城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺的制作方法
【专利摘要】城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，包括以下步骤：（1）、收集污泥、餐厨垃圾和农林废弃物，将三者进行搅拌混合；（2）、将混合物进行一次好氧发酵，同时供气，（3）、接着进行二次好氧发酵，同时供气，二次好氧发酵完成后，混合物的含水率降至30%以下；（4）、对混合物进行粉碎和筛分，制成有机肥；（5）、将筛分后的有机肥均质储存；（6）、将有机肥包装、出库。本发明的工艺简单、处理量大、发酵周期较短、物料发酵程度均匀、处理效果好、自动化程度高、处理成本较低，一次好氧发酵和二次好氧发酵处理均是全封闭运行，处理过程无异味，将餐厨垃圾和城市污泥化废为宝，生产出极有市场价值的有机肥和液态菌肥。
【专利说明】城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于城市垃圾处理【技术领域】，尤其涉及一种城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺。
【背景技术】
[0002]餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种，包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料(厨余)和食用残余(泔脚)。其成分复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物，从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。我国餐厨垃圾数量十分巨大，并呈快速上升趋势。
[0003]餐厨垃圾具有显著的危害和资源的二重性，其特点可归纳为:⑴含水率高、可达80% - 95%。⑵盐分含量高、部分地区含辣椒、醋酸高。⑶有机物含量高、蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等。⑷富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素。(5)存在有病原菌、病原微生物。(6)易腐烂、变质、发臭、滋生蚊。
[0004]在浪费资源方面，据农业部有关专家测算，餐厨垃圾内含大量的营养物质，主要成分是油脂和蛋白质，可替代玉米、鱼粉、豆柏等加工成高能蛋白优质饲料，也是制取生物柴油的适合原料。专家解释，按干物质含量计算，5000万吨餐厨垃圾相当于500万吨的优质饲料，内含的能量相当于每年1000万亩耕地的能量产出量，内含的蛋白质相当于每年2000万亩大豆的蛋白质产出量。也就是说，如果我国一年产出的餐厨垃圾全部得以利用，相当于节约了 1000万亩耕地。面对中国耕地紧张、粮食短缺，每年需要大量进口粮食饲料的现状，合理利用餐厨垃圾是增加资源利用率、在一定程度上解决我国粮食问题的有效途径。并且，这种利用，符合减量化、再利用、资源化特点，是发展循环经济的生动案例。
[0005]对于餐厨垃圾危害性主要有以下几点:
(I)污染环境、影响市容 。因餐厨垃圾含有较高的有机质和水分，容易受到微生物的作用，而发生腐烂变质现象；且废弃放置时间越久，腐败变质现象就越发严重。特别是到了夏季，温度较高，腐烂变质也越快，这时候容易产生大量的渗滤水以及恶臭气体,滋生蚊虫,对环境卫生造成恶劣影响。
[0006](2)危害人体健康。餐厨垃圾中的肉类蛋白以及动物性的脂肪类物质，主要来自于提供肉类食品的那些牲畜家禽，牲畜在直接吃食未经有效处理的餐厨垃圾后，容易发生“同类相食”的同源性污染，并造成人畜之间疫病的交叉传染，危害人体健康，并可能促进某些致命疾病的传播。如历史上大规模爆发的传染病。再比如说，目前在许多地方传播的禽流感等的起因，可能是由于病牛、病羊或病猪的尸体被制成了动物饲料，从而引起疾病的大规模传染。
