本发明涉及节能环保工艺及装置，具体涉及一种用厌氧发酵和中温氧化联合操作生产有机肥的装置。
背景技术：
随着社会的不断发展，人们日益重视对环境的保护，促使有机固体废弃物处理行业越来越重视资源化技术的研究、开发和对传统工艺的改进，这是当前摆在国内每个有机固体废弃物处理企业面前的迫切问题，资源化处理成为现代工作和生活的需要。
在有机固体废弃物处理过程中，采用厌氧发酵产沼气已成为一种主流方式之一。厌氧发酵一般在二、三周内仅能够去除进料中30％～50％的干物质，仍有大量的残余物需要改善。进料发酵后产生生化污泥,其中约有80％～90％也形成沼渣，很多试验证明经过厌氧消化后总干物质只能减量1/3到1/2左右的质量，故沼渣的产生量常在进料量的1/2到2/3，大部分固态易降解有机物没有得到降解，而厌氧发酵法基本上对进料液无法减量，同时厌氧发酵过程产生的厌氧污泥，也如其它污水厂一样造成污泥处置问题，此种易降解有机物未完全腐熟，故厌氧发酵后的沼渣沼液无法直接用为肥料。而在废水处理过程中，湿式氧化技术从1958年开始便被开始使用，但仅仅局限于低浓度废水的处理，对于高含固率的有机废液则不予采用。
在传统的厌氧发酵工艺中，无论是中温还是高温厌氧发酵，都存在如下严重缺点：
●无法将病毒、病菌及杂草种子去除，存在影响健康及污染环境的问题；
●无法解决抗生素、杀虫剂等问题。
在传统的湿式氧化工艺中，存在如下严重缺点：
●设备造价成本高、工艺条件要求苛刻、设备材质选择困难；
●运行成本高昂，无法进行推广应用；
●处理后的物料肥效低，无法进行资源化利用。
申请号为201710397483.7的中国发明专利，公开了“秸秆发酵沼渣制备有机肥的方法”，通过有机溶剂对沼渣浸泡后进行好氧发酵，该方法存在以下问题：沼渣沼液被分离后，对沼液没有进行无害化和资源化处置；浸泡沼渣的有机溶剂为易燃易爆、有毒有害品，存储及使用时存在安全隐患；沼渣采用好氧堆肥的方法，故存在占地面积大、堆肥温度低、堆肥时间长、沼渣中的易降解有机物难以得到有效去除的问题。申请号为201510848543.3的中国发明专利，公开了“新型沼液有机肥及其制备方法”，通过将沼液与三酸合剂、复合菌剂、物理转光材料混合即制得新型沼液有机肥，该方法存在以下问题：仅用精滤后的沼液，即过滤后的沼渣没有进行无害化和资源化处置；所用灭菌剂为紫外线及臭氧，紫外线存在无持续杀菌能力、灭菌效果受沼液浊度影响较大和uv灯套管容易结垢的缺点，臭氧为有毒有害物质，规模化使用存在制造费用高及使用要求高的缺点。
综上所述，如何有效的解决有机固体废弃物和废水的资源化和无害化，是本发明方法及装置要解决的问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术方法是提供一种用厌氧发酵和中温氧化联合操作生产有机肥的装置，该方法及装置在实现有机固体废弃物无害化和资源化处理的同时，将协同处理、清洁生产、运行能耗和维护保养进行综合评价，实现企业效益和生态环境效益的最大化。
本发明为解决目前厌氧发酵法主流技术产生的沼渣沼液问题而开发的技术方案。本方案为：一种用厌氧发酵和中温氧化联合操作生产有机肥的方法及装置，包括进料单元、预处理单元、厌氧发酵单元、中温氧化单元、固液分离单元、浓缩单元、尾气处理单元、管道连接单元。本方案透过下述的流程及操作予以体现：
所述进料单元包括：城市生活垃圾、秸秆、园林废弃物、畜禽粪污、生活污泥、啤酒厂污泥、生活污水、造纸黑液中的一种或几种物料的收集和存储。其中，城市生活垃圾、畜禽粪污、污泥、污水等易发臭物料存放于微负压环境内。
所述预处理单元包括：城市生活垃圾分拣、秸秆和园林废弃物破碎、配水匀浆、输送及除砂步骤。其中，城市生活垃圾分拣步骤将不利于厌氧发酵的物料如塑料、金属、玻璃、砂石、纺织物等进行分拣回收利用后，将剩余物料通过螺旋输送机输送至破碎机同秸秆和园林废弃物一起进行破碎；经破碎的物料与污水及装置回用水进行配水匀浆，调整适合厌氧发酵的含水率、ph、碱度和碳氮比等参数；配水匀浆后的物料通过输送泵送至除砂器进行除砂，剩余浆料与尾气处理单元换热后送入厌氧发酵单元。
