本實(shí)用新型屬于有機(jī)固體廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)固體廢物造粒變壓堆肥化生產(chǎn)粒狀有機(jī)肥的裝置。

背景技術(shù)：

隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人類生活水平的提高，產(chǎn)生的固體廢棄物越來越多。有相當(dāng)大一部分是有機(jī)固體廢棄物，這些有機(jī)固體廢物含水率較高，在堆積過程中產(chǎn)生含高濃度滲濾液、臭氣，并且具有大量的致病菌、寄生蟲卵等，所以目前的有機(jī)固廢處理方式都不可避免地帶來臭氣、環(huán)境污染、危害人類健康等問題。而有機(jī)固體廢棄物是一種可資源化利用的廢物資源，其中有機(jī)物含量高，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，將其中的含生物質(zhì)部分進(jìn)行生物處理，一方面減少了有毒有害物質(zhì)的排放，起到治理環(huán)境的作用；另一方面，使可回收利用的物質(zhì)與能量得到最大限度的回收與利用。

目前，國內(nèi)外有機(jī)固體廢物處理方式主要有3種：填埋、焚燒和生物處理。作為有機(jī)固體廢物的最終處理方式，填埋被廣泛采用，該法雖然簡單易行、投資省、處理量大，但其缺點(diǎn)是占地面積大、二次污染嚴(yán)重，尤其是在人口密集地區(qū)，昂貴的地價(jià)以及當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)環(huán)境衛(wèi)生的要求都不適合填埋場的運(yùn)行；利用焚燒的方式處理固體廢物在人口密度較大的地區(qū)使用較多，這種處理方法的優(yōu)點(diǎn)是高溫?zé)o害化和大而迅速的減容能力，還能進(jìn)行能源的回收利用，其缺點(diǎn)是建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用高，且易造成空氣污染，特別是有毒氣體對(duì)人體的影響很大；與前2種處理方法相比，利用生物技術(shù)處理有機(jī)廢物具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約原材料和能源、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)回報(bào)高等優(yōu)點(diǎn)。

有機(jī)廢物的生物處理可能是最具可持續(xù)性的處理方式，通過先進(jìn)的技術(shù)措施，所有的可生物降解廢物都可以通過生物方式進(jìn)行處理。好氧堆肥是將要堆腐的有機(jī)物料與填充料按一定的比例混合，在合適的水分、通氣條件下，使微生物繁殖并降解有機(jī)質(zhì)，從而產(chǎn)生高溫，殺死其中的病原菌及雜草種子，使有機(jī)物達(dá)到穩(wěn)定化。生物處理技術(shù)是利用生物降解廢物，不僅能夠得到可再次利用的有機(jī)肥，還能利用發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的熱量對(duì)廢物加熱以減少其水分。最早是科學(xué)家Jewell于1984年提出的用于畜禽糞便的處理，其原理就是利用堆肥過程中微生物分解有機(jī)物，并且利用發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的能量，增加糞便中水分的散發(fā)，起到干燥的目的。陳天榮等研制開發(fā)了一種雞糞發(fā)酵干燥處理成套設(shè)備，利用該設(shè)備通過生物發(fā)酵處理25~35d，可以使雞糞含水量由650g/kg下降到200g/kg以下。丁路研制開發(fā)了一種粒狀高效生物有機(jī)肥及制作工藝，先將畜禽糞便發(fā)酵，再與粉碎后的農(nóng)作物廢棄物、洗毛下腳料復(fù)配；將腐植酸、微量元素等混合后造粒；最后將粒狀物料烘干、冷卻、篩分，包裝成品。袁登輝實(shí)用新型的一種城市污泥生物干燥方法，是將城市污泥和填充輔料混合堆置成發(fā)酵垛并通過不斷的翻堆進(jìn)行好氧發(fā)酵7~9d，污泥含水率下降到了30wt%以下。 柳建國等實(shí)用新型一種用機(jī)械法對(duì)生物污泥進(jìn)行加工、生產(chǎn)粒狀有機(jī)肥的方法及設(shè)備，先將生物稀污泥加入藥劑進(jìn)行洗滌，再用污泥深度脫水造粒機(jī)將洗滌后保留的生物有機(jī)稀污泥一次完成脫水、濃縮、造粒，有機(jī)顆粒烘干后加工成高品質(zhì)顆粒狀有機(jī)肥。

