专利名称：无辅料立式生物干化装置和运行方法
技术领域：
本发明涉及一种有机固体废弃物生物干化装置，尤其涉及一种污水处理厂脱水污泥的生物干化装置。
背景技术：
污水处理厂脱水污泥的生物干化是介于风干和好氧堆肥之间一种工艺，它利用微生物高温好氧发酵过程中有机物降解所产生的生物热能，通过过程调控手段促进水分蒸发，从而实现去除污泥中的水分。虽然生物干化的运行过程与好氧堆肥非常接近，但生物干化并不等同于好氧堆肥；其主要区别在于:好氧堆肥追求的是腐熟程度、肥效、高温持续时间、灭菌效果和应用安全性，对于产物的含水率，只是一个附带的指标；而生物干化追求的是产物的低含水率，其他指标则成为了参考指标。由于生物干化能够利用污泥自身发酵所产生的热量，因此，它在目前所有的污泥处理工艺中，是成本最低的方法之一。该方法自1984年由Jewell提出后，有很多的技术人员对此进行了深入的研究。如中国专利201210311429.3,201210150335.2、201110007952.2,201110205682.6,201210187698.3,201010044430.5，上述专利技术使用了生物干化的概念，但它们无一例外地需要添加辅料。由于辅料的添加，最终产物的干固体含量是增加的(通常情况下，增加的比例并不小)，如果从堆肥的角度看，这种增加无可厚非，但从污泥处理的角度看，这种增加则不尽人意。考虑到添加辅料的弱点，有技术人员使用了添加返料的工艺，如中国专利200910086129.8,201010288438.6，但这些专利技术在添加返料后，需要人工整形(如人工造粒或人工造片)，从使用的角度看，也不完美。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无辅料添加、无人工整形(如造粒或造片)的无辅料立式生物干化装置和运行方法。其特征在于:所述立式生物干化装置由仓体、搅拌混合机、集气罩、加料装置、上料位控制器、下料位控制器、通风管、鼓风机、出料装置组成；所述搅拌混合机位于仓体内上部，所述搅拌混合机转动轨迹圆的直径为D，所述仓体的高大于D ;所述上料位控制器位于所述搅拌混合机转动轨迹圆顶部切线以下，与顶部切线相距LI，LI的范围在0.01 0.9D之间，所述下料位控制器位于所述上料位控制器下方，与所述上料位控制器相距L2，L2的范围在0.1D 0.9D之间，并且，L1+L2 < D0所述运行方法包括以下步骤:步骤一、引发料加入:将适合发酵的有机物料(如污泥、垃圾)与发酵菌种混合，力口入所述仓体内并使物料高度至所述上料位控制器的位置。步骤二、鼓风发酵:启动鼓风机，向所述仓体内供氧，维持好氧发酵过程；根据所述仓体内的水份、含氧量和温度三个要素，动态调节风量的大小。步骤三、出料:根据所述仓体内的水份、含氧量和温度三个要素，确定出时机；出料时，将所述仓体内的物料由出料口取出；随着出料的进行，所述仓体内顶部的料位将下降，当所述仓体内顶部料位下降到所述下料位控制器的位置时，停止出料。步骤四、加料:由所述加料装置将有机物料(如污泥、垃圾)加入所述仓体内，当所述仓体内顶部料位到达所述上料位控制器的位置时，停止加料。必要时，在加料的同时，向有机物料喷洒菌液。步骤五、搅拌混合:启动所述搅拌混合机，运行一定时间后停止。步骤六、重复:重复步骤二到六，维持所述仓体内生物干化过程的持续运行。作为优选，所述搅拌混合机为犁刀混合机、螺带混合机、桨叶混合机或无重力混合机中的一种。作为优选，所述通风管为多层布置。与现有技术相比，本发明的无辅料立式生物干化装置和运行方法的有益效果是:第一、没有辅料的加入，真正实现了废物的减量化。第二、无需人工整形(如造粒或造片)，缩短了工艺流程。
图1是本发明实施例的立式生物干化装置结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的实施例。
实施例:如图1所示的立式生物干化装置由仓体1、搅拌混合机2、集气罩3、加料装置4、上料位控制器5、下料位控制器6、通风管7、鼓风机8、出料装置9组成。所述搅拌混合机2位于仓体内上部，其转动轨迹圆，在图中以虚线2-1表示，转动轨迹圆顶部的切线，在图中以虚线2-2表示，转动轨迹圆的直径为D ;所述上料位控制器5位于所述搅拌混合机2转动轨迹圆顶部切线下方，与转动轨迹圆顶部的切线2-2相距0.1D，上料位控制器5所控制的料位线在图中以点划线5-1表示；所述下料位控制器位6于所述上料位控制器5下方，与所述上料位控制器5所控制的料位线5-1相距0.2D，下料位控制器6所控制的料位线在图中以占划线6-1表示。参照图1，本实施例的运行方法包括以下步骤:步骤一、引发料加入:将适合发酵的有机物料(如污泥、垃圾)与发酵菌种混合，力口入仓体I内并使物料高度至所述上料位控制器5的位置。