一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種秸稈與污泥等資源化協(xié)同處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要以分段式干化機(jī)對(duì)秸稈和污泥(或餐廚剩余物)進(jìn)行協(xié)同處理，配套有進(jìn)料、裝料、加熱、抽風(fēng)凈化、動(dòng)力傳送、智能控制等多種輔助設(shè)備。處理過程中的高溫條件將秸稈和污泥等的混合物料快速脫水干化，病原體、雜草籽等有害物質(zhì)被高溫殺滅，細(xì)胞破壁、纖維素、木質(zhì)素等充分降解，小分子有機(jī)質(zhì)含量大大提高；同時(shí)，物料經(jīng)干化粉碎后表面反應(yīng)面積增加，便于后續(xù)的燃料化、肥料化利用。

二、

背景技術(shù)：

植物光合作用50％以上的有機(jī)物存儲(chǔ)于農(nóng)作物秸稈中，而在我國廣大地區(qū)農(nóng)作物收成后，植物秸稈通常得不到有效利用而被隨地丟棄或無序焚燒，造成巨大的資源浪費(fèi)和一系列環(huán)境污染和健康安全問題。另一方面，各地污水處理廠的含水污泥經(jīng)傳統(tǒng)壓榨后填埋或垃圾爐焚燒，各地餐廚垃圾等不到有效回收利用，也存在地下水源污染、臭味擾民、大氣污染、能耗巨大等老問題。因此，在國家出臺(tái)的節(jié)能減排、“水十條”、“土十條”等一系統(tǒng)文件的指導(dǎo)下，利用高效清潔、節(jié)能環(huán)保的處理工藝對(duì)污泥和秸稈、餐廚剩余物等進(jìn)行綜合資源化利用，將其“變廢為寶”，具有重要意義。

三、

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過智能化控制系統(tǒng)將分段式干化機(jī)、進(jìn)料設(shè)備、加熱設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、抽風(fēng)凈化設(shè)備、裝料設(shè)備等整合為一體化的全流程處理系統(tǒng)，根據(jù)資源化利用方式的不同，自動(dòng)配比進(jìn)料物質(zhì)的比例，產(chǎn)出符合要求的燃料化或肥料化基料(詳見附圖3)，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工藝單一系統(tǒng)出產(chǎn)單一產(chǎn)品的局限，而且燃料化產(chǎn)出的基料可直接用于該系統(tǒng)自身生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐設(shè)備的能源補(bǔ)給，極大地降低了系統(tǒng)運(yùn)行能耗，實(shí)現(xiàn)能耗最大程度的自平衡。該系統(tǒng)處理全過程無任何化學(xué)藥劑添加，高溫密閉環(huán)境有效殺滅病菌、雜草籽等有害物質(zhì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)物料細(xì)胞破壁，木質(zhì)素、纖維素降解為小分子可溶性物質(zhì)，有效提高了后續(xù)燃料化、肥料化的反應(yīng)效率。

本發(fā)明提供的一種秸稈與污泥等資源化協(xié)同處理系統(tǒng)，主要包括：

1.秸稈破碎機(jī)、2.秸稈預(yù)儲(chǔ)倉、3.螺桿泵、4.分段式干化機(jī)、5.真空泵、6.冷凝器、7.循環(huán)水箱、8.凈化設(shè)備(中和罐)、9.風(fēng)干輸送帶、10.螺旋上料機(jī)、11.打包設(shè)備、12.污泥螺桿泵、13.餐廚清洗槽、14.過濾器、15.壓濾機(jī)、16.秸稈進(jìn)料系統(tǒng)、17.污泥進(jìn)料系統(tǒng)、18.餐廚剩余物進(jìn)料系統(tǒng)、19.生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐、20.熱載體油儲(chǔ)罐、21.油泵。

(詳見附圖1，附圖2)