快速高效好氧發(fā)酵技術(shù)可應(yīng)用于動(dòng)物糞便、污泥、底泥等有機(jī)固體廢物的處理中，這些有機(jī)固體廢物都具有為粘性較大、含水率高、孔隙率小、氧氣輸送和水分散發(fā)困難等特點(diǎn)。除了使有機(jī)固體廢物的含水率降低，還要使其快速高效好氧發(fā)酵使有機(jī)固體廢物腐熟分解、消除其中的有害物質(zhì)、變成可直接再次利用的資源。然而好氧堆肥獲得的有機(jī)肥多為粉末狀，粉末狀肥料易吹散、肥效散失過快，因此肥效較低。相比之下，顆粒狀肥料具有施用方便、機(jī)械強(qiáng)度高、不易吸潮而結(jié)塊以及肥效持久等特點(diǎn)。所以現(xiàn)有的技術(shù)不能很好的把生物處理、快速干燥和粒狀產(chǎn)物結(jié)合起來，并且存在時(shí)間長、操作復(fù)雜等問題，不能滿足現(xiàn)有需求。

因此，需要一種新的方法，保證有機(jī)固體廢物快速脫水的同時(shí)還能高效好氧發(fā)酵，并且獲得可直接利用的高肥效的顆粒狀肥料，實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體廢物真正的高效無害化處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題現(xiàn)有：有機(jī)固體廢物在好氧發(fā)酵方法中脫水困難、周期長、步驟繁瑣、耗能高和產(chǎn)物肥效低等缺點(diǎn)。

本實(shí)用新型提供一種有機(jī)固體廢物造粒變壓堆肥化生產(chǎn)粒狀有機(jī)肥的裝置，包括反應(yīng)器1、支架、脫水造粒裝置、震蕩裝置、廢液收集池9、液壓伸縮裝置10、電動(dòng)機(jī)11、進(jìn)料斗12、加壓裝置、抽氣泵19、輪子4；反應(yīng)器1設(shè)置在支架上，反應(yīng)器1下部開有進(jìn)氣孔5，加壓裝置設(shè)置在反應(yīng)器底部并與進(jìn)氣孔連通，排料口2設(shè)置在反應(yīng)器1一側(cè)，脫水造粒裝置安裝在支架上并位于反應(yīng)器另一側(cè)，脫水造粒裝置和反應(yīng)器連通，進(jìn)料斗12設(shè)置在脫水造粒裝置上；電動(dòng)機(jī)11與脫水造粒裝置連接，脫水造粒裝置與廢液收集池9連通，反應(yīng)器1上部設(shè)置有出氣口15，出氣口15與抽氣泵19連接，且連接管道上設(shè)置有氣體處理裝置18，震蕩裝置設(shè)置在反應(yīng)器1底部，并通過支撐板6設(shè)置在輪子4上方，液壓伸縮裝置10設(shè)置在支架下部并位于脫水造粒裝置一側(cè)，反應(yīng)器上設(shè)置有溫度傳感器16、壓力傳感器17。

其中所述脫水造粒裝置包括螺旋進(jìn)料部13、造粒部14、機(jī)架23，螺旋進(jìn)料部13與造粒部14設(shè)置在機(jī)架23上并通過法蘭連接；

其中造粒部14包括外殼31、帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸30、造?？装?9，帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸30設(shè)置在外殼31內(nèi)，造?？装?9設(shè)置在帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸30外側(cè)并位于外殼31內(nèi)，外殼31上開有顆粒物出口32，顆粒物出口32與反應(yīng)器連通；螺旋進(jìn)料部13包括殼體27、轉(zhuǎn)軸25、螺旋葉片22，進(jìn)料斗12設(shè)置在殼體27上，螺旋葉片22固定在轉(zhuǎn)軸25上，轉(zhuǎn)軸25設(shè)置在殼體內(nèi)，且其一端通過軸承24設(shè)置在機(jī)架上；殼體27下方開有脫水孔28，脫水孔上設(shè)置有過濾網(wǎng)，脫水孔通過收集管34與廢水收集池9連通，帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸30一端與轉(zhuǎn)軸25連接，另一端通過軸承設(shè)置在機(jī)架上，轉(zhuǎn)軸通過皮帶與電動(dòng)機(jī)11連接。

