利用城市废弃物制备新型生态栽培基质的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保技术领域，特别涉及一种城市废弃物资源化技术，具体是利用城市废弃物制备新型生态栽培基质的方法及装置。
【背景技术】
[0002]在我国经济及城市化发展进程中，城市居民生活用水量急剧增加的同时产生了大量的污泥，同时城市园林绿地面积园林废弃物的数量也越来越多，二者成为城市固体废弃物的主要组成之一。这两种固体有机废弃物通常的处置方式是填埋或焚烧，这不仅增加了政府对垃圾处理的成本，还浪费了宝贵的土地资源，污染了环境。同时城市生活污泥与园林废弃物中含有大量的有机质，不加利用也是对资源大大的浪费。
[0003]另一方面，目前在世界范围内广泛应用的栽培基质是泥炭，然而由于过度开采，泥炭资源已大大减少，同时开采泥炭会对湿地生态造成严重的破坏，而且泥炭短期内不可再生，因此限制泥炭使用的压力越来越大，迫切需要开发泥炭的替代品
[0004]基于以上背景，利用固体有机废弃物发酵生产有机肥或是栽培基质成为当前研宄的热点之一。现有的技术中，有很多关于这方面的详细描述。中国专利CN 101618977A提供了一种脱水污泥好氧发酵处理技术。该技术将脱水污泥与辅料进行混合、破碎，使用布料机将堆料颗粒分布为2m高的堆体在发酵仓内进行二次发酵，经20?30天可完全腐熟，产品含水率为40%左右。中国专利CN 1958536A提供了一种用污泥、树枝落叶和矿化垃圾制备栽培土的方法，该方法使用好氧堆肥技术，经30?40天腐熟，制的树枝落叶与污泥堆肥产物，再添加I?4倍重量的矿化垃圾，可制得满足国家标准的栽培土。中国专利CN101637778提供了一种利用农业有机废弃物、餐厨垃圾、畜禽粪便和有机活性污泥等有机废弃物制备生态有机肥的方法，该方法先将有机废弃物进行破碎，再与工艺水进行混配，然后加入接种物进行厌氧发酵，产出的沼气用于发电，产出的沼渣加水后与沼液再进行高温和中温好氧堆肥，最终经过筛分、干燥、造粒制成生态有机肥。中国专利CN 102303988A提供了一种脱水污泥好氧一厌氧交替发酵制备园林营养土的方法，该方法使用三次交替好氧一厌氧发酵，每次好氧发酵需5天，厌氧发酵需3天，整个制备过程需要24天，最终可得到满足无害化标准的园林营养土。
[0005]然而以上技术存在的共性问题是，尽管最终能够获得满足使用要求的生态有机肥或园林栽培土，但整个制备过程尤其是发酵工序的耗时过长，生产效率很低。而且，在整个发酵过程中未考虑产生的带臭味气体的处理问题。另外，以上技术仅仅是利用堆肥过程中升高的发酵温度来杀灭病菌和寄生虫卵，灭菌的效果不好，容易引起环境的二次污染。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种利用城市废弃物制备新型生态栽培基质的方法及装置。该方法发酵周期短、可连续生产、能防止臭气污染，可解决包括城市生活污泥与园林废弃物的环境污染问题，生产的有机质栽培基质可用作园林绿化、花丼种植等的栽培土。
[0007]为解决技术问题，本发明的解决方案是:
[0008]提供一种利用城市废弃物制备新型生态栽培基质的方法，包括以下步骤:
[0009](a)将含水率为10%?35%的园林废弃物机械破碎至粒径< 3cm，并与先干化、后剪切的城市生活污泥进行搅拌混合，得到混合原料；经干化处理后的城市生活污泥的含水率为60%?90%，城市生活污泥与园林废弃物混合的质量比为1: 0.3?2 ;
[0010](b)将所述混合原料送入蒸汽爆破罐中进行蒸汽爆破处理，控制蒸汽爆破罐中的温度180?260°C，压力0.8MPa?2.6MPa，保温保压时间1min?20min ;蒸汽爆破处理后的物料冷却到50°C?65°C ;处理后的物料进行冷却并回收其余热，得到热空气；
[0011](c)向冷却后的物料添加占其0.2?0.5%质量的好氧发酵菌剂作为接种剂进行好氧发酵，同时通入热空气以保持发酵所需温度，控制发酵温度为55°C?65°C，发酵时间5?10天；所述接种剂为好氧发酵菌剂；
[0012](d)将所述的发酵后的物料进行筛分、干燥、造粒，得到生态栽培基质。
