餐廚垃圾和汙泥與生活垃圾同機處理製作專用肥方法

2024-03-01 20:41:15 3

專利名稱：餐廚垃圾和汙泥與生活垃圾同機處理製作專用肥方法
技術領域：
本發明涉及一種有機肥料生產方法，屬於肥料生產技術領域，特別是涉及一種餐廚垃圾和汙泥與生活垃圾同機處理製作各種作物專用微生物有機肥的方法。
背景技術：
餐廚垃圾處理現狀及存在問題據《中國經濟時報》採訪有關專家提供的資料，目前全國每年產生5000-6000萬噸餐廚垃圾，全國城市餐廚垃圾產生量的規模大約為18個特大城市大於500噸/天，79個大城市約200-500噸/天，238個小城市大約50-100噸/天。餐廚垃圾同普通垃圾相比，具有含水率高(含量為70%-90%)、含油脂高(含量為1%-5%)、含鹽分高(含量為1% -3% )，並富含澱粉、脂肪、蛋白質等有機物及其它微量元素，是製作飼料與有機肥料的資源。鑑於填埋餐廚垃圾難以避免土壤、水體和大氣被汙染，又因餐廚垃圾的特殊性質難以焚燒且焚燒還會產生大量有害氣體，目前餐廚垃圾的處理主 要是生產飼料、有機肥、沼氣及柴油。由於餐廚垃圾中含有各種動物肉類，如果製作飼料，同類相食極易引發口蹄疫和各種疾病，即存在同源性風險，從而傳播給人類而造成危害，人們存有疑慮，況且用沒有剔除重金屬、沒有分解二噁英的餐廚垃圾製作飼料，就給重金屬、二噁英以生物鏈的形式由動物肉食進入人體提供了機會，遺患無窮；經厭氧處理生產沼氣雖有前景，但投資大，成本高。根據有關資料，日處理200T厭氧產沼氣項目，總投資需8000萬元，單位生產成本達270元/噸，每噸即使補貼200元，若銷售價低於70元，仍會虧本，更何況厭氧發酵後的液體使用難處理也難，故不好推廣；將餐廚垃圾進行油水分離後生產柴油，同樣存在投資大、成本高的問題，即使免除消費稅每噸柴油成本降低900元，仍然沒有盈利；利用餐廚垃圾生產有機肥方向對頭，但目前採取好氧堆肥生產有機肥的方法並不可取，這不單是因為餐廚垃圾含水分高，直接進行好氧堆肥有難度；還因為採用堆肥法處理工藝，餐廚垃圾中動植物殘體所含的重金屬離子沒有剔除，二噁英沒有消除，又沒經過嚴格的高溫礦質化反應發酵，影響肥料質量，且堆肥過程中營養損耗大，導致肥效差。汙水處理廠汙泥處理現狀及問題有關資料指出，截至2010年底，全國城鎮汙水處理量達到456億立方米，溼汙泥(含水率80% )產生量突破3200萬噸。根據調研結果顯示，我國汙水處理廠所產生的汙泥，有80%左右沒有得到妥善處理一些運送汙泥的人員為圖方便，隨意找個地方倒掉了事，晴天太陽一曬，散發出令人作嘔的臭味，遇雨又溶解成汙水順著山凹水溝流去，造成二次汙染。即使送到填埋場，若不經嚴格的處置，含水份80%左右的汙泥，一則會導致發酵曝氣，汙染大氣，二則其滲濾液會對土壤和地下水源造成二次汙染；汙泥焚燒除因水分大有一定難度外，還因尾氣含有二惡英致癌物質難以根除帶來的環境和健康風險；也曾有廠家直接把汙泥曬乾當做有機肥料銷售的，由於汙泥重金屬含量嚴重超標，水稻田用了，長出了 「鎘大米」，小麥地用了長出砷超標小麥，汙泥還有肺炎克氏桿菌等危害，最終被國家衛生部所禁止，而不準再直接施用城市汙泥。在汙泥填埋、焚燒、直接施用基本遭否定的情況下，堆肥法處理汙泥成為首選並被推崇。堆肥法雖然利用了汙泥的多種營養成分，但遺憾的是，堆肥法無法剔除鎘、汞、鉛、鉻、砷等重金屬危害，而這5種重金屬含量是有機肥料標準所限制的；再就是堆肥發酵時間長(30天左右)，佔地面積大，難以控制高溫礦質化反應和發酵腐熟程度，肥力低，銷售困難。如何才能利用汙泥生產肥料，目前還沒有理想的技術方案。我們具備處理餐廚垃圾和汙泥的能力我們經過多年研究，以生活垃圾為原料，發明了生活垃圾制肥工藝及其配套設施。其工藝流程是，先將分選出塑料和廢金屬後的垃圾料磨細製漿，然後採取絡合沉澱法剔除垃圾中動植物殘體所含重金屬離子的危害，再經脫水配伍並經高溫礦質化反應發酵獲得有機原肥，最後經兩次元素配位制肥工藝產出生物有機肥。所產肥料經質檢機構檢驗，無重金屬危害，有效活菌數、主養分等各項指標全部達到國標要求。與單施有機肥和單施複合化肥相比較，生物有機肥施用後作物的生長效果顯著提高。生活垃圾制肥技術的問世，為我們提供了餐廚垃圾、汙泥和生活垃圾同機處理製作微生物有機肥的技術基礎和工藝設備條件。我們早在2010年進行生活垃圾制肥生產時，就進行了餐廚垃圾、汙泥與生活垃圾同機處理製做各種作物專用微生物有機肥的實踐，證明餐廚垃圾和汙泥與生活垃圾同機處理製作微生物有機肥不是什麼難題，投資不大，成本不高，值得推廣。