所述震蕩裝置為彈簧3。

所述加壓裝置包括鼓氣泵8、氣體止逆閥7，鼓氣泵8通過氣體止逆閥7與進(jìn)氣孔5連通；氣體止逆閥7用于防止好氧發(fā)酵反應(yīng)器1中的氣體回流。

所述反應(yīng)器1上設(shè)置有加藥口20，加藥口20下方裝有噴灑頭21。

所述排料口2和加藥口20處設(shè)置有常規(guī)可控制閥門。

混合物料從進(jìn)料口12進(jìn)入螺旋進(jìn)料部13，電動(dòng)機(jī)11的帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，使得螺旋葉片22旋轉(zhuǎn)并對(duì)物料進(jìn)行擠壓脫水，脫除廢水通過脫水孔28排出，并在收集管34中匯集進(jìn)入廢水收集池，進(jìn)行處理；物料通過螺旋進(jìn)料部13進(jìn)入到造粒部14當(dāng)中，在帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸30的擠壓力和剪切力的雙重作用下，物料從造粒孔板29處壓出，形成顆粒狀物料通過顆粒物出口進(jìn)入到反應(yīng)器1中進(jìn)行發(fā)酵。

所述液壓伸縮裝置10可調(diào)節(jié)反應(yīng)器1的傾斜度，在排料時(shí)，啟動(dòng)液壓伸縮裝置10，使得反應(yīng)器1向右傾斜，打開排料口2，傾斜度為15°，使物料從排料口2排出。

所述反應(yīng)裝置1為棱柱體結(jié)構(gòu)，由結(jié)構(gòu)層和保溫層兩層構(gòu)成。

所述進(jìn)氣孔5的小孔直徑為0.5~3cm。

部分物料通過螺旋進(jìn)料部13時(shí)會(huì)附著在螺旋進(jìn)料部上，這些有機(jī)物中微生物進(jìn)行繁殖，從而螺旋進(jìn)料部內(nèi)部上會(huì)附著有微生物，在下一次物料加入時(shí)，會(huì)使微生物混合在新加入的物料中（微生物接種），一起進(jìn)入反應(yīng)器中，也能夠加快微生物的繁殖，縮短時(shí)間。當(dāng)發(fā)酵過程中出現(xiàn)有機(jī)固體廢物顆粒形狀不穩(wěn)定時(shí)，啟用加藥口20，將藥劑從加藥口20加入，通過噴灑頭進(jìn)入反應(yīng)器1中。

本實(shí)用新型裝置在壓差強(qiáng)化傳質(zhì)傳熱發(fā)酵過程中，運(yùn)行裝置中的抽氣泵19，反應(yīng)器內(nèi)的空氣從出氣口15通過氣體處理裝置處理后進(jìn)入抽氣泵19后排出，新的空氣可通過鼓氣泵從反應(yīng)器底部進(jìn)氣孔5進(jìn)入堆體。有機(jī)固體廢物造粒后堆肥化生產(chǎn)粒狀有機(jī)肥裝置在抽真空過程中會(huì)抽出反應(yīng)中產(chǎn)生的二氧化碳、氨氣等氣體，隨著這些氣體的排出，反應(yīng)器中氧氣的濃度會(huì)增加，這更加有利于菌種的繁殖，并且產(chǎn)生的惡臭氣體也會(huì)大大減少；抽氣時(shí)會(huì)帶出水蒸氣，這也會(huì)能夠加快干燥的速度。運(yùn)行裝置中的加壓裝置，使氣體通過底部進(jìn)氣孔6進(jìn)入堆體，通過觀察壓力傳感器18，確保反應(yīng)器內(nèi)壓力在0.1~700Mpa范圍內(nèi)；因加入物料含水率不同，所以間隔抽真空、置換氣體和加壓時(shí)間不同；并且不同間隔時(shí)間，能夠使氧氣在物料中傳動(dòng)更均勻，使氧氣和物料接觸更充分。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型所述設(shè)備具有成本低、周期短、操作簡單、臭氣量小、生產(chǎn)安全、設(shè)備占用場地不大、隨處理隨排放等特點(diǎn)。用該方法，可以使含水率為70%-95%的有機(jī)固體廢物，通過進(jìn)料裝置后含水率降低到70%以下，經(jīng)過壓差強(qiáng)化傳質(zhì)傳熱好氧發(fā)酵后的有機(jī)固體廢物含水率小于40%。此方法處理有機(jī)固體廢物僅需7-16天，并且處理后的有機(jī)固體廢物，不再稀稠黏連，而是疏松透氣、肥效高、可直接使用的顆粒態(tài)有機(jī)肥。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型脫水造粒裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1為好氧發(fā)酵反應(yīng)器；2為出料口；3為彈簧；4為輪子；5為進(jìn)氣孔；6為支撐板；7為氣體止逆閥；8為鼓氣泵；9為廢水收集池；10為液壓伸縮裝置；11為電動(dòng)機(jī)；12為進(jìn)料斗；13為螺旋進(jìn)料部；14為造粒部；15為出氣口；16為溫度傳感器；17為壓力傳感器；18為氣體處理裝置；19為抽氣泵；20為加藥口；21為噴灑頭；22為螺旋葉片；23為機(jī)架；24為軸承；25為轉(zhuǎn)軸；26為軸承端蓋；27為殼體；28為脫水孔；29為造?？装?；30為帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸；31為外殼；32為顆粒出口；33為軸承悶蓋，34為收集管，35為支架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步描述本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)會(huì)隨著描述而更加清楚；但這些實(shí)施例僅是示范性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制；本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍下可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改和替換，但這些修改和替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的處理對(duì)象：某城市污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥，其含水率為85%，有機(jī)質(zhì)含量為68%，碳氮比為10.9，密度為1.05t/m³。