所述厌氧发酵单元包括：添加产甲烷菌、厌氧发酵、沼气脱硫、沼气存储、沼气净化和沼气发电步骤。其中，所述厌氧发酵产生的沼气经过脱硫及存储后分为两部分，一部分净化处理后得到高纯度沼气，另一部分发电后为所述中温氧化单元提供加热用电；所述厌氧发酵产生的沼渣沼液进入所述中温氧化单元进一步处理。
所述中温氧化单元包括：输送泵、除砂器、一级换热器、二级换热器、中温氧化塔、空气压缩站。其中，所述厌氧发酵产生的沼渣沼液通过输送泵送至除砂器去除无机砂砾后，经过与来自所述中温氧化单元的高温度物料及蒸汽进行两级换热后进入所述中温氧化塔，所述中温氧化塔内的物料与来自所述空气压缩站的空气进行氧化反应得到含腐植酸有机肥，所述含腐植酸有机肥经过一级换热器后进入所述固液分离单元。
所述固液分离单元包括：固液分离器、提升机、加压罐、闪爆仓、输送机、肥料配置器。其中，所述固液分离器把来自所述一级换热器的物料通过物理作用分离得到腐植酸固体肥和腐植酸液体肥，所述腐植酸固体肥通过提升机送至所述加压罐与来自所述空气压缩站的空气进行加压后进入闪爆仓，所述闪爆仓内的腐植酸固体肥通过所述输送机送至所述肥料配置器后得到精制腐植酸固体肥；所述腐植酸液体肥送至所述浓缩单元进一步处理。
所述浓缩单元包括：腐植酸液体肥收集罐、输送泵、预换热器、主蒸发器、浓缩液罐、蒸汽压缩机、冷凝水罐、冷凝水循环泵。其中，所述主蒸发器将来自所述固液分离器的腐植酸液体肥进行浓缩后得到浓缩腐植酸液体肥；所述冷凝水罐内的水通过所述冷凝水循环泵回流至所述进料单元。
所述尾气处理单元包括：尾气换热器、尾气疏水阀、减压装置、尾气风机、尾气吸收装置、生物除臭装置。其中，所述尾气换热器的作用是将来自所述中温氧化单元所述的二级换热器的含蒸汽尾气与来自所述预处理单元的物料进行提温；经所述尾气换热器的尾气通过所述尾气疏水阀将液体及固体分离，分离后的液体送至所述预处理单元所述的配水匀浆步骤；分离后的尾气经过减压装置后与来自所述尾气风机的气体已通进入所述的尾气吸收装置和生物除臭装置后进行排放。
所述管道连接单元包括：连接所述预处理单元、厌氧发酵单元、中温氧化单元、固液分离单元、浓缩单元和尾气处理单元的所有管道。
本发明所提供的用厌氧发酵和中温氧化联合操作生产有机肥的方法及装置，解决了单独使用厌氧发酵工艺不能解决的问题，杜绝了沼渣沼液对环境的污染，同时有效的使有机固体废弃物得到充分的资源化和无害化。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明工艺流程示意图。
图中：100.城市生活垃圾、101.秸秆、102.园林废弃物、103.畜禽粪污、104.生活污泥及啤酒厂污泥、105.生活污水及造纸黑液、106.回用水、200.生活垃圾分选装置、201.输送机、202.输送机、203.破碎机、204.配水匀浆罐、205.输送泵、206.除砂器、300.厌氧发酵罐、301.产甲烷菌、302.沼气脱硫塔、303.沼气存储罐、304.沼气净化装置、305.沼气发电装置、400.输送泵、401.除砂器、402.一级换热器、403.二级换热器、404.电加热器、405.中温氧化塔、406.空气、407.空气压缩站、408.空气分布器、500.固液分离器、501.提升机、502.加压罐、503.闪爆仓、504.输送机、505.肥料配置器、506.含腐植酸精制固体有机肥、600.腐植酸液体肥收集罐、601.输送泵、602.预换热器、603.主蒸发器、604.浓缩液罐、605.蒸汽压缩机、606.冷凝水罐、607.冷凝水循环泵、700.尾气换热器、701.疏水装置、702.减压装置、703.尾气风机、704.尾气吸收装置、705.生物除臭装置、706.生物除臭装置循环泵、707.净化尾气、800～829.连接管道。
具体实施方式
以下结合本发明实施例及附图，对本发明进行清晰、完整地描述：