發明內容
本發明的目的針對餐廚垃圾和汙泥處理中存在的問題，研究二者與生活垃圾的互補性，提出餐廚垃圾和汙泥與生活垃圾同機處理，並以這「三廢」作原料，製作各種農作物專用微生物有機肥的技術方案。本發明的原理餐廚垃圾、汙泥和生活垃圾的主要成份都是有機固體廢棄物，具有共同的性質和作用。餐廚垃圾+汙泥+生活垃圾中有機廢棄物一起作原料，按適當比例將這三廢同機處理，實現揚長避短，優勢互補，是一種創造性地製做各種作物專用微生物有機肥料的最佳方案(I)餐廚垃圾的植物營養價值最高，最優勢的成份是含有大量的脂肪類油脂，可代替花生麩、油菜仔麩、桐麩、豆餅作為生物培養基，在微生物分解中生成豐富的蛋白質(碳C、氫H、氧O、氮N、硫S)，較其它處理方式需進行油水分離來說，既能取代同類含油物質還能節約分離成本；(2)餐廚垃圾鹽分高即氯化鈉含量高，因本工藝高溫礦化發酵中，作為微生物培養基不可缺少氯化鈉，與其它餐廚垃圾處理方式必須採取加大脫鹽措施相比較，既能補缺鹽分又能節約脫鹽材料；(3)城市汙水處理沉澱物汙泥中含有大量的人糞尿，其中嗜熱有益微生物可在發酵中促使人糞尿生成作物需要的胺基酸(而病原菌則在持續8-12小時高溫發酵中全部被殺滅)；(4)餐廚垃圾比普通生活垃圾含水分高，含水率60%左右的生活垃圾，制練打漿需要按I : I加水，若與含水率平均在80%以上的餐廚垃圾同機處理，儘可能多地以餐廚垃圾代替加水，既省去了處理餐廚垃圾的脫水工藝，又降低了生活垃圾制肥的用水成本，可節約寶貴的水資源。據分析資料，全國餐廚垃圾量不到生活垃圾量的20%，若與生活垃圾一併制肥，本工藝可將餐廚垃圾全部吃掉；(5)生活垃圾中固體廢棄物大多是菜葉、根莖、果皮、果核、樹枝、樹葉以及廢紙類東西，如果要形成微生物發酵的培養基，缺乏的正是餐廚垃圾和汙泥中的高有機質、脂肪類物質、氯化鈉和作物所需其它微量元素，以及汙水處理後的人糞尿沉澱物。這三廢同機一起處理，優勢互補，不僅為生活垃圾制肥中生物發酵提供了應有的生物動力營養，且微生物活性菌群可以吞噬餐廚垃圾的油月旨，使其變成水、二氧化碳和微量元素，同時還可相應減少氮(N)、磷(P)、鉀(K)及微量元素的添加，降低產品成本。這三廢經高溫礦化反應發酵後形成的有機原肥，其效果與傳統的農家肥、市場上的堆肥產有機肥有質的區別；(6)餐廚垃圾和汙泥所含病原菌、重金屬、二噁英等有害成分，則通過生活垃圾制肥工藝(剔除重金屬、分解二噁英、高溫礦質化反應發酵)被剔除、分解或殺滅。具體來講在料漿中加入腐植酸和矽酸鈉合劑、金屬絡合劑乙二胺四乙酸以及酵母菌、乳酸菌、黑麴黴和甲烷細菌，一則可將垃圾有機物細胞內分子態、離子態重金屬分離出來，並絡合分子態、離子態重金屬形成結合物而沉澱排出；二則可破壞二噁英的親脂性，讓它從脂肪中分離出來，並在深層厭氧發酵產生的有機溶劑中，溶解分解二噁英類物質；進而通過高溫^2-72°C )生物發酵，殺滅病原菌，讓發酵物料配入的扎扎菌、木黴、放線菌等嗜熱菌吞噬二噁英類物質，以徹底分解失活二噁英。這就是將這「三廢」一併處理制肥的緣由。實踐證明，餐廚垃圾與生活垃圾經過制練打漿並添加汙泥漿、剔除重金屬、分解二噁英，再經高溫礦質化反應發酵，製做各種作物專用微生物有機肥料，通過施肥回歸土壤，進而改良土壤，補充作物生長營養，是符合「植物礦質營養學說」和「歸還營養」學說的。這種回歸大自然的資源化、無害化處理方式，才是餐廚垃圾、汙泥、生活垃圾最經濟、最實用、最有效的處理方法。
