專(zhuān)利名稱：廢棄物化學(xué)反應(yīng)處理機(jī)以及廢棄物處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污泥、有機(jī)物堆積等腐敗性廢棄物的處理領(lǐng)域，這里我們指的是腐敗性廢棄物化學(xué)反應(yīng)處理機(jī)以及用于廢棄物處理的方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所涉及的腐敗性廢棄物主要是指:污水處理廠污泥、下水道污泥、家畜糞尿、食品加工殘?jiān)约拔勰?、水產(chǎn)加工廢棄物以及產(chǎn)生的污泥等。下面簡(jiǎn)要介紹一下這幾種廢棄物目前處理狀況，以及對(duì)此類(lèi)廢棄物進(jìn)行處理的意義。隨著我國(guó)城市污水廠的數(shù)量和處理污水量的大幅增長(zhǎng)，污泥作為活性污泥法的副產(chǎn)物，其產(chǎn)生量也日益增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2008年10月，全國(guó)設(shè)立城市、縣以及部分重點(diǎn)建制鎮(zhèn)共建污水處理廠1459座，日處理能力8553萬(wàn)噸。按照污泥產(chǎn)生量約為污水處理量的1%-3%計(jì)算，我國(guó)城市濕污泥的日排放量約為121萬(wàn)噸。近10年來(lái)我國(guó)在污水處理方面發(fā)展迅速，尤其自2002年以來(lái)，國(guó)家陸續(xù)頒布和制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，強(qiáng)調(diào)污泥深度處理和應(yīng)用，各地政府也相繼啟動(dòng)了污水處理廠升級(jí)改造和再生利用的工作。在污泥處置方面，我國(guó)早期的污水處理廠建設(shè)沒(méi)有嚴(yán)格的污泥排放監(jiān)督機(jī)制，普遍是將污水和污泥處理單元?jiǎng)冸x開(kāi)來(lái)，盡可能地簡(jiǎn)化甚至忽略污泥處理單元。近年來(lái)污泥處理開(kāi)始受到重視，但是由于污泥處理產(chǎn)業(yè)才剛剛起步，其中暴漏出很多問(wèn)題。因此實(shí)現(xiàn)污泥的無(wú)害化處理和資源化利用還任重而道遠(yuǎn)。由于污泥主要由微生物構(gòu)成，其絕大部分有機(jī)物為細(xì)胞壁所包裹，而這一特點(diǎn)的存在，使得污泥穩(wěn)定化處理變得較為艱難。因此，污泥中胞內(nèi)有機(jī)物的釋放速率與污泥高效穩(wěn)定化處理具有極大的相關(guān)性。可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)污泥細(xì)胞壁的破解、促進(jìn)胞內(nèi)有機(jī)物的釋放，對(duì)提高污泥穩(wěn)定化和資源和效率，具有重要的理論意義。隨著養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，大量畜禽排泄物的處理已成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。目前有關(guān)這方面的研究尤其是家畜糞便的快速、高效、機(jī)械化堆肥處理的研究，在中國(guó)尚處在起步階段。研究表明，在家畜糞便處理的眾多方式當(dāng)中，堆肥化處理是解決這一問(wèn)題的最佳方式之一。由于家畜糞尿中水分含量很高，在堆肥處理前必須添加一些副材料如鋸末、稻殼等，以調(diào)節(jié)堆肥的含水量和通氣性。但是由于添加材料的不同，其分解特性差異很大，因而對(duì)家畜糞尿的發(fā)酵特性和堆肥處理周期會(huì)產(chǎn)生不同的影響。另外在家畜糞便的好氣發(fā)酵過(guò)程中，伴隨著有機(jī)物的快速分解會(huì)產(chǎn)生大量的氨氣，不僅導(dǎo)致堆肥N的損失而且也會(huì)造成大氣污染?；识逊e物中的微生物發(fā)酵后往往還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的惡臭味。