[0007](3)传播疾病。餐厨垃圾的露天存放会招致蚊蝇鼠虫的大量繁殖，其是疾病流传的主要媒介。
[0008](4)餐厨垃圾中堆放时产生的下渗液进入到污水处理系统，会造成有机物含量的增加，从而加重污水处理厂的负担，增加运行成本。[0009]目前，对餐厨垃圾一般采用好氧堆肥或厌氧消化制沼气工艺，具体流程为:统一回收进入处理生产线后，经过分拣、磁选，将筷子、塑料袋、金属等无机物筛出，余下的餐厨废弃物，经破碎、油水分离、脱水后，送入好氧发酵设备，处理后的餐厨废弃物成为工业用油脂和营养土。厌氧消化工艺，前处理与好氧堆肥前处理基本一致，提工业油脂之后制浆送入厌氧罐进行厌氧发酵，产生沼气，之后对混合物通过离心方式进行沼渣，沼液分离，沼渣作为制有机肥的原料，沼液进一步处理达标排放。现有对餐厨垃圾厌氧消化之后的沼渣，一般采取加絮凝剂沉淀加入生硝后、板框压滤，脱水至55%以下，填埋处理。一是造成有机物资源浪费，二是设备投入大，处理成本高，三是填埋占用土地资源。而采取离心脱水好氧发酵工艺，可以提高资源的社会利用率，产生较好的社会和经济效益。
[0010]污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。脱水污泥的主要特性是含水率高(80%以上)，有机物含量高，容易腐化发臭，造成严重的空气污染，影响居民的生活；并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵运输，但它很难通过沉降进行固液分离。
[0011]对于城市中的餐厨沼渣(餐厨垃圾厌氧发酵后的沼渣)和脱水污泥，这样可以充分利用资源，少占地空间，产生社会和经济效益，因此是一项亟需解决的难题。
【发明内容】
[0012]本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种工艺简单、节约大量成本的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺。
[0013]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，包括以下步骤，
(1)、收集污泥或餐厨沼渣，收集农林废弃物，将两者进行搅拌混合，使混合物的含水率降至 55%-65% ； (2)、将混合物输送到密闭卧式双层筒体好氧发酵罐内进行一次好氧发酵，同时向密闭卧式双层筒体好氧发酵罐内供气，一次好氧发酵的温度为65° -75。；
(3)、接着将混合物输送到密闭卧式好氧发酵罐内进行二次好氧发酵，同时向密闭卧式好氧发酵罐内供气，二次好氧发酵温度为50° -60°，二次好氧发酵完成后，混合物的含水率降至30%以下；
(4)、对混合物进行粉碎和筛分，制成有机肥，有机肥的粒度大小不大于0.5cm ；
(5)、将筛分后的有机肥均质储存；
(6)、将有机肥包装、出库。
[0014]所述步骤(I)中的农林废弃物在搅拌混合前依次进行铡切、烘干、粉碎、储存工序。
[0015]所述步骤(I)中将污泥或餐厨沼渣在堆放储存过程中自然释放的废气以及在搅拌混合工序中的废气负压收集到废气收集系统中；所述步骤(2)、(3)中将发酵过程中排出的废气通过排气系统也收集到废气收集系统中，再将废气收集系统中的废气通过生物滤床除臭系统进行废气处理，达标后排到大气中。
[0016]将步骤(I)中污泥或餐厨沼渣在堆放储存过程中自然渗出的废水以及步骤(2)中一次好氧发酵后的排出的废水通过渗滤液收集系统输送到厌氧发酵罐内，厌氧发酵后产生沼渣、沼液和沼气，将沼渣、沼液和沼气分离。[0017]将沼渣输送到步骤(I)中的搅拌混合工序。
[0018]沼气的一部分提纯后装罐销售，另一部分燃烧为农林废弃物的烘干工序提供热倉泛。
[0019]将沼液进行曝气，无污染且无营养成分的水排入到城市污水管网，有营养成分的沼液加菌种培养3-5天后制成液态菌肥。
[0020]所述一次好氧发酵的温度为70°，二次好氧发酵温度为55°。
[0021]所述污泥或餐厨沼渣和农林废弃物三者搅拌混合后的含水率为60%。
