一种资源化利用农村人畜粪污及农林废弃物的系统的制作方法

本实用新型属于资源利用技术领域，涉及一种资源化利用农村人畜粪污及农林废弃物的系统。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，在新农村建设中，大量的生活废弃物(包括人畜粪污、农业废弃物、林业废弃物)存在日常处理处置系统不完善、处理技术和手段落后等问题，使得农户常选择填埋、焚烧甚至自然消失等较为落后的方式进行处理。

填埋是直接在空地进行挖坑并处理，具有消除废弃物数量较大、运行成本较低等优点，同时，在经济发达的农村地区，还会构筑人工衬层作为人工屏障，选择相对封闭的地质环境作为天然屏障再进行处理。尽管如此，填埋处理也会产生甲烷以及垃圾渗滤液排放的问题，对地下水、地表水和土壤均产生严重的污染。

焚烧是将废弃物中的有机物通过高温技术彻底分解为气体排放出去，使其重新参与生态系统的循环；同时，经济较为发达的农村地区，通常还会采用把废弃物放在焚烧发电厂进行焚烧的方式进行处理。焚烧处理的优势在于操作简单、减少土地的大量占用，而最大的缺陷在于，会造成严重的空气污染，处理过程困难、且处理不彻底。

除了上述较为落后的方式外，还有农户会采用不管不顾、任其自然消失的消极处理方式。农村废弃物管理属于公共服务性质，村民对各种废弃物采取随地丢弃、放任自流的方式，不仅过度地使用公共资源、严重破坏环境，还无需承担后果，造成了废弃物无人管、环境治理难的艰难局面；更严重的是，生活废弃物若不能及时清运，还会造成废弃物遍布、污水横流的局面，引发疾病的传播，威胁公共安全。

同时，近几年，国家大力推动“蓝天环保计划”，实施“煤改电”、“煤改气”补贴政策的实施，意欲努力降低冬季采暖燃煤量，降低散煤燃煤带来的空气污染。然而，由于天然气管网的辐射覆盖面有限，以及燃气采暖、电采暖的成本较高，使得在散煤采暖的重灾区，即，广大乡镇及农村地区，清洁采暖的比例依然非常低。

因此，迫切需要政府、企业、农户等全力配合，采取可持续发展的农村废弃物处理模式，采用标准化的手段推动农村废弃物的减量化、无害化和资源化处理，改善农村生活环境、建设美丽新农村。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种资源化利用人畜粪污及农林废弃物的系统，对农林废弃物和人畜粪污进行集中的无害化处理，节约能源、绿色环保。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下。

一种资源化利用农村人畜粪污及农林废弃物的系统，包括人畜粪污收集仓、农林废弃物收储仓、干化机、造粒机、生物质蒸汽锅炉和汽轮机；人畜粪污收集仓的出料口与干化机的进料口连接；农林废弃物收储仓以及干化机的干物料出口均与造粒机的进料口连接，造粒机的出料口与生物质蒸汽锅炉的燃烧室连接，生物质蒸汽锅炉的蒸汽出口与汽轮机的蒸汽入口连接，汽轮机的乏汽出口与干化机的进汽口连接，干化机的蒸汽凝结水出口与生物质蒸汽锅炉的进水口连接。上述技术方案，通过将农林废弃物和经过干化机处理的粪污造粒制成生物质燃料，并用于生物质蒸汽锅炉的燃烧，产生的蒸汽用于带动汽轮机，再将产生的乏汽回用于干化机，从而形成农林废弃物和粪污的无害化循环处理。

进一步地，该系统，还包括换热器、凝结水收集池和凝结水水箱；干化机的湿废气出口与换热器的气体入口连接，换热器的气体出口与生物质蒸汽锅炉的燃烧室连接，换热器的凝结水出口分别与凝结水收集池和凝结水水箱的进水口连接。通过设置换热器，并将其分别与干化机以及凝结水收集池和凝结水水箱进行连接，使干化机产生的热量转化成热凝结水并进一步用于供暖供热或系统的工艺用水。