用發酵原肥製做各種作物專用微生物有機肥的生產機理餐廚垃圾、汙泥和生活垃圾這三廢經製漿剔除重金屬、分解二噁英、高溫發酵殺滅病原菌、礦化有機質形成以水溶性有機質為主的完全性營養粉劑原肥。它含有作物生長必需的各種營養和有益元素，尤其是富含胺基酸、生物蛋白質以及水溶性有機質，溫性，PH值呈中性(6. 5 7. 5)，這就決定了該有機原肥能夠與其它元素，包括只能用作葉面肥的植物生長調節物質進行混復配。當添加的N、P、K質量在7-15%時，對有機肥的所有性能沒有影響(超過15%，有機肥的生物及酶物質就會失活)。因此，在控制N、P、K添加量的前提下，兌入加富載體植物生長調節物質就不會被土壤微生物降解，不會被土壤膠體固定，而積極地起到相當葉面噴施的效果；同時還可加入生物製劑、土壤調理劑、適量的維生素BI和B2、B6以及有益中微量元素鎂、錳、鋅、硼、鑰、矽、銅和稀土。維生素綜合微量元素營養可供土壤微生物、作物根際微生物及作物生命營養反覆享用。這一生產機理的應用，開創了各種作物專用微生物有機肥料的規範化製作。本發明的技術方案餐廚垃圾和汙泥與生活垃圾同機處理製作專用肥方法，其技術特徵是按以下步驟進行(I)利用生活垃圾分選裝置從生活垃圾中分選出固體有機廢物；(2)利用餐廚垃圾預處理機組分選出不可降解物，將有機物料破碎成粗料漿；(3)利用制練打漿機將生活垃圾有機廢物加入餐廚垃圾粗料漿和適量水製成50-80目、含水率80%的勻漿；(4)將脫水後的汙泥(細度一般接近要求，必要時用雙盤磨漿機磨細)兌水用螺旋推進器推入混合池，與制練打漿機排出來的生活垃圾和餐廚垃圾製得的勻漿混合併攪拌均勻；(5)用泥漿泵將料漿抽入剔除重金屬溶解二噁英兼備深層厭氧發酵裝置，添加腐植酸和矽酸鈉合劑、金屬絡合劑乙二胺四乙酸、絮凝劑聚丙烯醯胺以及酵母菌、乳酸菌、黑麴黴和甲烷細菌，進行深層厭氧發酵，分離、絡合沉澱剔除重金屬，分離、溶解分解二噁英，絮凝有機物發酵菌團；(6)利用脫水拌菌物料調配機組使料漿脫水並調整碳氮比、碳磷比和pH值，調配物料；(7)利用太陽能供熱超導暖氣片升溫可控生物發酵室裝置對物料進行高溫礦質化反應發酵，殺滅病原菌，讓發酵物料配入的扎扎菌、木黴、放線菌這些嗜熱菌吞噬二噁英類物質，以徹底分解失活二噁英；(8)利用雙配位生物有機肥生產線進行兩次元素配位造粒製成各種作物專用微生物有機肥。關鍵特徵是，餐廚垃圾以破碎粗料漿的形式，從制練打漿機進料口以兌水的方式注入制練打漿機，與生活垃圾有機廢物共同磨細製成50-80目、含水率> 80%的勻漿；汙泥則以直接兌入的方式，與制練打漿機排出的勻漿在混合池攪拌均勻。水的循環利用及無水排放的依據根據實際試驗驗證，在制肥全過程中，每處理含水率60%的生活垃圾100噸，除循環用水外，需補充3. 3噸水，即生活垃圾耗水率為3. 3%。在垃圾制肥中，水的循環利用過程可以用下列公式描述制練打漿加水量+擠出的垃圾物料勻漿中富裕含水量+少量補充水=制練打漿循環用水量+制肥造粒用水+除臭石灰去溼耗水量+脫水後物料調配吸水量+高溫發酵排出溼氣帶走水分+制肥全過程的水合理損耗。其中制練打漿加水量等於制練打漿循環用水量；垃圾中富裕含水量是指進廠垃圾含水分60%左右(進廠除臭時加生石灰同時起到去溼作用，含水分會減少到55%左右)，到加水制練打漿的料漿含水分> 80%，再到擠壓脫水、調配物料後物料含水分降至35-40%，而後經高溫發酵原肥含水率再降至25-30% ；這樣的原肥，造粒時需添加30-35%的水，緊靠循 環水尚不足，只有補充少量水才能滿足制肥造粒用水需要，故垃圾制肥沒有多餘的水外排。本發明引入餐廚垃圾，其含水率在70-90% (這裡以90%計算)，高於生活垃圾的含水率60%，即每噸餐廚垃圾比生活垃圾多出O. 3噸水，那麼100噸生活垃圾配入11噸餐廚垃圾就可取代生活垃圾消耗水3. 3噸，即無需補充新水。如果配入更多的餐廚垃圾，只要不超過生活垃圾量的2倍(100噸生活垃圾含水60噸，再加100噸水，可製得剔除重金屬要求的含水率80%的料漿，而200噸餐廚垃圾含水180噸，再配100噸生活垃圾含水60噸，製得的料漿含水率也是80%)，那麼循環用水也可部分或全部來自餐廚垃圾，以節約寶貴的水資源。