[0013]本发明中，在完成步骤(C)后，取部分发酵后的物料作为调理剂用于下一次的制备过程:在添加接种剂时，同时添加占冷却后物料20?50%质量的调理剂，进行好氧发酵。(即调理剂为前一次好氧发酵所得的反应物，首次可不添加。)
[0014]本发明中，所述的园林废弃物是:植物凋落物、树枝修剪物、草坪修剪物、杂草、种子或残花中的至少一种。
[0015]本发明中，步骤(d)中筛分后的物料粒径为Icm?1.5cm，干燥后物料含水率15%?25%。
[0016]本发明进一步提供了利用城市废弃物生产新型生态栽培基质的装置，包括园林废弃物储槽、污泥储槽、蒸汽发生器、蒸汽爆破罐和好氧发酵罐；园林废弃物储槽的底部出口连接至破碎机，破碎机和污泥储槽的出口均接至搅拌混合槽；搅拌混合槽的出口下设有绞龙输送机，绞龙输送机出口下设有布料槽，布料槽出口通过管路接至蒸汽爆破罐的顶部，蒸汽爆破罐的中下部设蒸汽进口以引入蒸汽；蒸汽爆破罐为快开门式压力容器，其底部的出料口通过管路接至好氧发酵罐；
[0017]好氧发酵罐顶部设排气口，通过管路依次连接引风机和生物除臭器；好氧发酵罐底部设热空气进口和出料口，出料口通过管路连接至带式压滤机，带式压滤机通过管路依次连接筛分机、干燥器和造粒机，造粒机设出料口；
[0018]所述蒸汽爆破罐、好氧发酵罐的物料进出管线上均设置自动阀门，通过信号线连接至自动控制器由其控制阀门启闭；其中，蒸汽爆破罐的出料口的自动阀门为快开阀。
[0019]本发明中，所述蒸汽发生器为燃气式或电热式，在蒸汽发生器与蒸汽爆破罐之间的管路上设有蒸汽缓冲罐。
[0020]本发明中，所述蒸汽爆破罐与好氧发酵罐之间的管路上设有余热回收器；余热回收器顶部的进料口接至蒸汽爆破罐的出料口，底部的出料口则接至好氧发酵罐；余热回收器的中上部设热空气排出口，通过管路接至好氧发酵罐底部的热空气进口 ；余热回收器的中下部设空气入口，与空气压缩机相接。
[0021]本发明中，蒸汽爆破罐的数量至少为4个，且相互并联设置；
[0022]本发明中，所述余热回收器至少有2个，且相互并联设置；余热回收器之间设串联运行的空气流通路线，即一个余热回收器的空气排出口接至其相邻余热回收器的空气入
□O
[0023]本发明中，所述余热回收器至少有2个，且相互并联设置；余热回收器之间设串联运行的空气流通路线，即一个余热回收器的空气排出口接至其相邻余热回收器的空气入
□O
[0024]本发明中，所述好氧发酵罐至少有2个，且相互并联设置；好氧发酵罐中设搅拌装置。
[0025]本发明中，所述蒸汽爆破罐由多个且相互并联设置，在进行蒸汽爆破处理时各蒸汽爆破罐依次执行进料、通入蒸汽、保温保压和热喷放的动作；所述好氧发酵罐有多个且相互并联设置，在进行好氧发酵时各好氧发酵罐依次执行进料、发酵和放料的动作；通过上述方式实现生态栽培基质的连续化生产。
[0026]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0027](I)发酵过程所需时间短，发酵效率高。通过保温、加热、通风操作能够保证发酵罐内温度与氧气等参数能始终在其最佳工作范围内，保证物料能完全腐熟。同时蒸汽爆破的预处理能够使得发酵时间大大缩短。
[0028](2)生产过程节能。本发明的生产系统中还包括余热回收器，可回收蒸汽爆破后物料的热量，用于发酵罐物料的加热，从而保证热量的充分利用。
[0029](3)通过蒸汽爆破预处理工艺的高温高压处理，原料中的各种病原菌、寄生虫卵等可被彻底杀灭，从而实现对环境的无害化。
[0030](4)可实现连续化与自动化生产。通过多个蒸汽爆破罐并联来微分时间，保证在生产过程中始终有蒸汽爆破罐对物料实现汽爆处理，从而保证物料进料过程的连续；同时，多个发酵罐并联，能够保证生产过程中每天都有成品产出。各装置的物料进出口阀门均由自动控制器控制，可实现物料输送过程的自动化。
[0031](5)本发明能防止二次污染，在提高生产效率的同时，真正的实现城市生活污泥与园林废弃物的无害化、减量化、资源化。
【附图说明】
[0032]图1为本发明的工艺流程框图；
[0033]图2为本发明实施例2