步骤二、鼓风发酵:启动鼓风机8，向仓体I内供氧，维持好氧发酵过程；根据仓体I内的水份、含氧量和温度三个要素，动态调节风量的大小。步骤三、出料:根据仓体I内的水份、含氧量和温度三个要素，确定出时机；出料时，由出料装置9将仓体I内的物料由出料口取出；随着出料的进行，仓体I顶部的料位将下降，当仓体I顶部的料位下降到下料位控制器6所控制的料位线6-1的位置时，停止出料。步骤四、加料:由加料装置4将有机物料(如污泥、垃圾)加入仓体I中，随着物料的加入，仓体I顶部的料位将升高，当料位到达上料位控制器5所控制的料位线5-1的位置时，停止加料。必要时，向加入料喷洒菌液。步骤五、搅拌混合:启动搅拌混合机2，运行一定时间后停止。在本实施例中，搅拌混合机2所能搅拌混合的物料高度为0.9D，而上料位控制器5与下料位控制器6之间的距离为0.2D，也意味着，新加入的物料与仓体I内已发酵的熟料之比大致为1: 3.5。仓体I内的的熟料已经经过了发酵、产热、通风干化的过程，其含水率已下降很多，一般小于50%，即便新加入的物料(如脱水污泥，含水率达80% )的含水率较高，经过混合后，仓体I内混合料的含水率也在60%左右，在此种含水率下，物料的形态较膨松，水份也适合微生物的生长，发酵过程将持续进行下去。步骤六、重复:重复步骤二到六，维持仓体I内生物干化过程的持续运行。重复步骤二进行鼓风发酵时，因出料而下降到搅拌混合机2转动轨迹圆以下的物料，将继续发酵，其含水率将进一步降低；当含水率降低到适当的水平时，将重复步骤三出料。如此循环下去，生物干化将持续进行。在物料发酵过程中，难免会产生一些不良气体，这些气体与鼓风机8鼓入仓体I内的空气一起，由集气罩3收集，集气罩3与常规气体净化装置连接，对气体进行净化，以保证不污染环境。以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这 种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种无辅料立式生物干化装置，其特征在于:所述立式生物干化装置由仓体、搅拌混合机、集气罩、加料装置、上料位控制器、下料位控制器、通风管、鼓风机、出料装置组成；所述搅拌混合机位于所述仓体内上部，所述搅拌混合机转动轨迹圆的直径为D，所述仓体的高度大于D ;所述上料位控制器位于所述搅拌混合机转动轨迹圆顶部切线以下，与顶部切线相距LI，LI的范围在0.0l 0.9D之间，所述下料位控制器位于所述上料位控制器下方，与所述上料位控制器相距L2，L2的范围在0.1D 0.9D之间，并且，L1+L2 < D。
2.根据权利要求1所述的无辅料立式生物干化装置，其特征在于，所述搅拌混合机为犁刀混合机、螺带混合机、桨叶混合机或无重力混合机中的一种。
3.根据权利要求1所述的无辅料立式生物干装置，其特征在于，所述通风管为多层布置。
4.一种利用权利要求1所述的装置，进行有机物料(如污泥、垃圾)生物干化的方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一、引发料加入:将有机物料(如污泥、垃圾)与发酵菌种混合，加入所述仓体内并使物料高度至所述上料位控制器的位置。
步骤二、鼓风发酵:启动鼓风机，向所述仓体内供氧，维持好氧发酵过程；根据所述仓体内的水份、含氧量和温度三个要素，动态调节风量的大小。
步骤三、出料:根据所述仓体内的水份、含氧量和温度三个要素，确定出时机；出料时，将所述仓体内的物料由出料口取出；随着出料的进行，所述仓体内顶部的料位将下降，当所述仓体内顶部料位下降到所述下料位控制器的位置时，停止出料。
步骤四、加料:由所述加料装置将有机物料(如污泥、垃圾)加入所述仓体内，当所述仓体内顶部料位到达所述上料位控制器的位置时，停止加料。必要时，在加料的同时，向有机物料补充菌种。
步骤五、搅拌混合:启动所述搅拌混合机，运行一定时间后停止。
步骤六、重复:重复步骤二到六，维持所述仓体内生物干化过程的持续运行。
全文摘要
本发明公开了一种无辅料立式生物干化装置及运行方法，所述立式生物干化装置由仓体、搅拌混合机、集气罩、加料装置、上料位控制器、下料位控制器、通风管、鼓风机、出料装置组成；所述搅拌混合机位于所述仓体内上部；其运行特征为从顶部加入少量新料，通过搅拌混合机将少量的新料与正在发酵中的较大量的熟料混合，进行发酵；发酵至一定的程度后，从底部取出少量熟料，再加入少量新料，重复新料与熟料的混合、发酵过程，从而实现无辅料生物干化。
文档编号C02F11/02GK103193367SQ20131010966
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者张建中 申请人:轻工业环境保护研究所