本發明的有益效果本發明是在生活垃圾制肥工藝基礎上，創新的一種餐廚垃圾、汙泥與生活垃圾同機處理製作各種作物專用微生物有機肥的方法。既有利於保護和改善生態環境，又能為農業提供高品質的微生物有機肥，支持農業可持續發展。本發明投資少，同樣規模的項目，投資不到厭氧產沼氣項目的1/4 ;成本低，各種農作物專用微生物有機肥噸成本不到800元，比化肥低很多，但肥效接近化肥，綜合功能優於化肥，可顯著改良土壤，提高作物產量和品質。本發明不僅適用於大城市，更適用於中小城市和縣城，這是鑑於中小城市和縣城餐廚垃圾量不多，汙水處理廠的汙泥量不大，沒有必要分別單獨處置，而與生活垃圾一起同機處理，經濟上更為划算。


圖I :餐廚垃圾汙泥與生活垃圾同機制肥工藝流程2 :高立式多樓層生活垃圾分類裝置內部結構延伸示意中所示1、六層樓建築2、航吊3、圓錐形漏鬥4、螺旋推進器5、破袋機6、永磁輥式磁選機7、廢金屬收集箱8、滾筒分離分析篩9、制練打漿機10、皮帶輸送帶11、廢塑料打包機12、吸塵器圖2-1 :生活垃圾破袋磁選機組結構示意中所示1、螺旋推進器2、底部設出口的儲料倉3、破袋機4、永磁輥式磁選機輸送帶5、吸塵器6、廢金屬收集箱7、永磁輥式磁選機磁滾筒8、其它分選設備連接裝置圖2-2 :生活垃圾中廢塑料分離分析篩結構示意圖
圖中所示1、進料漏鬥2、螺旋推進器3、圓筒篩網4、動力機組5、內壁螺旋攪刀
6、下料漏鬥7、封閉式外殼8、廢塑倉9、抽風機10、風道圖3 :餐廚垃圾預處理機組結構示意中所示1、衝洗桶2、過濾篩3、皮帶輸送磁選機4、塑料清洗池5、鄂式破碎機6、金屬件接收鬥7、料漿池8、抽漿機圖4 :生活垃圾制練打漿機結構示意中所示1、強制式螺旋進料器2、水磨式棒磨機3、推進式過濾篩。圖5 :剔除重金屬溶解二噁英兼備厭氧發酵裝置結構示意中所示I、圓筒形大罐2、主軸3、電機4、進漿管5、配料口 6、有機物料發酵倉7、攪拌機8、曝氣裝置9、漿料出口及控制閥10、錐形重物料倉11、螺旋絞出器12、重物出口電動閥門13、重物出料滑板14、支撐腿15、排氣孔圖6 :擠壓脫水物料調配機組結構示意圖
圖中所示1、配料配位攪拌機2、配料倉3、螺旋推進器4、壓濾機5、抽漿機及輸漿管6、儲料箱7、混合料倉8、強制攪拌機圖7 :太陽能供熱超導暖氣片升溫可控生物發酵室裝置示意中所示1、循環水泵2、超導暖氣片3、牆體4、上水管5、供水塔6、供水管7、太陽能熱水器8、下水管9、抽風換氣裝置10、即開即熱水龍頭11、信息窗12、進出料大門圖8 :雙配位微生物有機肥生產線整體結構示意中所示I、配料混合機2、粉碎機3、輸送帶4、造粒盤5、烘乾機6、圓筒篩7、控制計量器8、拋光機9、電子包裝機圖8-1 :雙配位微生物有機肥料生產工藝方框9 :生活垃圾制肥中循環用水裝置結構示意中所示I、蓄水池2、給水泵3、制練打漿機4、儲漿池5、泥漿泵6、濃漿閥門7、攪拌池8、閥門開關9、大型泥漿泵及抽漿管10、重金屬離子剔除兼備厭氧發酵裝置11、抽漿機12、壓濾機13、出口管14、回水管接頭15、回水管16、小儲水池17、抽水機圖10 :生活垃圾制肥中吸塵器裝置結構示意中所示1、產生粉塵臭氣的設備進出口 2、吸塵接口 3、風機4、出風管5、電機6、內裝有活性炭層的洩風洞7、卸塵布袋8、排風通道
