机械堆肥化处理的改进制造技术

一种堆肥化处理系统和方法，它包括有一个或多个室的垂直绝热堆肥化处理塔。每一室的底部配备通风室和格栅，通过该格栅可引进空气并每天取出产物。堆肥化处理可生物降解废物的方法利用活塞流动原理，包括采用塔能使低速率空气流通过堆肥堆。该方法利用在堆肥堆中高温／嗜热微生物的活性，并通过控制引入的空气流保持大于化学计量量的堆能。利用堆肥堆中的挥发气体提取，结合循环厌氧／需氧操作保持恒定生物膜。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及改进的堆肥化处理，特别是改进的机械堆肥化处理的设备或系统。
技术介绍
目前，生物体(biomass)，尤其是粮食废物、木材废物、木片、污泥、甚至有害废物、以及其它材料特别难以大批处理。目前有许多堆肥化处理系统用于处理这类材料，然而，大多数系统成本高，并且产生气味，这意味着这些机器设备必须位于远离城市的乡村。多种形式的生物体堆肥化处理已实施了成千年。有些堆肥化处理是自然发生的，通过自然环境中的生物作用，经物质分解的腐殖化进行堆肥化处理。人类一直试图采用人工集中堆积有机物，近来采用机械装置集中堆积，来增强和加速这一过程。这是由于人口集中的结果，城市中农产品的有机废物一般最终集中于地面填埋场或污水池。由于它们的建造费用和操作成本，这正好与近年降低地面填埋体积的要求相对立，并且使用寿命结束后污水池需修复，或城市侵入使它们不受欢迎。将有机物作为堆肥而循环是维持地球未来的重要特征。无论采用何种施肥(fertigation)形式，当有机物被土壤生物体分解时能提供主要的养分保持能力，这正是所有自然和未受干扰的生态系统在其生长、死亡和衰变循环中的特征。搅拌堆肥化处理的物质，在这些过程中消耗大量空气和能量是目前机械堆肥化处理的特征。目前的专利和现有技术不胜枚举，但我们可参考Robert T.Haug的堆肥化处理方法的汇编，“The practical handbook of compost engineering″，Lewis Publishers1993，ISBN#0-87371-373-7。该书中有包括加速机械系统的堆肥化处理的技术和机械装置的完整描述。因此，本专利技术目的是提供低成本的适合生物体范围的堆肥化处理系统，并且该系统还可用作生物过滤系统。由下面以举例方式给出的描述可以理解本专利技术的其它目的和优点。专利技术概述本专利技术提供了一种堆肥化处理系统，该系统中包括一个垂直绝热的，有一个或多个室的堆肥处理塔，每个室的底部配备有一通风室和格栅，通过该格栅空气可自行通入，并能定期地取出产物。根据本专利技术另一方面，提供了堆肥化处理可生物降解废物的方法，该方法采用活塞式流动原理，包括利用塔能使低速空气流通过堆肥；利用堆肥中喜高温(pyro)/嗜热(thermopylic)微生物活性；通过控制通入的空气流，保持大于化学计量量的堆肥能；提取堆肥中释放的气体；通过组合循环厌氧/需氧操作，经常地保持生物膜；和以规则间隔取出生物体物质。堆肥化处理系统操作为连续式，按照活塞式流动原理进行，在其下行通过垂直室期间利用生物体物质的控制收缩进行操作，使得对室壁的压力效应可使用直的侧壁代替本领域皆知的负向倾斜的壁，这样可简化构造方法，降低成本。该系统以后称作VCU或垂直堆肥化处理单元。第二室(如果包括)可用于堆肥熟化，其操作方式与第一室相同，而对于积木式结构，可以多个单元共用一个进料系统平行操作。每个室的底部配有一通风室和格栅系统，以控制空气注入以及每天的产物取出。保留的堆肥能(每一65m3VCU中7.8 G Joules)导致大于化学计量的空气输入量。自然发生的过量空气流和放出的气体可通过一个风扇控制，并有组合冷凝器/涤气器，以用于冷凝物去除，以及在需要时或法规要求时保障气味控制。有绝热热堆肥的连续流动垂直堆肥化处理塔有利于保持地面清洁，可使空气自由地通过塔底部引入，其速率接近堆肥中细菌新陈代谢的需要(按化学计量算得的需氧量)。塔可以安装在底座或开口的支撑结构上，或一个空穴上以达到这些目的。VCU是对天候密封和防虫的。