從成分看氨的濃度最高，其次是硫化氫；而從臭氣的強(qiáng)度看甲硫醇最大，其次是硫化氫。惡臭作為環(huán)境公害之一已經(jīng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。各種脫臭技術(shù)也正蓬勃發(fā)展。由于惡臭物質(zhì)不僅使人類(lèi)產(chǎn)生不快和厭惡感，而且還危害著人們的健康和生命安全。處理惡臭通常采用三種類(lèi)型:物理法，化學(xué)法和生物發(fā)酵法。化學(xué)方法指的是:將排放的尾氣通入稀硫酸中進(jìn)行收集；物理方法有兩種，一種是 在實(shí)際生產(chǎn)中可以將尾氣直接通入堆肥后熟槽，讓堆肥吸附尾氣中的氨氣；另一種是在堆肥槽的表面覆蓋具有較強(qiáng)吸附功能的材料，如細(xì)粘土或沸石粉等。生物方法是采用生物脫臭裝置，利用微生物將氨轉(zhuǎn)化為硝態(tài)N再將含硝態(tài)N的廢液投入堆肥中。但是，由于堆肥過(guò)程中產(chǎn)生的臭氣成分復(fù)雜，除氨氣外還有其它的臭氣成分，因此為了防止大氣污染，在實(shí)際生產(chǎn)中建立生物脫臭裝置是最為有效的。現(xiàn)有的堆肥化設(shè)備在使用過(guò)程中存在如下缺陷:(1)腐敗性廢棄物產(chǎn)生惡臭，尤其是持續(xù)進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程中，會(huì)加重惡臭的產(chǎn)生；還會(huì)產(chǎn)生害蟲(chóng)，導(dǎo)致疾病產(chǎn)波；造成水質(zhì)污染；(2)家畜糞尿不能同時(shí)處理，尤其是處理高分子廢棄物時(shí)，需要添加水分中和材料；(3)持續(xù)進(jìn)行處理工序的過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生大量惡臭造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，整個(gè)處理過(guò)程耗時(shí)比較長(zhǎng)；(4)使用未處理完畢的堆肥會(huì)對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)造成危害，使用完全處理完畢的堆肥只能達(dá)到改良土壤的效果，但是無(wú)法針對(duì)性的對(duì)農(nóng)作物指定相應(yīng)的施肥數(shù)量和施肥時(shí)期；
(5)生產(chǎn)周期長(zhǎng)，冬天需要10 —15天，夏天需要5—7天；(6)勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境惡劣，(7)占地面積大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決污泥、家畜糞便對(duì)環(huán)境造成的污染問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是:包括腐敗性廢棄物輸送裝置，以及化學(xué)反應(yīng)機(jī)。化學(xué)反應(yīng)機(jī)包含化學(xué)反應(yīng)裝置，低水分廢棄物如雞糞、去水物質(zhì)、肉牛糞等低水分廢棄物(含水量在85%以下)通過(guò)加料斗，直接進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)槽，然后根據(jù)處理物的數(shù)量向化 學(xué)反應(yīng)槽中合理添加添加劑CaO。調(diào)整反應(yīng)器中的攪拌裝置的攪拌混合間距、回轉(zhuǎn)數(shù)等將其攪拌均勻，使廢棄物和添加劑達(dá)到臨界反應(yīng)狀態(tài)，也就是在反應(yīng)器中形成霧狀反應(yīng)形態(tài)，充分發(fā)酵。在出口處的端部設(shè)置有排氣脫臭裝置。在化學(xué)反應(yīng)槽中經(jīng)過(guò)約3-5分鐘的化學(xué)反應(yīng)，生成均勻有機(jī)氫氧化物，達(dá)到除臭殺菌的效果，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生污水。