脫水造粒：將5t左右的污泥脫水至60%水分后，加入調(diào)理劑煙末和碎秸稈（質(zhì)量比1:2）混合物10kg、石灰25kg、粘合劑含鐵型淀粉30kg（玉米淀粉、雙氧水、氫氧化鈉和硫酸亞鐵溶液按質(zhì)量比30: 2:1:4制得的混合物）；對(duì)混合后的污泥原料造粒，形成顆粒后進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行好氧堆肥；進(jìn)料過程中對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行傾斜震蕩，傾斜角為2°，每次傾斜震蕩時(shí)間為10min，物料在反應(yīng)器內(nèi)的最大充滿度為3/4；脫水過程中產(chǎn)生的水分經(jīng)收集并處理后排放。

壓差強(qiáng)化傳質(zhì)傳熱發(fā)酵：有機(jī)固體廢物顆粒發(fā)酵至溫度為60℃時(shí)，采用間歇抽真空方式從反應(yīng)器內(nèi)抽出氣體，抽真空間隔時(shí)間為20h，每次抽真空時(shí)間為10min，反應(yīng)器內(nèi)真空度為35-45kPa，在抽真空結(jié)束后10min進(jìn)行加壓操作，加壓時(shí)間10min，加壓后反應(yīng)器內(nèi)壓力為100-120Mpa；干燥并降解好的有機(jī)固體廢物顆粒外排，發(fā)酵產(chǎn)生氣體經(jīng)降溫、除濕、除臭、除塵處理后排放。

上述方法的實(shí)現(xiàn)裝置如圖1、2所示，該裝置包括反應(yīng)器1、支架35、脫水造粒裝置、震蕩裝置、廢液收集池9、液壓伸縮裝置10、電動(dòng)機(jī)11、進(jìn)料斗12、加壓裝置、抽氣泵19、輪子4；反應(yīng)器1設(shè)置在支架35上，反應(yīng)器1下部開有進(jìn)氣孔5，加壓裝置設(shè)置在反應(yīng)器底部并與進(jìn)氣孔連通，排料口2設(shè)置在反應(yīng)器1一側(cè)，脫水造粒裝置安裝在支架上并位于反應(yīng)器另一側(cè)，脫水造粒裝置和反應(yīng)器連通，進(jìn)料斗12設(shè)置在脫水造粒裝置上；電動(dòng)機(jī)11與脫水造粒裝置連接，脫水造粒裝置與廢液收集池9連通，反應(yīng)器1上部設(shè)置有出氣口15，出氣口15與抽氣泵19連接，且連接管道上設(shè)置有氣體處理裝置18，震蕩裝置設(shè)置在反應(yīng)器1底部，并通過支撐板6設(shè)置在輪子4上方，液壓伸縮裝置10設(shè)置在支架下部并位于脫水造粒裝置一側(cè)，反應(yīng)器上設(shè)置有溫度傳感器16、壓力傳感器17；所述脫水造粒裝置包括螺旋進(jìn)料部13、造粒部14、機(jī)架23，螺旋進(jìn)料部13與造粒部14設(shè)置在機(jī)架23上并通過法蘭連接；其中造粒部14包括外殼31、帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸30、造?？装?9，帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸30設(shè)置在外殼31內(nèi)，造粒孔板29設(shè)置在帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸30外側(cè)并位于外殼31內(nèi)，外殼31上開有顆粒物出口32，顆粒物出口32與反應(yīng)器連通；螺旋進(jìn)料部13包括殼體27、轉(zhuǎn)軸25、螺旋葉片22，進(jìn)料斗12設(shè)置在殼體27上，螺旋葉片22固定在轉(zhuǎn)軸25上，轉(zhuǎn)軸25設(shè)置在殼體內(nèi)，且其一端通過軸承24設(shè)置在機(jī)架上；殼體27下方開有脫水孔28，脫水孔上設(shè)置有過濾網(wǎng)，脫水孔通過收集管34與廢水收集池9連通，帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸30一端與轉(zhuǎn)軸25連接，另一端通過軸承設(shè)置在機(jī)架上，轉(zhuǎn)軸通過皮帶與電動(dòng)機(jī)11連接；所述震蕩裝置為彈簧3；所述加壓裝置包括鼓氣泵8、氣體止逆閥7，鼓氣泵8通過氣體止逆閥7與進(jìn)氣孔5連通；氣體止逆閥7用于防止好氧發(fā)酵反應(yīng)器1中的氣體回流；機(jī)架兩端設(shè)置有軸承端蓋26和軸承悶蓋33。