具體過程為：

(1)通過智能化控制系統(tǒng)啟動(dòng)系統(tǒng)所有設(shè)備，調(diào)節(jié)系統(tǒng)各設(shè)備中處理所需的溫度和轉(zhuǎn)速，同時(shí)可實(shí)時(shí)調(diào)控該系統(tǒng)中任一設(shè)備。

(2)秸稈通過1.秸稈破碎機(jī)將新鮮或干燥秸稈破碎成4-10厘米秸稈段，在2.秸稈預(yù)儲(chǔ)倉內(nèi)調(diào)整秸稈的含水率30％-60％，倉內(nèi)預(yù)儲(chǔ)秸稈段通過3.螺桿泵輸送至4.分段式干化機(jī)第二段進(jìn)一步輸送、處理，或與其他物料一起協(xié)同處理。

(3)4.分段式干化機(jī)反應(yīng)處理過程中產(chǎn)生的含水廢氣，通過5.真空泵從末端排氣口抽出，經(jīng)6.冷凝器和7.循環(huán)水箱的組合進(jìn)行冷凝，冷凝水返回污水管道進(jìn)行統(tǒng)一處理。其余少部分含水廢氣通過8.凈化設(shè)備(中和罐)反應(yīng)中和其中的酸性物質(zhì)，最終尾氣達(dá)標(biāo)排放。

(4)4.分段式干化機(jī)末端出料口的高溫產(chǎn)出物料在9.風(fēng)干輸送帶上快速降溫、除濕并向前輸送，由10.螺旋上料機(jī)輸送至11.打包設(shè)備，產(chǎn)出真空防腐包裝好的資源化基料。

(5)根據(jù)資源化利用方式的不同，系統(tǒng)處理具體過程局部調(diào)整如下：

①將秸稈單獨(dú)燃料化、肥料化處理利用，按照上述4個(gè)步驟進(jìn)行。

②將秸稈和污泥進(jìn)行協(xié)同處理，含水污泥通過12.污泥泵輸送至4.分段式干化機(jī)第一段，與第二段進(jìn)入的秸稈段一并混合，后續(xù)按上述4個(gè)步驟進(jìn)行。

③將秸稈和餐廚剩余物協(xié)同處理，餐廚剩余物需預(yù)先處理，方法為將餐廚剩余物放入13.餐廚清洗槽中利用自來水清洗去除油脂和鹽分，然后輸送至14.過濾器將大塊的雜質(zhì)、固體廢物過濾出去，通過15.壓濾機(jī)將多余水份去除，獲得含水率70％-90％的餐廚剩余物預(yù)處理料，將此預(yù)處理料輸送至4.分段式干化機(jī)第一段與后一段的秸稈段進(jìn)行混合，后續(xù)按上述4個(gè)步驟進(jìn)行。預(yù)處理過程中清洗、過濾、壓濾等產(chǎn)生的廢液重新返回污水池進(jìn)行污水處理。

本發(fā)明提供的整套協(xié)同處理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)將農(nóng)作物秸稈、含水污泥、餐廚剩余物等常見廢棄物快速、清潔的進(jìn)行脫水干化、降解滅菌，解決傳統(tǒng)處理工藝中“收-儲(chǔ)-運(yùn)”成本高、自動(dòng)化程度不高的局限，同時(shí)提供多種類的資源化產(chǎn)品基料(燃料化、肥料化)。該發(fā)明主要有三方面的控制：

第一方面，本發(fā)明中物料反應(yīng)程度，在系統(tǒng)傳送速度和物料進(jìn)料時(shí)含水率保持不變，可通過智能控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度(若采用生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐+熱載體油加熱的能源供應(yīng)系統(tǒng)，可通過智能化控制系統(tǒng)控制21.油泵來調(diào)節(jié)熱載體油流速，進(jìn)而調(diào)整反應(yīng)溫度)進(jìn)行控制。反應(yīng)溫度越高，物料反應(yīng)程度越高，成品含水率越少，產(chǎn)量不變。反應(yīng)溫度設(shè)定：50℃-350℃。(詳見附圖2)

