城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥系统的制作方法
【专利摘要】城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥系统，包括农林废弃物收集仓、铡切装置、烘干装置、粉碎装置、储存罐、污泥或餐厨沼渣储存仓、搅拌混合装置、密闭卧式双层筒体好氧发酵罐、密闭卧式好氧发酵罐、粉碎筛分装置、均质储存仓、有机肥包装装置、供气装置和排气装置。本实用新型的结构简单、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。
【专利说明】城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于城市垃圾处理【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系统。
【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:
[0006](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。
[0007](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。
[0008](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。
[0009](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。[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
实用新型内容
[0013]本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种简单易行、节约大量成本、处理量大的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥系统。
[0014]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥系统，包括农林废弃物收集仓、铡切装置、烘干装置、粉碎装置、储存罐、污泥或餐厨沼渣储存仓、搅拌混合装置、密闭卧式双层筒体好氧发酵罐、密闭卧式好氧发酵罐、粉碎筛分装置、均质储存仓、有机肥包装装置、供气装置和排气装置；
[0015]农林废弃物收集仓的出口与铡切装置的进口连接，铡切装置的出料口与烘干装置的进料口连接，烘干装置的出料口与粉碎装置的进料口连接，粉碎装置的出料口与储存罐的进料口连接，储存罐和污泥或餐厨沼渣储存仓的出料口分别与搅拌混合装置的进料口连接，搅拌混合装置的出料口与密闭卧式双层筒体好氧发酵罐的进料口连接，密闭卧式双层筒体好氧发酵罐的出料口与密闭卧式好氧发酵罐的进料口连接，密闭卧式好氧发酵罐的出料口与粉碎筛分装置的进料口连接，粉碎筛分装置的出料口与均质储存仓的进料口连接，均质储存仓的出料口与有机肥包装装置的进料口连接；
[0016]供气装置的出气口分别与密闭卧式双层筒体好氧发酵罐和密闭卧式好氧发酵罐的进气口连接，排气装置的进气口分别与密闭卧式双层筒体好氧发酵罐和密闭卧式好氧发酵罐的出气口连接。
[0017]所述系统还包括废气收集罐和生物滤床除臭装置，污泥或餐厨沼渣储存仓的废气出口、搅拌混合装置的废气出口和排气装置的废气出口分别与废气收集罐的进气口连接，废气收集罐的出气口与生物滤床除臭装置的进气口连接。
[0018]所述系统还包括渗滤液收集装置、厌氧发酵罐、沼气罐、沼渣沼液分离装置、沼渣储存池、沼液储存池、曝气池和加菌种培养装置；
[0019]污泥或餐厨沼渣储存仓的废水出口、密闭卧式双层筒体好氧发酵罐的废水出口分别与渗滤液收集装置的进液口连接，渗滤液收集装置的出液口与厌氧发酵罐的进液口连接，厌氧发酵罐的出气口与沼气罐的进气口连接，沼气罐的出气口通过燃烧供热装置为烘干装置提供热量，厌氧发酵罐的出料口与沼渣沼液分离装置的进料口连接，沼渣沼液分离装置的出料口与沼渣储存池的进料口连接，沼渣储存池的出料口与搅拌混合装置的进料口连接，沼渣沼液分离装置的出液口与沼液储存池的进液口连接，沼液储存池的出液口与曝气池的进液口连接，曝气池的出液口与加菌种培养装置或者城市污水管网连接。