具體實施例方式餐廚垃圾汙泥與生活垃圾同機制肥工藝流程(圖I):生活垃圾粗選除臭一分選出塑料和廢金屬——有機廢物制練打漿的同時以兌水方式加入餐廚垃圾破碎料漿——製得勻漿並加入汙泥料漿混合攪拌均勻——抽進剔除重金屬溶解二噁英兼備厭氧發酵裝置進行無害化處理一擠壓脫水調整碳氮比碳磷比和pH值並調配物料一高溫礦質化反應發酵嗜熱菌吞噬分解二噁英並殺滅病原菌製得原肥——兩次元素配位製得微生物有機肥及各種作物專用肥。粗選除臭生活垃圾直接送進粗選除臭車間，牆面高8米，上設有玻璃窗，全車間透明密封，室內安裝空調和吸塵器，保證室內無灰塵。生活垃圾進車間後，用勾機或鏟車撒上石灰(作用是除臭、去溼、調整PH值、給作物補鈣)拌勻，抓散抓開鋪平然後碾壓一遍，同時挑揀出不宜進機械分選設施的大件物體拆解處理，再輕微碾壓即可收集收壟，堆在航吊爪下待用。分類分選生活垃圾採用高立式多樓層生活垃圾分類裝置(圖2)進行分選。先用航吊將生活垃圾提升到該分選裝置六樓，放進五樓儲料漏鬥，垃圾料經漏鬥下端四樓出口處時被螺旋推進器(可防止堵塞並控制垃圾流量)推進安裝在四樓的破袋磁選機組(圖2-1)，垃圾袋被該機刀片劃破，倒出垃圾落入輸送帶，經過磁選，選出酒瓶蓋、廢鐵丁、易拉罐等金屬類物質。不含磁的物料，直接輸送落入設在四、三樓之間的漏鬥，插入三樓分離分析篩(圖2-2)，小於5cm的固體廢棄物被篩網漏下去，直接從分離分析篩底部順漏鬥直下到一樓制練打漿機(下道工序)打成勻漿。篩上物多是廢舊塑料，被篩內壁螺旋攪刀攪起，同時被螺旋攪刀捲起的風向前推進，又被出口處安裝的吸塵抽風機風力吸引到篩末端，落入與其末端連接的漏鬥滑進二樓輸送帶，隨輸送帶運行被精選出僅佔1%左右的> 5cm的非塑料物質，廢塑料隨著輸送帶送去打包另作處理利用。
餐廚垃圾預處理採用餐廚垃圾預處理機組(圖3)完成。餐廚垃圾進廠後直接放進衝洗桶，啟動其變頻電機，轉速調到每分鐘45轉左右，在衝洗桶內自動衝散衝洗；衝洗桶緊連過濾篩，衝洗後的餐廚垃圾進入過濾篩進行篩選，篩下物與漿水一起流入料漿池，篩上物落入皮帶輸送磁選機的輸送帶，輸送中挑揀出大物件回收，金屬類物件被該機磁滾桶吸附，脫離磁場後自動落入金屬件接收鬥(回收)；廢舊塑料、大骨頭、魚刺等被送進塑料清洗池，池水中含有洗衣粉或氫氧化鈉，清洗後撈出廢塑料(回收利用)，含有清洗劑的水抽出循環使用；池中沉澱物料包括骨頭等經過小型鄂式破碎機粉碎後，流入料漿池，與篩下物混合，由抽漿機將混合料漿抽入制練打漿機(下道工序)再磨成50-80目製得勻漿。制練打漿細化物料採用制練打漿機(圖4)完成。制練打漿機是由礦山機械棒磨機改造而應用的。生活垃圾之所以要磨細，一是因為制肥要求原材料細度50-80目，便於生物分解而釋放出營養供作物吸收；二是因為磨細後添加腐殖酸鈉才能分離出固體廢棄物中動植物殘體內所含的重金屬離子和分子；三是因為磨細了才能達到造粒成直徑2-4mm的肥料顆粒要求；四是因為磨成細度50-80目才能在礦質化反應發酵中達到基本一致的腐熟度。之所以不採用鏈條式、錘擊式粉碎機而採用棒磨機製漿，是因為生活垃圾含水分^ 60%，鏈條、錘擊破碎時粘度大，隨機轉，達不到細化要求，而用棒磨可以兌水形成水磨，防止粘結，而成勻漿後又可篩分出塑料邊角料，純勻漿才能採用絡合沉澱法剔除重金屬離子和分子，保證所產肥料無害化。垃圾物料從上道工序進入漏鬥，在漏鬥下口處安裝由雙圓柱形成的對壓式雙輥把垃圾硬按下去，下面設置一螺旋進料器，把按下來的生活垃圾強制性推進棒磨機同時加入餐廚垃圾料漿並適量加水進行制練打漿。棒磨機在運動中用「棒」的滾動撞擊砸碎垃圾。隨著棒磨機的轉動，勻漿滿後又經推進式過濾篩篩網流出，進入儲漿池(抽進下道工序)；篩上物廢塑料邊角料被推到出口滑進輸送帶，裝進農用車送去製做浙青或制塑料板。汙泥的加入汙水處理廠的汙泥一般要經過脫水才便於運輸，脫水後含水分約60%，太稠，要用沉澱法剔除重金屬，不得不重新稀釋成含水份>80%勻漿。所以，當汙泥運到後，先倒入梯形槽，梯形槽下安裝有一條> 7米長的鏍旋推進器，再用鏍旋推器慢慢攪入棒磨機出口處的儲漿池，與棒磨的餐廚垃圾、生活垃圾勻漿混合。儲漿池中心安裝有立式攪拌機，不時地攪拌防止勻漿沉澱；池一側裝有一個泥漿泵，再把勻漿抽入剔除重金屬溶解二噁英裝置(下道工序)。剔除重金屬溶解分解二噁英和深層厭氧發酵在剔除重金屬溶解二噁英兼備厭氧發酵裝置(圖5)內完成。將制練打漿所得勻漿通過泥漿泵和進漿管抽進該裝置(圓筒形大罐)，當抽進大罐三分之二容積時，啟動電機先正轉帶動主軸和攪拌機旋轉攪拌並啟動曝氣裝置曝氣，同時經配料口添加；(I)料漿重量5-10%由腐植酸和矽酸鈉按I : I配置的合劑；(2)料漿重量O. I %金屬絡合劑乙二胺四乙酸[EDTA] ；(3)料漿重量各O. 