第二方面，系統(tǒng)設(shè)定溫度和進(jìn)料含水率保持不變，物料反應(yīng)程度可由智能化控制系統(tǒng)調(diào)整傳送轉(zhuǎn)速來控制。轉(zhuǎn)速降低，物料反應(yīng)越充分，成品含水率越低，產(chǎn)量略有降低。系統(tǒng)轉(zhuǎn)速設(shè)定：20-1000轉(zhuǎn)/分。

第三方面，根據(jù)系統(tǒng)協(xié)同處理資源化利用方式的不同，通過智能化控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)進(jìn)料口各類物料的進(jìn)料多少，調(diào)整進(jìn)料口各類物料的混合比例，進(jìn)而產(chǎn)出不同種類的資源化產(chǎn)品基料。進(jìn)料口混合物料中秸稈的含量為50％-100％，污泥為50％-0，餐廚剩余物為50％-0。(詳見附圖3)

本發(fā)明提供的反應(yīng)系統(tǒng)全部設(shè)備由智能化控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)控，處理全過程不添加任何化學(xué)藥劑、處理物料密閉化運(yùn)行，系統(tǒng)高溫有效殺滅雜草籽、有害病菌等，物料中的大分子有機(jī)質(zhì)、木質(zhì)素、纖維素等被降解為可溶性小分子物質(zhì)，有效提高后續(xù)成品基料的利用率。該系統(tǒng)協(xié)同處理后的成品含水率可控制在20％-60％之間，單套系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)量為每小時(shí)100公斤至每小時(shí)1噸。農(nóng)作物秸稈、含水污泥、餐廚剩余物可按照資源化利用方式，按比例進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)“廢物”處理和資源化利用的多元化。

四、附圖說明

附圖1：全系統(tǒng)設(shè)備示意圖

1——秸稈破碎機(jī)、2——秸稈預(yù)儲(chǔ)倉、3——螺桿泵、4——分段式干化機(jī)、5——真空泵、6——冷凝器、7——循環(huán)水箱、8——凈化設(shè)備(中和罐)、9——風(fēng)干輸送帶、10——螺旋上料機(jī)、11——打包設(shè)備、12——污泥螺桿泵、13——餐廚清洗槽、14——過濾器、15——壓濾機(jī)、16——秸稈進(jìn)料系統(tǒng)、17——污泥進(jìn)料系統(tǒng)、18——餐廚剩余物進(jìn)料系統(tǒng)。

附圖2：熱載體油加熱方式示意圖

4——分段式干化機(jī)、19.生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐、20.熱載體油儲(chǔ)罐、21.油泵。

附圖3：多方式資源化利用示意圖

16——秸稈進(jìn)料系統(tǒng)、17——污泥進(jìn)料系統(tǒng)、18——餐廚剩余物進(jìn)料系統(tǒng)。

五、具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種秸稈與污泥等資源化協(xié)同處理系統(tǒng)，利用分段式干化機(jī)將秸稈、含水污泥、餐廚剩余物等按比例混合進(jìn)行高溫滅菌、干化降解等協(xié)同處理，出產(chǎn)成品種類豐富、可溶性高并產(chǎn)出不同種類的資源化成品基料。

該發(fā)明提供的整套系統(tǒng)設(shè)備主要包括：1.秸稈破碎機(jī)、2.秸稈預(yù)儲(chǔ)倉、3.螺桿泵、4.分段式干化機(jī)、5.真空泵、6.冷凝器、7.循環(huán)水箱、8.凈化設(shè)備(中和罐)、9.風(fēng)干輸送帶、10.螺旋上料機(jī)、11.打包設(shè)備、12.污泥螺桿泵、13.餐廚清洗槽、14.過濾器、15.壓濾機(jī)、16.秸稈進(jìn)料系統(tǒng)、17.污泥進(jìn)料系統(tǒng)、18.餐廚剩余物進(jìn)料系統(tǒng)、19.生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐、20.熱載體油儲(chǔ)罐、21.油泵。