[0020]采用上述技术方案，污泥和餐厨沼渣的含水量一般为78%_80%，农林废弃物作为污泥或餐厨沼渣的辅料，农林废弃物需要进行铡切、烘干、粉碎后再与污泥或餐厨沼渣搅拌混合，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，成为有机肥。各个工序中的废气被收集并除臭后排放到大气中。一次好氧发酵后的废水用于制取沼气和沼液，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。
[0021]本实用新型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。
[0022]本实用新型的结构简单、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】
[0023]图1是本实用新型的结构示意图；
[0024]图2是采用本实用新型制取生物有机肥的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0025]如图1所示，本实用新型的城市污泥或餐厨沼渣密闭好氧制生物有机肥系统，包括农林废弃物收集仓1、铡切装置2、烘干装置4、粉碎装置5、储存罐6、污泥或餐厨沼渣储存仓7、搅拌混合装置3、密闭卧式双层筒体好氧发酵罐8、密闭卧式好氧发酵罐9、粉碎筛分装置10、均质储存仓11、有机肥包装装置12、供气装置13和排气装置14 ；
[0026]农林废弃物收集仓I的出口与铡切装置2的进口连接，铡切装置2的出料口与烘干装置4的进料口连接，烘干装置4的出料口与粉碎装置5的进料口连接，粉碎装置5的出料口与储存罐6的进料口连接，储存罐6和污泥或餐厨沼渣储存仓7的出料口分别与搅拌混合装置3的进料口连接，搅拌混合装置3的出料口与密闭卧式双层筒体好氧发酵罐8的进料口连接，密闭卧式双层筒体好氧发酵罐8的出料口与密闭卧式好氧发酵罐9的进料口连接，密闭卧式好氧发酵罐9的出料口与粉碎筛分装置10的进料口连接，粉碎筛分装置10的出料口与均质储存仓11的进料口连接，均质储存仓11的出料口与有机肥包装装置12的进料口连接；
[0027]供气装置13的出气口分别与密闭卧式双层筒体好氧发酵罐8和密闭卧式好氧发酵罐9的进气口连接，排气装置14的进气口分别与密闭卧式双层筒体好氧发酵罐8和密闭卧式好氧发酵罐9的出气口连接。
[0028]本实用新型还包括废气收集罐15和生物滤床除臭装置16，污泥或餐厨沼渣储存仓7的废气出口、搅拌混合装置3的废气出口和排气装置14的废气出口分别与废气收集罐15的进气口连接，废气收集罐15的出气口与生物滤床除臭装置16的进气口连接。
[0029]本实用新型还包括渗滤液收集装置17、厌氧发酵罐18、沼气罐19、沼渣沼液分离装置20、沼渣储存池21、沼液储存池22、曝气池23和加菌种培养装置24 ；
[0030]污泥或餐厨沼渣储存仓7的废水出口、密闭卧式双层筒体好氧发酵罐8的废水出口分别与渗滤液收集装置17的进液口连接，渗滤液收集装置的出液口与厌氧发酵罐18的进液口连接，厌氧发酵罐18的出气口与沼气罐19的进气口连接，沼气罐19的出气口通过燃烧供热装置25为烘干装置4提供热量，厌氧发酵罐18的出料口与沼渣沼液分离装置20的进料口连接，沼渣沼液分离装置20的出料口与沼渣储存池21的进料口连接，沼渣储存池21的出料口与搅拌混合装置3的进料口连接，沼渣沼液分离装置20的出液口与沼液储存池22的进液口连接，沼液储存池22的出液口与曝气池23的进液口连接，曝气池23的出液口与加菌种培养装置24或者城市污水管网连接。
[0031]本实用新型当中除了密闭卧式双层筒体好氧发酵罐8和密闭卧式好氧发酵罐9，其他装置均为现有成熟技术，具体构造不再赘述。各个装置之间固体、颗粒、粉末状的物料输送可以采用物料输送机，液体和气体的输送采用管道。
[0032]如图2所示，采用本实用新型的工艺，包括以下步骤:
[0033]( I)、收集污泥或餐厨沼渣，收集农林废弃物，将三者进行搅拌混合，使混合物的含水量降至55%-65%，优选60% ；
[0034](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° ;
[0035](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，混合物的含水量降至30%以下；
[0036](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 ；
[0037](5)、将筛分后的有机肥均质储存；
[0038](6)、将有机肥包装、出库。