01%的乳酸菌、酵母菌、黑麴黴和甲烷細菌。每次攪拌3小時，密封靜置12小時，在3天內如此循環。最後一次攪拌時經配料口添加料漿重量O. 02%的絮凝劑聚丙烯醯胺，以絮凝發酵有機物形成菌團而漂浮。每次靜置時蓋上配料口和排氣孔(產生的沼氣可通過排氣孔收集)。出料前從配料口加入適量膨潤土吸附硝酸鹽類物質並脫鹽(視餐廚垃圾佔三廢比例)，然後再把有機物料發酵倉的勻漿通過漿料出口及控制閥抽去脫水配料(下道工序)。而後再反轉電機帶動螺旋絞出器，將漏鬥式重物料倉內的重金屬結合物和建築垃圾經重物出口電動閥門按層次(重金屬比重大於建築垃圾處於最底層)先後絞出(為防止沉澱結塊出料難而特設螺旋絞出)，落到重物出料滑板滑落出來回收利用。在建築垃圾和勻漿結合處是泥土類結合料，可製作家用花卉營養土。 脫水拌菌物料調配通過脫水拌菌物料調配機組(圖6)完成。勻漿先進壓濾機擠壓脫水至 35°C熱水；室內牆四壁均裝有超導暖氣片的控溫裝置。把上道工序攪拌均勻後的物料送入控溫發酵室，用鉤機堆成5-6米高的梯形，關閉門窗；啟動循環水泵通過上水管將水(循環使用)輸進供水塔，塔中的水經供水管進入太陽能熱水器；打開太陽能熱水器，將熱水(> 350C )通過下水管和即開即熱水龍頭輸入安裝在牆體上的超導暖氣片，當超導暖氣片外壁循環水溫> 35°C時，其內膽超導液就會發生原子互相撞擊升溫從而引起暖氣片急劇升溫到>80°C。當發酵料堆制在發酵室內時，由於微生物運動，發酵料溫會逐漸上升。根據熱學第二原理，高溫向底溫過度，可促使發酵料溫不能擴散而迅速上升到70°C左右，這樣就可以達到高溫礦質化反應發酵的目的了。在室溫> 38°C、料溫升至62-72°C條件下發酵2天，然後關閉超導暖氣片，打開抽風換氣裝置，排出含水分彡60%的空氣，同時用鉤機翻堆，以保證發酵均勻。翻堆後打開超導暖氣片、關閉抽風換氣裝置，再次升溫發酵兩天，再翻堆一次。如此經過三次翻堆(生產周期七天)，可達到礦質化好氧發酵腐熟的均勻度並揮發多餘的水份，腐熟度> 80%，含水分< 30%，出料送進儲料倉庫備用，即原肥。製作各種作物專用微生物有機肥利用雙配位微生物有機肥生產線(圖8)、採用雙配位微生物有機肥生產工藝(圖8-1)來完成。第一次元素配位就是將烘乾中不易揮發、高溫中不易失效的發酵原肥配入氮元素(尿素、氯化銨、硝酸銨等)、含磷元素類(過磷酸鈣、鈣鎂磷、磷酸銨等)、含鉀元素類(硫酸鉀、氯化鉀等)，以及針對不同作物有特殊需求的敏感元素如錳、鋅、硼、鑰、矽、鎂、銅、稀土元素，混合均勻再經粉碎後送入造粒盤，再打開噴漿機噴灑相適應的水溶液造粒；第二次元素配位，原則上要求在烘乾時把易揮發、失活的元素及微生物進行第二次配位造粒。再按比例把第一次配位造粒烘乾的顆粒料與第二次配位造粒未經烘乾的顆粒料混合、拋光，再篩選包裝，經檢查符合產品技術質量標準的為合格產品。各種作物專用微生物有機肥已有多種，都是以廣譜性微生物有機肥配方為基礎，針對不同作物的特殊需要，添加其敏感的中量、微量元素，比如水稻專用肥要添加矽元素、鋅元素，小麥專用肥要添加鑰元素、銅元素，甘蔗專用肥要添加鎂元素、硼元素，玉米專用肥要添加錳元素、矽元素，如此等等。循環用水過程通過生活垃圾制肥中循環用水裝置(圖9)完成，無水排放。給水泵從蓄水池抽水供制練打漿機水磨製漿用，料漿流入儲漿池；儲漿池中的上清液由泥漿泵抽回制練打漿機再次利用；儲漿池中的濃漿經濃漿閥門進入攪拌池，開機攪拌均勻後經 閥門開關被大型泥漿泵及抽漿管輸進剔除重金屬溶解二噁英兼備厭氧發酵裝置，在分解二噁英、剔除重金屬離子結合物和建築垃圾並經厭氧發酵後的料漿由抽漿機輸進壓濾機，經擠壓脫水後的半乾料進行物料調配之後，送去高溫發酵、制肥，擠壓出來的清水經出口管和回水管接頭流入回水管，通向小儲水池，然後由抽水機抽進蓄水池，實現水的循環利用(多餘的水抽去供制肥時造粒成球用)。