具體實(shí)施方式為：

通過智能化控制系統(tǒng)啟動(dòng)所有設(shè)備并調(diào)節(jié)系統(tǒng)所需的溫度和轉(zhuǎn)速。秸稈通過1.秸稈破碎機(jī)將新鮮或干燥秸稈破碎成4-10厘米秸稈段，在2.秸稈預(yù)儲(chǔ)倉內(nèi)調(diào)整混合秸稈段的含水率(約30％-60％)，倉內(nèi)預(yù)儲(chǔ)秸稈段通過3.螺桿泵輸送至4.分段式干化機(jī)第二段進(jìn)行向前輸送、干化降解處理，或與其他物料一起協(xié)同處理。4.分段式干化機(jī)反應(yīng)處理過程中產(chǎn)生的含水廢氣，通過5.真空泵從末端排氣口抽出，經(jīng)6.冷凝器和7.循環(huán)水箱的組合進(jìn)行冷凝，冷凝水返回污水管道進(jìn)行統(tǒng)一處理。其余少部分含水廢氣通過8.凈化設(shè)備(中和罐)反應(yīng)中和其中的酸性物質(zhì)，最終尾氣達(dá)標(biāo)排放。4.分段式干化機(jī)末端出料口的高溫產(chǎn)出物料在9.風(fēng)干輸送帶上快速降溫、除濕并向前輸送，由10.螺旋上料機(jī)輸送至11.打包設(shè)備，最終產(chǎn)出真空防腐包裝好的資源化基料。(詳見附圖1)

根據(jù)資源化利用方式的不同，①秸稈燃料化、肥料化利用，則秸稈單獨(dú)進(jìn)入4.分段式干化機(jī)第二段進(jìn)行處理。②秸稈與污泥協(xié)同處理進(jìn)行燃料化、肥料化利用，則含水污泥通過12.污泥泵輸送至4.分段式干化機(jī)第一段，與第二段進(jìn)入的秸稈段一并混合，后續(xù)按上述步驟進(jìn)行。③秸稈和餐廚剩余物協(xié)同處理進(jìn)行燃料化利用，餐廚剩余物需預(yù)先處理：將餐廚剩余物放入13.餐廚清洗槽中利用自來水清洗去除油脂和鹽分，然后輸送至14.過濾器將大塊的雜質(zhì)、固體廢物過濾出去，通過15.壓濾機(jī)將多余水份去除，獲得含水率70％-90％的餐廚剩余物預(yù)處理料，將此預(yù)處理料輸送至4.分段式干化機(jī)第一段與后一段的秸稈段進(jìn)行混合，后續(xù)按上述步驟進(jìn)行。預(yù)處理過程中清洗、過濾、壓濾等產(chǎn)生的廢液重新返回污水池進(jìn)行污水處理。(詳見附圖3)

反應(yīng)倉溫度設(shè)定范圍：50℃-350℃。

系統(tǒng)轉(zhuǎn)速設(shè)定范圍：20-1000轉(zhuǎn)/分。

進(jìn)料口秸稈含水率為30％-60％，污泥(或餐廚剩余物)含水率為70％-90％。

燃料化利用時(shí)，秸稈/污泥混合比例≥1，秸稈/餐廚剩余物≥1；肥料化利用時(shí)，秸稈/污泥≥4。

處理后的干料含水率范圍：20％-50％。

加熱方式可使用電加熱、電磁加熱、鍋爐+熱載體油加熱。(其中鍋爐可使用天然氣鍋爐，或生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐。)

單套系統(tǒng)處理能力(按進(jìn)料計(jì))：100千克/時(shí)-1噸/小時(shí)。