一种炭基肥发酵系统及发酵方法技术方案

本发明专利技术公开了一种炭基肥发酵系统及发酵方法，其中的炭基肥发酵系统包括接收物料并对物料进行混合的物料混合单元和对混合后的物料进行发酵的物料发酵单元，还包括对完成发酵的部分物料进行热解碳化使其生成生物炭的物料热解单元，所述物料混合单元接收所述物料热解单元生成的生物炭并将其与接收的其它物料混合在一起。本发明专利技术解决的技术问题在于克服现有的好氧发酵污泥容易容易结成块导致存在部分厌氧的情况及产生的炭基肥还存在肥水容易流失的问题，提供一种提高污泥的蓬松度并可使炭基肥保肥保水的炭基肥发酵系统及发酵方法。

A Carbon-based Fertilizer Fermentation System and Fermentation Method

The invention discloses a carbon-based fertilizer fermentation system and a fermentation method, in which the carbon-based fertilizer fermentation system includes a material mixing unit for receiving materials and mixing materials and a material fermentation unit for fermenting mixed materials, as well as a material pyrolysis unit for pyrolysis and carbonization of a part of materials to produce biochar after fermentation, and the material mixing unit receives the material mixing unit. The biochar generated by the material pyrolysis unit is mixed with other materials received. The technical problem solved by the present invention is to overcome the problem that the existing aerobic fermentation sludge is easy to agglomerate, which leads to the existence of partial anaerobic conditions and that the carbon-based fertilizer produced is easy to lose fertilizer and water. The invention provides a carbon-based fertilizer fermentation system and a fermentation method which can improve the sludge fluffy degree and make the carbon-based fertilizer keep fertilizer and water.