污泥進(jìn)入反應(yīng)器主要在好氧狀態(tài)下堆肥發(fā)酵，10天后完成堆肥和干燥，通過排料口從反應(yīng)器中排出；排出的污泥含水率為38%，不再稀稠黏連，而是疏松透氣、肥效高的顆粒態(tài)有機(jī)肥，可直接用于后續(xù)的處理和處置。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的處理對(duì)象：某奶牛養(yǎng)殖廠產(chǎn)生的奶牛糞便，其含水率為88%，有機(jī)質(zhì)含量為13.9%，碳氮比為22，密度為1t/m³。

脫水造粒：將2t左右的奶牛糞便脫水至63%水分后，加入調(diào)理劑煙末、堆肥、草粉（質(zhì)量比1:1:1）混合物50kg、石灰26kg，除臭劑納米鐵粉400g，粘合劑改性淀粉20kg（改性淀粉為植物淀粉、次氯酸鈣、三聚磷酸鈉和丙烯酸按質(zhì)量比40:1:3:0.5制得的混合物）；對(duì)混合后的奶牛糞便原料造粒，形成顆粒后進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行好氧堆肥；進(jìn)料過程中對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行傾斜震蕩，傾斜角為1.5°，每次傾斜震蕩時(shí)間為5min；物料在反應(yīng)器內(nèi)的最大充滿度為3/4；脫水過程中產(chǎn)生的水水分經(jīng)收集并處理后排放。

壓差強(qiáng)化傳質(zhì)傳熱發(fā)酵：有機(jī)固體廢物顆粒發(fā)酵至溫度為70℃時(shí)，采用間歇抽真空方式從反應(yīng)器內(nèi)抽出氣體，抽真空間隔時(shí)間為48h，每次抽真空時(shí)間為15min，反應(yīng)器內(nèi)真空度為1-10kPa，在抽真空結(jié)束后20min進(jìn)行加壓操作，加壓時(shí)間15min，加壓后反應(yīng)器內(nèi)壓力為60-70Mpa；干燥并降解好的有機(jī)固體廢物顆粒外排，發(fā)酵產(chǎn)生氣體經(jīng)降溫、除濕、除臭、除塵處理后排放。

本實(shí)施例裝置同實(shí)施例1，不同在于反應(yīng)器1上設(shè)置有加藥口20，加藥口20下方裝有噴灑頭21；排料口2和加藥口20處設(shè)置有常規(guī)可控制閥門。

奶牛糞便進(jìn)入反應(yīng)器后主要在好氧狀態(tài)下堆肥發(fā)酵，8天后反應(yīng)器中奶牛糞便完成堆肥和發(fā)酵可以隨時(shí)排出，可以再繼續(xù)向反應(yīng)器中加入新鮮的奶牛糞便，以此類推循環(huán)。排出的奶牛糞便含水率為35%，不再稀稠黏連，而是疏松透氣、肥效高的顆粒態(tài)有機(jī)肥，可直接用于農(nóng)業(yè)施肥。