进一步地，该系统，还包括渣仓、灰仓和旋风除尘器；生物质蒸汽锅炉的料渣出口与渣仓的进料口连接，灰分出口与灰仓的进料口连接，烟气出口与旋风除尘器的进气口连接；旋风除尘器的灰分出口与灰仓的进料口连接。通过设置旋风除尘器，有效处理生物质蒸汽锅炉产生的烟气，并将产生的灰分，以及锅炉产生的灰分或料渣进行回收，再进一步还田使用，使资源得以更充分的利用。

进一步地，该系统，还包括依次连接的脱硫脱硝塔、活性炭除臭器、引风机和烟囱；旋风除尘器的排气口与脱硫脱硝塔的进气口连接。采用上述技术方案，有效处理旋风除尘器产生的有害气体，减少对环境的污染，绿色环保。

进一步地，该系统，还包括搅拌机；农林废弃物收储仓以及干化机的出料口均与搅拌机的进料口连接，搅拌机的出料口与造粒机的进料口连接。通过设置搅拌机，使农林废弃物和粪污的混合更加均匀，利于造粒过程的进行。

进一步地，该系统，还包括螺旋给料机；螺旋给料机的进料口与人畜粪污收集仓的出料口连接，出料口与干化机的进料口连接。通过螺旋给料机，将人畜粪污均匀的输送至干化机内，利于粪污干化过程的高效进行。

进一步地，该系统，还包括发电机；汽轮机的输出轴与发电机的输入轴连接。通过设置发电机，将汽轮机产生的机械能转化成电能，并进一步用于本系统。

进一步地，汽轮机为撬装背压式汽轮机。

本实用新型资源化利用农村人畜粪污及农林废弃物的系统的有益效果为，通过对农林废弃物和人畜粪污的集中收集与无害化处理，为农户解决农林废弃物的收储和处理问题，同时，进一步完成生物质成型燃料的供应、余热发电以及冬季集中供暖，实现就地资源转化与消纳，促进农村生物质清洁取暖，推动农村社会经济可持续发展，提升乡村生活质量，且该系统投资小、运行成本低、投资回收期短，经济效益和社会效益明显，具有巨大的市场推广价值。

附图说明

图1为本实用新型资源化利用农村人畜粪污及农林废弃物的系统的结构示意图。

附图中的编码分别为：人畜粪污收集仓1、农林废弃物收储仓2、干化机3、造粒机4、生物质蒸汽锅炉5、汽轮机6、换热器7、凝结水收集池8-1、凝结水水箱8-2、渣仓9、灰仓10、旋风除尘器11、脱硫脱硝塔12、活性炭除臭器13、引风机14、烟囱15、搅拌机16、螺旋给料机17、发电机18、生物质颗粒燃料场19、自动加料机20、热水循环泵21。

具体实施方式

如图1所示，一种资源化利用农村人畜粪污及农林废弃物的系统，包括人畜粪污收集仓1、农林废弃物收储仓2、干化机3、造粒机4、生物质蒸汽锅炉5、汽轮机6、换热器7、凝结水收集池8-1、凝结水水箱8-2、渣仓9、灰仓10、旋风除尘器11、脱硫脱硝塔12、活性炭除臭器13、引风机14、烟囱15、搅拌机16、螺旋给料机17、发电机18、生物质颗粒燃料场19、自动加料机20、热水循环泵21；其中，汽轮机6为撬装背压式汽轮机。

人畜粪污收集仓1是密闭仓，人畜粪污先进入该密闭的湿粪污仓，具体的，仓内储存有含水率80％左右的人畜粪污；人畜粪污收集仓1的出料口与螺旋给料机17的进料口连接，螺旋给料机17为出料口高于进料口的倾斜设置，且其出料口与干化机3的进料口连接，通过螺旋给料机17将湿粪污均匀的输送至干化机3内进行干化处理。

农林废弃物收储仓2内储存有经过粉碎处理的农林废弃物，包括秸秆、林业剪枝等；农林废弃物收储仓2以及干化机3的干物料出口均与搅拌机16的进料口连接，进而将粉碎的农林废弃物以及干化后的干人畜粪污(含水25％左右)送入搅拌机16内进行充分的混合和搅拌；另外，经过干化机3处理获得的干人畜粪污还可在干粪污储仓内暂存，再进行混合使用。