在反應(yīng)槽底部連接有處理槽，暫時(shí)儲(chǔ)存從化學(xué)反應(yīng)機(jī)中排出的處理物，然后利用現(xiàn)有的發(fā)酵、干燥設(shè)施對(duì)處理物進(jìn)行后續(xù)處理，得到最終的產(chǎn)品。最后在經(jīng)過(guò)干燥造粒程序后，得到最后的有機(jī)顆粒。對(duì)于含水量在90%以上的高分子廢棄物，例如未處理的污泥、豬糞尿、奶牛糞尿等的處理，首先在供給槽中進(jìn)行攪拌，然后將攪拌后的廢棄物用污泥泵輸送到化學(xué)反應(yīng)槽中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。對(duì)于高分子物質(zhì)的處理，其處理物要先用泵槽將處理物輸送到干燥場(chǎng)進(jìn)行堆積，調(diào)整水分后在轉(zhuǎn)送到發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行處理。對(duì)于含水量較高的廢棄物，處理物與空氣中的二氧化碳接觸式，在表面生成鈣鹽，從而達(dá)到迅速干燥的效果。同時(shí)打開(kāi)反應(yīng)器一端的排氣裝置，該排氣裝置中同時(shí)設(shè)置有除臭裝置，可以將發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣、硫化氫等臭氣經(jīng)過(guò)處理后排放到大氣中，防止對(duì)空氣造成二次污染。將少量的堿性添加劑與反應(yīng)槽內(nèi)的廢棄物混合，經(jīng)過(guò)大約五分鐘的化學(xué)反應(yīng)，使槽內(nèi)混合物呈暫時(shí)的強(qiáng)堿性，在和空氣接觸后也沒(méi)有擾民的惡臭，反而因接觸到空氣中的二氧化碳而迅速地進(jìn)行第二次化學(xué)反應(yīng)，生成鈣堿，形成有機(jī)肥。這種有機(jī)肥即使放置在野夕卜，也具有不吸收水分、不發(fā)生公害的物性。本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:使用化學(xué)反應(yīng)機(jī)，能夠減輕發(fā)酵工序中產(chǎn)生的惡臭，減少蒼蠅等衛(wèi)生害蟲(chóng)的生成。最終生成物堆放在室外，不會(huì)產(chǎn)生惡臭，即使被雨水等淋濕，也不會(huì)對(duì)水質(zhì)和土壤造成污染。更重要的是，最終生成物作為優(yōu)質(zhì)堆肥慢性有機(jī)肥料而得到充分利用。另外，普通的堆肥化設(shè)備，氧化腐蝕性強(qiáng)，在耐用持久性上有所欠缺。但是，本發(fā)明涉及的設(shè)備在工作時(shí)，內(nèi)部的原料在化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生強(qiáng)堿，減少因氧化產(chǎn)生的腐蝕，只需要簡(jiǎn)單的保養(yǎng)和清掃，就可以持續(xù)使用10年以上。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是鈣鹽的分子結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是干燥步驟的化學(xué)反應(yīng)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式腐敗性廢棄物化學(xué)反應(yīng)機(jī)，包括一個(gè)化學(xué)反應(yīng)裝置，低水分廢棄物例如雞糞、去水物質(zhì)、肉牛糞等低水分廢棄物(含水量在85%以下)通過(guò)加料斗7，直接進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)槽8，然后根據(jù)處理物的數(shù)量向化學(xué)反應(yīng)槽中合理添加添加劑CaO。在出口處的端部設(shè)置有排氣脫臭裝置6。在化學(xué)反應(yīng)槽中進(jìn)過(guò)約3-5分鐘的化學(xué)反應(yīng)，生成均勻有機(jī)氫氧化物，達(dá)到除臭殺菌的效果，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生污水。