝袋后儲存在筒倉內(nèi)的干化方法，其特征在于筒倉裝滿后在倉頂袋裝固廢( 表面設(shè)置噴淋裝置，而后加倉頂膜C3)覆蓋密封，在袋裝固廢 (5)厭氧發(fā)酵期間，適量外引高濃度有機污水進入筒倉內(nèi)頂部噴淋，借助筒倉內(nèi)袋裝固廢 (5)這個生物發(fā)酵床生產(chǎn)更多沼氣，并同時消耗外引高濃度有機污水，在預計出料前數(shù)月停止外引高濃度有機污水噴淋，但厭氧發(fā)酵和沼氣排放仍在繼續(xù)，直至筒倉內(nèi)袋裝固廢(5) 中水分消耗至理想程度為止。
4.如權(quán)利要求1所述一種濕固廢裝袋后儲存在筒倉內(nèi)的干化方法，其特征在于在袋裝固廢( 進入筒倉內(nèi)堆放過程中，取適量秸稈摻和在袋裝固廢( 之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種濕固廢裝袋后儲存在筒倉內(nèi)的干化方法，是屬于環(huán)境工程領(lǐng)域。所述固廢是指污泥、餐廚垃圾和畜禽糞便。將含水量約80％的固廢裝入編織袋中，置入大型筒倉內(nèi)密封儲存，給予足夠長的厭氧發(fā)酵周期使固廢中的含水量下降至60％以下。本干化技術(shù)的優(yōu)越性第一是投資小單位建設(shè)投資5(萬元/噸·日)；運營費80(元/噸)。第二是運營簡單每天的運營操作基本就是進料和出料，工序非常簡單。第三是環(huán)境效益好由于是采用全封閉厭氧發(fā)酵，沼氣收集后或利用或點火焚燒，無臭氣排放。第四是以污治污外引高濃度有機污水利用筒倉內(nèi)存儲量巨大的袋裝固廢作為生物發(fā)酵床，在生產(chǎn)大量沼氣的同時，消滅高濃度有機污水，零排放。
文檔編號B09B3/00GK102267792SQ20111019977
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者莊維健 申請人:莊維健