搅拌机16的出料口与造粒机4的进料口连接，将搅拌混合的物料送入造粒机4内进行造粒，经过造粒机4产生的生物质燃料(热值约为：3000大卡/公斤)可在生物质颗粒燃料场19内暂存，再经过自动加料机20输送至生物质蒸汽锅炉5的燃烧室内用于其燃烧供热；生物质颗粒燃料场19内储存的多余生物质颗粒燃料还可外销周边的生物质发电厂。

生物质蒸汽锅炉5的蒸汽出口与汽轮机6的蒸汽入口连接，使得生物质蒸汽锅炉5产生的低压饱和蒸汽用于撬装背压式汽轮机，汽轮机6做功后的乏汽通过其乏汽出口与干化机3的进汽口连接，作为热源输送至干化机3并对湿粪污进行干化处理，汽轮机6的输出轴与发电机18的输入轴连接，用于带动发电机18旋转产生电力资源，该电力资源可供系统内使用，还可将多余的电力用于本系统外的电网系统；另外，进入干化机3的乏汽在干化湿粪污后，所产生的凝结水通过干化机3的蒸汽凝结水出口与生物质蒸汽锅炉5的进水口连接，回用于生物质蒸汽锅炉5的给水系统。

干化机3的湿废气出口与换热器7的气体入口连接，换热器7的气体出口与生物质蒸汽锅炉5的燃烧室连接，使得从粪污的干化机3内排出的湿废气经风机进入换热器7进行换热，冷却后形成的干废气在风机的作用下通过换热器7的气体出口送入生物质蒸汽锅炉5的燃烧室内辅助燃烧；换热器7的凝结水出口分别通过管道与凝结水收集池8-1和凝结水水箱8-2的进水口连接，一方面，将粪污湿废气经过换热器7换热后形成的常温凝结水送入凝结水收集池8-1，并作为本系统内的工艺用水，另一方面，采暖季节，将经过换热器7换热形成的热水收集进入凝结水水箱8-2，再通过热水循环泵21进入集中供热管网进行供暖。

生物质蒸汽锅炉5的料渣出口与渣仓9的进料口连接，灰分出口与灰仓10的进料口连接，烟气出口与旋风除尘器11的进气口连接；旋风除尘器11的灰分出口与灰仓10的进料口连接；渣仓9和灰仓10内收集的料渣和灰分可进一步用于当地农业还田。

旋风除尘器11的排气口与脱硫脱硝塔12的进气口连接，脱硫脱硝塔12的气体出口与活性炭除臭器13的进气口连接，活性炭除臭器13的出气口通过引风机14与烟囱15连接；经过旋风除尘器11处理的气体送入脱硫脱硝塔12内，经过脱硫脱硝塔12处理后的气体再进入活性炭除臭器13进行除臭处理，并在引风机14的作用下，将达标的洁净气体通过烟囱15排放至大气中；另外，将脱硫脱硝塔12在处理有害气体的同时，所产生的废水排放至污水处理系统。

该系统，可以乡镇为单元，建立农林废弃物收储站和能源服务站，包括农林废弃物收储、人畜粪污干化处理、农林废弃物生产成型生物质燃料、余热发电、凝结水余热采暖、烟气处理等多个单元，通过对农林废弃物与粪污进行集中收集与无害化处理，一方面作为“收储加工平台”，另一方面作为“能源服务平台”，向当地农户提供农林废弃物收储、生物质成型燃料的供应、余热发电及冬季集中供暖，实现农林废弃物、粪污的资源化、能源化、无害化利用，实现就地资源转化与消纳，解决农村地区秸秆焚烧、粪污污染与清洁采暖问题，推动农村社会经济可持续发展，提升乡村生活质量，实现“净化、绿化、亮化、美化”的美丽乡村。

该系统，属于环保、节能领域，投资小、运行成本低、投资回收期短，经济效益和社会效益明显，具有巨大的市场推广价值，因此，可以乡镇为单元，在农林废弃物富集区域快速进行复制与推广。