在反應(yīng)槽底部連接有處理槽，暫時(shí)儲(chǔ)存從化學(xué)反應(yīng)機(jī)中排出的處理物，然后利用現(xiàn)有的發(fā)酵、干燥設(shè)施對(duì)處理物進(jìn)行后續(xù)處理，得到最終的產(chǎn)品。對(duì)于含 水量在90%以上的高分子廢棄物，例如未處理的污泥、豬糞尿、奶牛糞尿等的處理，首先在供給槽中進(jìn)行攪拌，然后將攪拌后的廢棄物用污泥泵輸送到化學(xué)反應(yīng)槽后進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。對(duì)于高分子物質(zhì)的處理，其處理物要先用泵槽將處理物輸送到干燥場(chǎng)進(jìn)行堆積，調(diào)整水分后在轉(zhuǎn)送到發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行處理。對(duì)于含水量較高的廢棄物，處理物與空氣中的二氧化碳接觸后，在表面生成鈣鹽，從而達(dá)到迅速干燥的效果。本發(fā)明化學(xué)反應(yīng)廢棄物處理機(jī)技術(shù)的技術(shù)原理為:
(I)脫臭原理
A:化學(xué)因素為:在發(fā)酵處理過(guò)程中，石灰石與甲硫烷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成無(wú)機(jī)鹽和水，從而去除甲硫烷的臭氣。其化學(xué)反應(yīng)式為:
2CH3S02H+Ca0 — Ca (CH3SO2) 2 +H2O ；
去除硫化氫的臭味的化學(xué)反應(yīng)方程式為:
H2S+CaO — CaS+H20;
同樣，生成臭味的草酸或者其他弱酸均可以與石灰石發(fā)生反應(yīng)，生成弱酸鹽，從而除去糞便發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的臭味。最后氨氣通過(guò)除臭裝置吸收。除臭裝置中含有弱酸，和氨氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成穩(wěn)定的硫酸銨，作為以后的氨肥使用。B:物理方法為:污泥或者動(dòng)物糞便在高溫?zé)崽幚磉^(guò)程中，會(huì)發(fā)生污泥細(xì)胞物質(zhì)溶解、熱水解和分子間縮合等反應(yīng)。堿性條件下大分子物質(zhì)會(huì)發(fā)生縮合反應(yīng)，從而形成凝膠狀顆粒。對(duì)凝膠顆粒進(jìn)行干燥、脫水處理后，就是最后的產(chǎn)品有機(jī)肥。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程可以知道，有機(jī)肥的主要成分是以含有以氮、磷、鉀為主要微量元素的弱酸鹽構(gòu)成的肥料。如圖2所示，其內(nèi)層3為堿性，中間層2為弱堿性的Ca (HCO3)2，外層3為鈣鹽CaC03。經(jīng)由電子構(gòu)造，迅速的形成團(tuán)粒的結(jié)構(gòu)，原腐敗物質(zhì)殘留的臭氣在團(tuán)粒細(xì)孔吸收下，不會(huì)擴(kuò)散。2)殺菌
經(jīng)由化學(xué)反應(yīng)生成碳酸氫鈣(Ca(HCO3)2)離子，以強(qiáng)堿處理殺菌，使得害蟲(chóng)完全不會(huì)生成。生物方法主要指的是在反應(yīng)器中的發(fā)酵方法，這里我們不在贅述。由于堆肥在發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵溫度高達(dá)80°C以上(一般堆肥發(fā)酵溫度還不到60°C)，所以，在堆肥制作過(guò)程中可以殺滅病菌、寄生蟲(chóng)以及雜草種子，有利于防止作物病蟲(chóng)害和雜草的傳播，這樣制作的堆肥可以安全地施到農(nóng)田里。同時(shí)，從堆肥過(guò)程中回收的氨可以作為追肥施入稻田。我們從下述表格的對(duì)比中看化學(xué)反應(yīng)機(jī)進(jìn)行無(wú)公害處理后的殺菌效果:
豬糞中含有的大腸菌群數(shù)量.