吸塵除臭採用生活垃圾制肥中吸塵除臭裝置(圖10)來完成。為便於控制粉塵、臭氣、噪音，淨化室內空氣，給操作工人創造最佳工作環境；同時也為防止飄散出去的粉塵、氣味汙染大氣，故而在銜接各樓層的圓錐形漏鬥進口處設計安裝了吸塵除臭裝置。其它凡是在粉塵、臭氣有可能外洩的機器設備進出口，都安裝有該裝置。啟動電機帶動風機葉片旋轉，把產生粉塵臭氣的設備進出口和吸塵接口結合處的空氣和粉塵吸進出風管，進入洩風洞；在洩風洞內，粉塵失去風的壓力自然落下，進入卸塵布袋，收集利用；臭氣隨風向上通過洩風洞上口，臭氣在這裡過活性炭層時被吸附，風從排風通道排出。生產實例時間2011年3月18日，地點小金山肥料廠。當天以吳圩鎮街道生活垃圾200噸(含水率61% )、美食街餐廚垃圾60噸(含水率86% )、汙水處理廠汙泥64噸(含水率63%)為原料一併制肥，產出原肥126. I噸，用以生產甘蔗專用微生物有機肥127. 8 噸。生產操作過程早上五點，第一道工序(除臭粗選車間)人員開門接收送來的垃圾，對卸下來的垃圾撒上石灰，去掉溼氣除掉臭氣，用鉤機把垃圾抓平，揀出不能進分選機器的大件物品。再把鋪平的垃圾收攏翻到航吊下備用。就這樣反覆操作，到了早八點，接受來料和予處理垃圾程序基本結束。接著，第二道工序(高立式多樓層分選裝置)從六樓吊下航勾一次抓起500kg垃圾上到五樓放進漏鬥(航吊一共4臺、漏鬥也有4個，每5分鐘抓垃圾料一次，每臺機一小時12爪X 500公斤=6噸，4臺機同時工作，一小時24噸量)，漏鬥的下口在四樓與破袋磁選機組上口連接(同時也連接著一臺吸塵除臭裝置)，經過破袋，垃圾料流入輸送帶，輸送帶前滾桶是永磁的，當通過磁滾桶時，金屬類的物件隨磁滾桶磁場運行到離開磁場時才落下，而不受磁力吸引的垃圾料直接滾下落入漏鬥流向三樓被推進器送入分離分析篩，選出廢舊塑料落入二樓精選；而佔80%的 85%的餐廚垃圾料漿同時注入第三道工序制練打漿機進料口，與分選後的生活垃圾料一同製成勻漿，在篩選出細小的塑料邊角料的同時，50-80目的勻漿流入儲漿池。池中安裝有立式攪拌機，此時把來自汙水處理廠的汙泥加水稀釋注入儲漿池與餐廚垃圾、生活垃圾勻漿混合均勻(含水率> 80%),而後被7. 5KW的泥漿泵抽上第四道工序(剔除重金屬溶解二噁英兼備深層厭氧發酵罐裝置)。勻漿進罐後開動攪拌機，從上端進料口依次加入腐植酸與矽酸鈉合劑20kg (—罐20噸X0. I %)、厭氧發酵菌種(黑麴黴、乳酸菌、甲烷細菌各2kg，EDTA金屬絡合劑2kg。罐裝到18噸左右時轉入下一個罐，如此連續操作。當天200T垃圾+60T餐廚+64噸汙泥，共計全天處理> 324噸。剔除重金屬、溶解分解二噁英、厭氧發酵後生產將進入第五道工序(脫水拌菌物料調配機組)用大型壓濾機把料漿中35%的水擠壓流出；並在物料中添加高溫扎扎菌(馬糞培養液提取)、纖維分解菌、木黴[3 20]合劑O. 1%噸；再加入稻草粉、麩類、油餅類生物料5%噸；調整C N，加入氯化銨O. 2%或尿素O. 5%噸；調整C P加進磷元素肥料1%噸。三臺壓濾機、三臺配料機組循環使用，每小時生產含水 38°C、發酵料溫在62-72°C條件下發酵48小時，然後 升溫發酵。7天內應翻堆三次，第七天就可以出料。三個發酵室，三 四天裝滿一個，一個可容1500噸，三個發酵室可循環操作。高溫礦化發酵後的物料叫原肥，7天就可送入儲倉，繼續熟化待做各種作物專用微生物有機肥之用。本例甘蔗專用微生物有機肥製作採用雙配位微生物有機肥生產工藝，在雙配位微生物有機肥生產線完成。利用原肥126. I噸按配方比例添加配料尿素11. 34噸、鈣鎂磷肥8. 82噸、氯化鉀6. 3噸、硫酸鎂6. 3噸、硼砂126kg、矽酸鈉水溶液6. 3噸(製漿用)、生物製劑126kg、加富載體植物生長素合劑126kg、土壤調理劑126kg(制眾用)。採用容積為IOOOkg的大型混合粉碎機組，一次原肥投放量為500kg。操作過程如下矽酸鈉水溶液製備矽酸鈉水溶液6. 3噸+水33噸(噴漿造粒需按物料重量六分之五即132噸的25%加水)混配製成溶液。