[0022]所述有机肥的粒度大小为0.2cm。
[0023]采用上述技术方案，城市污泥和餐厨沼渣的含水率一般为78%_80%，农林废弃物作为城市污泥或餐厨沼渣的辅料，农林废弃物需要进行铡切、烘干、粉碎后再与污泥及餐厨沼渣搅拌混合，混合物经过一次好氧发酵、二次好氧发酵后水分含量被降低至30%以下，再次粉碎筛分后成为有机肥。污泥和餐厨沼渣在暂存、搅拌混合工序中自然释放的废气经负压收集并除臭后排放到大气中。一次好氧发酵后的废水以及污泥或餐厨沼渣在储存堆放过程中自然释放的废水用于制取沼气和沼液，一部分沼气提纯后装罐用于销售，一部分沼气燃烧用于农林废弃物的烘干，沼液被曝气后无用的排到城市污水管道中，有用的用于制取液态菌肥，沼渣再重新搅拌混合后再次利用。本发明中的含水率、温度、有机肥粒度大小等参数均为制取有机肥的必要条件和最佳选择。
[0024]本发明中制取有机肥最主要的是一次好氧发酵和二次好氧发酵工序，这两道工序决定了所制取有机肥的质量，一次好氧发酵所用的密闭卧式双层筒体好氧发酵罐(专利申请号为2013103484863)为本 申请人:于2013年8月12日申请的发明专利，二次好氧发酵所用的密闭卧式好氧发酵罐(专利申请号为2013102974850)本 申请人:于2013年7月16日申请的发明专利。因此，密闭卧式双层筒体好氧发酵罐和密闭卧式好氧发酵罐的具体构造及使用过程就不再详细阐述。由于采用了密闭卧式双层筒体好氧发酵罐进行一次好氧发酵和采用密闭卧式好氧发酵罐进 行二次好氧发酵，这样不仅缩短了好氧发酵的时间，而且大大提闻了有机肥的品质和肥效。
[0025]本发明的工艺简单、处理量大、发酵周期较短、物料发酵程度均匀、处理效果好、自动化程度高、处理成本较低，一次好氧发酵和二次好氧发酵处理均是全封闭运行，处理过程无异味，废气集中处理达标排放，将餐厨沼渣和城市污泥化废为宝，生产出极有市场价值的有机肥和液态菌肥，也避免了餐厨沼渣和城市污泥对环境和人体所可能造成的威胁，从而实现餐厨沼渣和城市污泥的无害化、资源化利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0027]如图1所示，本发明的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，包括以下步骤:
(I)、收集污泥或餐厨沼渣，收集农林废弃物，将两者进行搅拌混合，使混合物的含水率降至55%-65%，优选60% ；(2)、将混合物输送到密闭卧式双层筒体好氧发酵罐内进行一次好氧发酵，同时向密闭卧式双层筒体好氧发酵罐内供气，一次好氧发酵的温度为65°-75°，优选70° ;
(3)、接着将混合物输送到密闭卧式好氧发酵罐内进行二次好氧发酵，同时向密闭卧式好氧发酵罐内供气，二次好氧发酵温度为50°-60°，优选55°，二次好氧发酵完成后，混合物的含水率降至30%以下；
(4)、对混合物进行粉碎和筛分，制成有机肥，有机肥的粒度大小不大于0.5cm,优选
0.2cm ；
(5)、将筛分后的有机肥均质储存；
(6)、将有机肥包装、出库。
[0028]步骤(I)中的农林废弃物在搅拌混合前依次进行铡切、烘干、粉碎、储存工序。
[0029]步骤(I)中将污泥或餐厨沼渣在堆放储存过程中自然释放的废气以及在搅拌混合工序中的废气收集到废气收集系统中；所述步骤(2)、(3)中将发酵过程中排出的废气通过排气系统也收集到废气收集系统中，再将废气收集系统中的废气通过生物滤床除臭系统进行废气处理，达标后排到大气中。
[0030]将步骤(I)中污泥或餐厨沼渣在堆放储存过程中自然渗出的废水以及步骤(2)中一次好氧发酵后的排出的废水通过渗滤液收集系统输送到厌氧发酵罐内，厌氧发酵后产生沼渣、沼液和沼气，将沼渣、沼液和沼气分离。
[0031]将沼渣输送到步骤(I)中的污泥或餐厨沼渣以及农林废弃物的搅拌混合工序，沼渣再次利用。
[0032]沼气的一部分提纯脱硫后装罐销售，另一部分燃烧为农林废弃物的烘干工序提供热能。
[0033]将沼液进行曝气，无污染且无营养成分的水排入到城市污水管网，有营养成分的沼液加菌种培养3-5天后制成液态菌肥。