權(quán)利要求
1.一種廢棄物化學(xué)反應(yīng)處理機(jī)，其特征在于:包含有化學(xué)反應(yīng)槽，化學(xué)反應(yīng)槽的一端開(kāi)口處設(shè)置有排氣脫臭裝置，在化學(xué)反應(yīng)槽的底部設(shè)置有反應(yīng)槽，用于暫時(shí)儲(chǔ)存從化學(xué)反應(yīng)機(jī)中排出的處理物。
2.一種廢棄物的處理方法，其特征在于: 步驟1)，將廢棄物通過(guò)加料斗，直接進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)槽，然后根據(jù)處理物的數(shù)量向化學(xué)反應(yīng)槽中添加添加劑CaO，調(diào)整反應(yīng)器中的攪拌裝置的攪拌混合間距、回轉(zhuǎn)數(shù)等將其攪拌均勻，使廢棄物和添加劑達(dá)到臨界反應(yīng)狀態(tài)，也就是在反應(yīng)器中形成霧狀反應(yīng)形態(tài)，充分發(fā)酵； 步驟2)，在化學(xué)反應(yīng)槽中進(jìn)過(guò)約3-5分鐘的化學(xué)反應(yīng)，生成均勻有機(jī)氫氧化物，達(dá)到除臭殺菌的效果；同時(shí)打開(kāi)反應(yīng)器一端的排氣裝置，該排氣裝置中同時(shí)設(shè)置有除臭裝置，可以將發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣、硫化氫等臭氣經(jīng)過(guò)處理后排放到大氣中，防止對(duì)空氣造成二次污染。
3.步驟3)在反應(yīng)槽底部連接有處理槽，暫時(shí)儲(chǔ)存從化學(xué)反應(yīng)機(jī)中排出的處理物，然后利用現(xiàn)有的發(fā)酵、干燥設(shè)施對(duì)處理物進(jìn)行后續(xù)處理，得到最終的產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種廢棄物的處理方法，其特征在于:步驟I)中所述的廢棄物為含水量低于85% (質(zhì)量百分比)廢棄物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種腐敗性廢棄物的處理方法，其特征在于:廢棄物為含水量高于90% (質(zhì)量百分比)時(shí)，首先在供給槽中進(jìn)行攪拌，然后將攪拌后的廢棄物用污泥泵輸送到化學(xué)反應(yīng)槽后進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種腐敗性廢棄物的處理方法，其特征在于:對(duì)于高分子物質(zhì)的處理，其處理物要先用泵槽將處理物輸送到干燥場(chǎng)進(jìn)行堆積，調(diào)整水分后在化學(xué)反應(yīng)槽中進(jìn)行處理。
7.一種按照 權(quán)利要求2所述方法生成的有機(jī)肥，其特征在于:其內(nèi)層為堿性物質(zhì)，中間層為弱堿性的Ca (HCO3)2，外層為鈣鹽CaC03。
全文摘要
本發(fā)明屬于污泥、有機(jī)物堆積等腐敗性廢棄物的處理領(lǐng)域，這里指的是腐敗性廢棄物化學(xué)反應(yīng)處理機(jī)以及用于廢棄物處理的方法。包括腐敗性廢棄物輸送裝置，以及化學(xué)反應(yīng)機(jī)?；瘜W(xué)反應(yīng)機(jī)包含化學(xué)反應(yīng)裝置，低水分廢棄物如雞糞、去水物質(zhì)、肉牛糞等低水分廢棄物(含水量在85%以下)通過(guò)加料斗，直接進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)槽，然后根據(jù)處理物的數(shù)量向化學(xué)反應(yīng)槽中合理添加添加劑CaO。在出口處的端部設(shè)置有排氣脫臭裝置。在化學(xué)反應(yīng)槽中經(jīng)過(guò)約3-5分鐘的化學(xué)反應(yīng)，生成均勻有機(jī)氫氧化物，達(dá)到除臭殺菌的效果，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生污水。本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面使用化學(xué)反應(yīng)機(jī)，能夠減輕發(fā)酵工序中產(chǎn)生的惡臭，減少蒼蠅等衛(wèi)生害蟲(chóng)的生成。
文檔編號(hào)C05F17/00GK103242070SQ201210025149
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者高貴明 申請(qǐng)人:高均