土壤調理劑水溶液製備土壤調理劑126kg，加水8噸(即按物料重六分之一即26. 5噸的30%加水即8噸)配製成水溶液。第一次元素配位(A組)安排5套混合粉碎機組同時生產。每套原肥500kg (為一次量，每套機組各連續操作42次，共用原肥105噸)，添加尿素45kg，鈣鎂磷肥35kg，氯化鉀25kg，硫酸鎂25kg，開機混合、粉碎並開動輸送帶上造粒盤，打開噴漿開關(調噴漿到合適位置)，噴入已製備好的矽酸鈉水溶液進行造粒，待顆粒形成(2-4_)時，5套機組料同時排入輸送帶送去烘乾。打開烘爐風門，開動烘乾機轉動起來，經15分鐘烘乾出料，篩選，待用。第二次元素配位(B組)安排I套機組，與第一次元素配位同時生產。原肥500kg (為一次量，連續操作42次，共用原肥21噸)，添加尿素45kg、鈣鎂磷肥35kg、氯化鉀25kg、硫酸鎂25kg，再添加硼砂3kg、生物製劑3kg、加富載體植物生長素合劑3kg，開機混合、粉碎落入輸送帶送上造粒盤，打開噴漿開關(調噴漿到合適位置)，再噴入已製備好的土壤調理劑水溶液，造粒成球，送進控制計量器。
打開控制計量器，按第一次元素配位經烘乾的顆粒料與第二次元素配位未經烘乾的顆粒料5 I的比例進入共用的輸送帶，送進拋光機混合、篩選整理，用電子包裝機包裝。這批成品共計128. 3噸，經檢驗符合國家有關標準並達到自行設計的技術質量指標。噸產品質量指標及其配方表 噸產品質量指標及其配方表
權利要求
1 .餐廚垃圾和汙泥與生活垃圾同機處理製作專用肥方法，其技術特徵是按以下步驟進行(1)利用生活垃圾分選裝置從生活垃圾中分選出固體有機廢物；(2)利用餐廚垃圾預處理機組分選出不可降解物，並將有機物料破碎成粗料漿；(3)利用制練打漿機將生活垃圾有機廢物加入餐廚垃圾粗料漿和適量水製成50-80目、含水率> 80%的勻漿；(4)將脫水後的汙泥兌水用螺旋推進器推入混合池，與制練打漿機排出來的生活垃圾和餐廚垃圾製得的勻漿混合併攪拌均勻；(5)用泥漿泵將料漿抽入剔除重金屬溶解二噁英兼備深層厭氧發酵裝置，添加按I : I配置的腐植酸和矽酸鈉合劑、金屬絡合劑乙二胺四乙酸、絮凝劑聚丙烯醯胺以及酵母菌、乳酸菌、黑麴黴和甲烷細菌，進行厭氧發酵，分離、絡合沉澱剔除重金屬，分離、溶解分解二噁英，絮凝有機物發酵菌團；(6)利用脫水拌菌物料調配機組使料漿脫水並調整碳氮比、碳磷比和PH值，調配物料；(7)利用太陽能供熱超導暖氣片升溫可控生物發酵室裝置對物料進行高溫礦質化反應發酵，殺滅病原菌，讓發酵物料配入的扎扎菌、木黴、放線菌這些嗜熱菌吞噬二噁英類物質，以徹底分解失活二噁英；(8)利用雙配位生物有機肥生產線進行兩次元素配位造粒製成各種作物專用微生物有機肥；上述關鍵特徵是，餐廚垃圾以破碎粗料漿的形式，從制練打漿機進料口以兌水的方式注入制練打漿機，與生活垃圾有機廢物共同磨細製成50-80目、含水率>80%的勻漿；汙泥則以直接兌入的方式，與制練打漿機排出的勻漿在混合池攪拌均勻。
全文摘要
餐廚垃圾和汙泥與生活垃圾同機處理製作專用肥方法，是在生活垃圾有機物進入制練打漿機的同時，以兌水方式將分選出不可降解物的餐廚垃圾破碎後的料漿與適量的水一併從該機進料口加入，使兩種垃圾混合製成細勻漿，進而將汙泥兌入並攪拌均勻；在剔除重金屬、分解二噁英、進行微生物深層厭氧發酵，進而脫水拌菌調配物料之後，進行高溫礦質化反應發酵獲得原肥，再採用雙配位生產工藝產出微生物有機肥。本發明既有利於保護和改善生態環境，又能為農業提供高品質肥料，顯著改良土壤，提高作物產量和品質，支持農業可持續發展。本發明不僅適用於大城市，更適用於餐廚垃圾和汙水處理廠汙泥量都不大、分別單獨處置經濟上不划算的中小城市和縣城。
文檔編號C05F15/00GK102887736SQ201210388698
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者熊漢夫, 楊俊義, 蒙漢康 申請人:熊漢夫, 楊俊義, 蒙漢康