[0039]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。
[0040]步骤(I)中将污泥、餐厨沼渣在堆放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装置中；所述步骤(2)、(3)中将发酵过程中排出的废气通过排气装置也收集到废气收集装置中，再将废气收集装置中的废气通过生物滤床除臭装置进行废气处理,达标后排到大气中。
[0041]将步骤(I)中污泥、餐厨沼渣在堆放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装置输入到厌氧发酵罐内，厌氧发酵后产生沼渣、沼液和沼气，将沼渣、沼液和沼气分离。
[0042]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。
[0043]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。
[0044]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天后形成液态菌肥。
[0045]本实施例并没有对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型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，均属于本实用新型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系统，其特征在于:包括农林废弃物收集仓、铡切装置、烘干装置、粉碎装置、储存罐、污泥或餐厨沼渣储存仓、搅拌混合装置、密闭卧式双层筒体好氧发酵罐、密闭卧式好氧发酵罐、粉碎筛分装置、均质储存仓、有机肥包装装置、供气装置和排气装置；农林废弃物收集仓的出口与铡切装置的进口连接，铡切装置的出料口与烘干装置的进料口连接，烘干装置的出料口与粉碎装置的进料口连接，粉碎装置的出料口与储存罐的进料口连接，储存罐和污泥或餐厨沼渣储存仓的出料口分别与搅拌混合装置的进料口连接，搅拌混合装置的出料口与密闭卧式双层筒体好氧发酵罐的进料口连接，密闭卧式双层筒体好氧发酵罐的出料口与密闭卧式好氧发酵罐的进料口连接，密闭卧式好氧发酵罐的出料口与粉碎筛分装置的进料口连接，粉碎筛分装置的出料口与均质储存仓的进料口连接，均质储存仓的出料口与有机肥包装装置的进料口连接；供气装置的出气口分别与密闭卧式双层筒体好氧发酵罐和密闭卧式好氧发酵罐的进气口连接，排气装置的进气口分别与密闭卧式双层筒体好氧发酵罐和密闭卧式好氧发酵罐的出气口连接。
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系统，其特征在于:所述系统还包括废气收集罐和生物滤床除臭装置，污泥或餐厨沼渣储存仓的废气出口、搅拌混合装置的废气出口和排气装置的废气出口分别与废气收集罐的进气口连接，废气收集罐的出气口与生物滤床除臭装置的进气口连接。
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系统，其特征在于:所述系统还包括渗滤液收集装置、厌氧发酵罐、沼气罐、沼渣沼液分离装置、沼渣储存池、沼液储存池、曝气池和加菌种培养装置；污泥或餐厨沼渣储存仓的废水出口、密闭卧式双层筒体好氧发酵罐的废水出口分别与渗滤液收集装置的进液口连接，渗滤液收集装置的出液口与厌氧发酵罐的进液口连接，厌氧发酵罐的出气口与沼气罐的进气口连接，沼气罐的出气口通过燃烧供热装置为烘干装置提供热量，厌氧发酵罐的出料口与沼渣沼液分离装置的进料口连接，沼渣沼液分离装置的出料口与沼渣储存池的进料口连接，沼渣储存池的出料口与搅拌混合装置的进料口连接，沼渣沼液分离装置的出液口与沼液储存池的进液口连接，沼液储存池的出液口与曝气池的进液口连接，曝气池的出液口与加菌种培养装置或者城市污水管网连接。
【文档编号】C05F17/02GK203451394SQ201320568691
【公开日】2014年2月26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, 丁浩, 桑有成, 张元若, 霍婉旖, 梁红彩, 赵楷月, 王彩霞, 柴秀恒, 王新桥, 刘元博, 王彩慧, 王红升, 梁晓广, 岳鹏超, 高莉莉, 白秀巍, 李金泉 申请人:张共敏, 冯建忠, 丁皓, 桑有成