低的产出气体速率可减小涤气器的尺寸和成本，提高气味去除效率。试验时在堆中的气味量通常是1-2DT(稀释至极限)。生物体物质不需搅拌，极大地降低了产生气味的可能性。利用本申请人已知的任何现代容器内系统中的最小空气速率，VCU可促进喜高温和嗜热细菌和真菌的活性，同时产生需氧和厌氧活性。厌氧活性产生的臭味气体可作为VCU上部的高温下喜高温和嗜热细菌的食物，使VCU滤去本身的气味。VCU考虑到保持从进口到出口的束缚活性水分的生物膜(一般为45-50％重量/重量)，该膜可防止热解可能，促进微生物活性。这对处理混合有粮食废物或污泥的绿色废物(green waste)尤其有效。本文中术语“生物膜”指涂布不连续介质上的水的薄膜。气相中的有机分子通过该生物膜被吸附到介质，微生物可在该膜中生存，并在所谓的“生物过滤”过程中消耗有机分子。低空气流会降低从底部输入空气的冷却效果，对有效工作高度提供高效率。一般采用的高输入空气速率使垂直热堆的底部效率不高，因此对一定生产量需增加塔高。高引进空气速率还增加气体通过塔的速率，导致夹带和散发生物气溶胶颗粒和有臭味的废气。设计第二室(在较大的装置中)用于堆肥熟化，第二室按照与第一室相同的原理操作。采用积木式结构，系统设计成操作时使一个室进料，另一个用于堆肥熟化。在难以混合生物体进料或土壤改良情况下需要这种方法。这样的慢循环分开在两个串联的VCU中进行，以避免物料的过度压实。用带门的活动底板向下传递每日循环处理的物料。堆肥化处理系统连续进行每日循环的进料和产出活动(2班达到40m3/天产量)。VCU可在14天后产生可供使用的堆肥，但当实现长形料堆以及随后的料堆翻转时也可用作加速器(7-10天)(本设计为80-200m3/天)。VCU的主要优点是可以使系统位于靠近城市地区，降低收集和处理成本，便于制得产品的销售。还能在现场使用团体、工厂和研究机构的处理单元。VCU使用“保温”堆能量来“引入气流”到“活塞式流动”热堆肥塔。在较大的型号中，堆能可达到万亿焦耳。该热能足以使“合适气流”通过进口导管，(控制在“合适气流+3-7％平均数)。VCU的原理是仅提取室内过程中放出的气体，以及少量自然引起的过量空气。新南威尔士环境保护局试验表明在没有风扇操作下有3-7％过量空气。本申请人的试验结果已经表明在垂直堆中的收缩和压实过程中，形成活性厌氧囊是有好处的。这为嗜氧菌提供了额外的食物来源，这些嗜氧菌能吸附气相中或溶解在生物膜中的这种食物。通过亲中介态的细菌和厌氧菌形成的气体具体是H2S和CH4(硫化氢和甲烷)，这些气体是通常导致堆肥化处理系统的气味和引起公害的气体。而且，在容器内顶部的冷凝物滴落到进行堆肥化处理的生物体保持了堆肥化处理基体中的活性生物膜。生物膜提供湿度含量大于常规系统的产物，同时该膜具有两种重要功能。首先，它为细菌和真菌包括厌氧菌提供直至出口的活性水分/固体的界面。第二它为上述需氧菌提供活性水分/流动气体的界面，这些需氧菌或在生物膜表面的“气相”获得其食物，或获得溶解在其中的食物。这一作用为与该过程提供了对气味的基本上完全的自过滤。常规方法试图使用大量空气而保持65-70℃温度。这将冷却微生物过程，阻碍有益的高温微生物，并在中间厌氧反应中产生大量排出气体。这一作用使清扫气味的问题更大，更难以控制。引进大量的过量空气使垂直容器内堆肥化处理系统在塔的较低部分效率很低，这样的系统需要大量能量。本申请人的计算机模型(表1)精确地预测这一能量过程以及所需空气量。并在新南威尔士环保局的原型单元上进行了测量。由下面的描述将能更好地理解本专利技术的其它方面。附图简述参考附图(附图说明图1)所示的堆肥试验装置的一个实施例进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堆肥化处理系统，它包括一个垂直绝热的有一个或多个室的堆肥化处理塔，每一室的底部配备一通风室和格栅，通过该格栅可引进空气并每天取出产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P布朗，GF威尔逊，
申请(专利权)人：威尔森布朗同仁有限公司，
类型：发明
国别省市：NZ[新西兰]