[0034]本实施例并没有对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，其特征在于:包括以下步骤， (I)、收集污泥或餐厨沼渣，收集农林废弃物，将两者进行搅拌混合，使混合物的含水率降至 55%-65% ； (2)、将混合物输送到密闭卧式双层筒体好氧发酵罐内进行一次好氧发酵，同时向密闭卧式双层筒体好氧发酵罐内供气，一次好氧发酵的温度为65° -75。； (3)、接着将混合物输送到密闭卧式好氧发酵罐内进行二次好氧发酵，同时向密闭卧式好氧发酵罐内供气，二次好氧发酵温度为50° -60°，二次好氧发酵完成后，混合物的含水率降至30%以下； (4)、对混合物进行粉碎和筛分，制成有机肥，有机肥的粒度大小不大于0.5cm ； (5)、将筛分后的有机肥均质储存； (6)、将有机肥包装、出库。
2.根据权利要求1所述的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，其特征在于:所述步骤(I)中的农林废弃物在搅拌混合前依次进行铡切、烘干、粉碎、储存工序。
3.根据权利要求1或2所述的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，其特征在于:所述步骤(I)中将污泥或餐厨沼渣在堆放储存过程中自然释放的废气以及在搅拌混合工序中的废气负压收集到废气收集系统中；所述步骤(2)、(3)中将发酵过程中排出的废气通过排气系统也收集到废气收集系统中，再将废气收集系统中的废气通过生物滤床除臭系统进行废气处理，达标后排到大气中。
4.根据权利要求2所述的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，其特征在于:将步骤(I)中污泥或餐厨沼渣在堆放储存过程中自然渗出的废水以及步骤(2)中一次好氧发酵后的排出的废水通过渗滤液收集系统输送到厌氧发酵罐内，厌氧发酵后产生沼渣、沼液和沼气，将沼渣、沼液和沼气分离。
5.根据权利要求4所述的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，其特征在于:将沼渣输送到步骤(I)中的搅拌混合工序。
6.根据权利要求4所述的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，其特征在于:沼气的一部分提纯后装罐销售，另一部分燃烧为农林废弃物的烘干工序提供热能。
7.根据权利要求4所述的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，其特征在于:将沼液进行曝气，无污染且无营养成分的水排入到城市污水管网，有营养成分的沼液加菌种培养3-5天后制成液态菌肥。
8.根据权利要求1所述的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，其特征在于:所述一次好氧发酵的温度为70°，二次好氧发酵温度为55°。
9.根据权利要求1所述的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，其特征在于:所述污泥或餐厨沼渣和农林废弃物三者搅拌混合后的含水率为60%。
10.根据权利要求1所述的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥工艺，其特征在于:所述有机肥的粒度大小为0.2cm。
【文档编号】C05F9/00GK103467143SQ201310417195
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】张共敏, 冯建忠, 丁皓, 桑有成, 张元若, 霍婉旖, 艾永利, 张静, 侯清峰, 魏观杰, 周东升, 屈广辉, 王建伟, 宋中州, 李现伟, 郭建涛, 李文博, 刘浩 申请人:张共敏, 冯建忠, 丁皓, 桑有成