如图1所示，所述进料单元的城市生活垃圾(100)经过生活垃圾分选装置(200)分选后由输送机(201)输送至破碎机(203)进行破碎，秸秆(101)和园林废弃物(102)经过输送机(202)输送至破碎机(203)进行破碎，经破碎机(203)破碎后的物料进入配水匀浆罐(204)。所述进料单元的畜禽粪污(103)、生活污泥及啤酒厂污泥(104)、生活污水及造纸黑液(105)与来自所述浓缩单元和所述尾气处理单元的回用水(106)一同送入配水匀浆罐(204)。配水匀浆罐(204)内的物料经过浆料管(800)由输送泵(205)通过浆料管(801)输送至除砂器(206)，砂砾等重物质从除砂器(206)底部不定期排出，剩余浆料则经过浆料管(802)送至所述尾气处理单元所述的尾气换热器(700)与来自尾气管(829)的所述中温氧化单元所述的二级换热器(403)换热尾气进行热交换，经过所述尾气换热器(700)进行热交换后的浆料通过浆料管(803)输送至所述厌氧发酵单元的厌氧发酵罐(300)与产甲烷菌(301)一同混合后进行厌氧发酵步骤。
如图1所示，所述厌氧发酵罐(300)中产生的沼气经过沼气脱硫塔(302)脱硫后，进入所述沼气存储罐(303)进行存储；所述沼气存储罐(303)内的沼气分为两部分，一部分通过所述沼气净化装置(304)得到高纯度沼气，另一部分通过所述沼气发电装置(305)进行发电为所述中温氧化塔(405)提供加热用电。
如图1所示，所述厌氧发酵罐(300)中产生的沼渣沼液由输送泵(400)通过浆料管(804)输送至除砂器(401)，砂砾等重物质从除砂器(401)底部不定期排出；剩余浆料则经过浆料管(805)送至所述中温氧化单元所述的一级换热器(402)与来自所述中温氧化塔(405)底部的热物料进行换热，换热后的物料通过浆料管(806)进入所述二级换热器(403)与来自所述中温氧化塔(405)顶部的含蒸汽尾气进行热交换，换热后的物料通过浆料管(807)进入所述中温氧化塔(405)顶部；所述中温氧化塔(405)顶部的含蒸汽尾气通过尾气管(828)进入所述二级换热器(403)换热器后经尾气管(829)进入所述尾气换热器(700)。
如图1所示，所述中温氧化塔(405)通过电加热器(404)进行加热；所述中温氧化塔(405)内部设有1～10层空气分布器(408)，所述中温氧化塔(405)所用空气由所述空气压缩站(407)通过主空气管道(825)与分支空气管道(827)供给。所述空气压缩站(407)用空气(406)通过空气进气管道(824)进行输送。
如图1所示，所述中温氧化塔(405)底部物料通过物料管道(808)进入所述一级换热器(402)后经过物料管道(809)进入所述固液分离器(500)进行固液分离，液体部分通过物料管道(810)进入所述腐植酸液体肥收集罐(600)，固体部分经过所述提升机(501)送至加压罐(502)。所述加压罐(502)的压力由所述空气压缩站(407)经过压缩空气管道(826)进行提供，所述加压罐(502)加压后送至所述闪爆仓(503)进行闪爆处理，闪爆处理后的物料通过输送机(504)送至所述肥料配置器(505)进行配肥操作后得到含腐植酸精制固体有机肥(506)。
如图1所示，所述腐植酸液体肥收集罐(600)内的液体经过液体肥管道(811)通过所述输送泵(601)和液体肥管道(812)送至所述预换热器(602)内，与来自所述主蒸发器(603)的蒸汽进行换热后通过液体肥管道(813)进入所述主蒸发器(603)内进行浓缩处理。来自所述主蒸发器(603)的蒸汽由蒸汽管道(819)送至所述预换热器(602)后，冷凝下来的水通过管道(820)进入所述冷凝水罐(606)，所述冷凝水罐(606)内的冷凝水通过管道(821)和所述冷凝水循环泵(607)后由管道(822)与来自所述尾气处理单元回水管道(823)内的水一同混合后进入循环回用水混合管道(106)。
如图1所示，所述中温氧化塔(405)产生的蒸汽尾气经过热交换后与来自所述尾气风机(703)的尾气一同送至所述尾气吸收装置(704)和所述生物除臭装置(705)除臭后得到所述净化尾气(707)。
以上所述仅为本发明的典型实施方式。本发明不受上述实施例的限制，任何在此基础上进行的改进均在此发明的保护范围内。