【技术实现步骤摘要】
一种炭基肥发酵系统及发酵方法
本专利技术涉及环保行业污泥处理
，特别涉及一种炭基肥发酵系统及发酵方法。
技术介绍
污泥是城市污水处理厂的主要副产物之一，随着城市化的发展和环保要求的提高，污泥的产量急剧增加。污泥中含有大量病菌、寄生虫及有害物质(如重金属)且常伴有臭味，将其任意堆放或处理不当，都可能造成二次污染。此外，除了上述物质，污泥中还含有大量的有机质，如果任意堆放处置会使得大量有机质白白浪费掉。将污泥进行发酵堆肥是对污泥进行利用的一种重要方式。现有的好氧发酵堆肥方式存在的问题是，污泥容易结成块，导致与空气接触不充分，存在部分厌氧的情况。虽然通过加入秸秆减轻污泥结块的现象，但仍不能达到理想的效果。同时，发酵产生的炭基肥还存在肥水容易流失的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于克服现有的好氧发酵污泥容易容易结成块导致存在部分厌氧的情况及产生的炭基肥还存在肥水容易流失的问题，提供一种提高污泥的蓬松度并可使炭基肥保肥保水的炭基肥发酵系统及发酵方法。本专利技术的炭基肥发酵系统，包括接收物料并对物料进行混合的物料混合单元和对混合后的物料进行发酵的物料发酵单元，还包括对完成发酵的部分物料进行热解碳化使其生成生物炭的物料热解单元，所述物料混合单元接收所述物料热解单元生成的生物炭并将其与接收的其它物料混合在一起。作为优选，所述物料混合单元包括污泥仓、秸秆仓、生物炭仓及接收污泥仓、秸秆仓和生物炭仓的物料并对其进行混合的螺旋输送机，所述污泥仓的出料口、秸秆仓的出料口和生物炭仓的出料口均带有计量装置。作为优选，所述炭基肥发酵系统还包括对完成发酵的物料进行筛分的物料筛分单元，所述物料混合单元还包括返混仓，所述混料仓的出料口设有计量装置，所述物料筛分单元与所述返混仓直接或者间接连接将筛分出来的未完全发酵的物料输送至所述返混仓。作为优选，所述物料筛分单元为滚筒筛。作为优选，所述物料热解单元包括碳化炉和向所述碳化炉供应热烟气的热风炉，所述碳化炉与热风炉相通将碳化炉内物料热解产生的热解气送至热风炉内燃烧。作为优选，所述炭基肥发酵系统还包括与所述热风炉连接以接收热风炉的热烟气的空气混合单元，所述空气混合单元与所述物料发酵单元连接将热烟气和空气的混合气体输送到所述物料发酵单元内。作为优选，物料发酵单元包括机架和安装在机架上的至少一个好氧发酵滚筒，所述好氧发酵滚筒包括筒体和驱动所述筒体相对于所述机架旋转的筒体驱动装置，所述筒体内壁设有引导物料运动的导流装置，所述筒体内设有对物料进行翻抛破碎的翻抛装置，所述翻抛装置位于所述筒体的旋转轴线与导流装置之间。作为优选，所述物料发酵单元包括机架和安装在机架上的至少两个好氧发酵滚筒，所述支架包括设在相邻两个好氧发酵滚筒之间的第一连接架、设在最前端的好氧发酵滚筒的出料端的第二连接架及设在最后端的好氧发酵滚筒的进料端的第三连接架，前一个好氧发酵滚筒的进料端与所述第一连接架可相对旋转地连接且构成动态密封，后一个好氧发酵滚筒的出料端与该第一连接架可相对旋转地连接且构成动态密封，第三连接架具有封闭的外端面，该外端面设有进料口，第二连接架具有封闭的外端面，该外端面设有进料口，所述“前”是指物料输送的水平方向。作为优选，所述翻抛装置位于所述筒体旋转轴线的上方且在所述筒体旋转方向上位于自所述筒体的轴心向上延伸的径线的上游。作为优选，所述翻抛装置包括平行于所述筒体旋转轴线的转动轴、驱动所述转动轴旋转的翻抛驱动装置及设在所述转动轴上的至少一组翻动齿，所述转动轴通过轴承安装在机架上，所述翻抛驱动装置固定安装在所述机架上，每组翻动齿包括多个螺旋形排列在转动轴外壁上的翻动齿。本专利技术还提供一种炭基肥发酵方法，包括以下步骤：(1)对各物料进行配比并混合，混合的物料包括污泥、秸秆、返混料和生物炭；(2)对混合后的物料进行发酵；(3)对部分完成发酵的物料进行热解碳化，其它完成发酵的物料作为成品炭基肥；(4)将热解产生的生物炭供应给步骤(1)作为其中的生物炭物料。作为优选，还包括在步骤(2)和步骤(3)之间的步骤(5)，步骤(5)包括：对发酵后的物料进行筛分，未完全发酵的筛上物被供应给步骤(1)作为其中的返混料，完全发酵的部分筛下物进行步骤(3)。作为优选，步骤(3)中采用热解碳化炉对物料进行碳化，热解碳化炉包括碳化炉和向所述碳化炉供应热烟气的热风炉，所述热风炉中产生的部分热烟气与外界空气混合后供应给步骤(2)中对物料进行发酵的设备以保持物料发酵的温度。作为优选，所述热风炉中产生的部分热烟气与外界空气混合后形成的混合气体的温度为48-52℃。作为优选，所述碳化炉内物料热解产生的热解气通入所述热风炉内作为燃料。作为优选，在步骤(2)中，在对物料进行发酵的过程中对物料进行翻抛破碎。作为优选，在步骤(1)中，污泥、秸秆、返混料、生物炭的混合比例为20：(2-4)：(1.2-4)：1。本专利技术的炭基肥发酵系统和发酵方法与现有技术相比，具有以下有益效果：1、本专利技术的炭基肥发酵系统和发酵方法通过将物料热解成为生物炭供应至物料混合单元，生物炭接收的其它物料混合在一起，生物炭具有较大的孔隙率，可以使混合物料的蓬松程度大大增加，从而使混合物料可与空气更充分地接触，减少局部厌氧的情况。同时，由于生物炭具有较大的空隙率，混合在炭基肥中，可起到保肥保水的作用。同时，通过热解碳化，污泥中的重金属被固化在生物炭中，可防止重金属发生迁移。另外，由于添加了生物炭，可使得起相同作用的秸秆的使用量减少。2、本专利技术的炭基肥发酵系统和发酵方法还可以将未完全发酵的物料筛分出来，将未完全发酵的物料输送至所述返混仓重新进行混合再次发酵，可提高最后形成的炭基肥的质量，同时节约了物料。3、炭基肥发酵系统和发酵方法将热风炉的热烟气和空气的混合气体输送到所述物料发酵单元内。这样不必为发酵另外设置热源，节约了能源。4、炭基肥发酵系统的物料发酵单元的好氧发酵滚筒相对于现有技术增加了翻抛装置，可对筒体内运动的物料进行翻抛破碎，物料被翻抛的过程中会有更大的面积与空气接触，物料破碎也会增大与空气接触的面积，从而使得物料可以均匀且充分地与空气接触。同时，由于底部不需要设置曝气装置，因此不会造成堵塞，减少产生局部厌氧的情况。5、炭基肥发酵系统的物料发酵单元具有多个好氧发酵滚筒，每个好氧发酵滚筒的旋转速度是可以单独进行调节的，可以根据物料发酵的实时情况和要求来调节每个好氧发酵滚筒的旋转速度，可更精确地控制发酵的速度和程度。附图说明图1为本专利技术一个实施例的炭基肥发酵系统的结构示意图。图2为本专利技术一个实施例的炭基肥发酵系统的物料发酵单元的剖视图。图3为本专利技术一个实施例的炭基肥发酵系统的物料发酵单元的好氧发酵滚筒的立体图。图4为本专利技术一个实施例的炭基肥发酵系统的物料发酵单元的好氧发酵滚筒的左视图。附图标记1物料混合单元，11污泥仓，12秸秆仓，13生物炭仓，14返混仓，15螺旋输送机，2物料发酵单元，21筒体，211从动辊，212导流板，2121径向段，2122倾斜段，22底座，23筒体驱动装置，231主动托辊，232从动托辊，233联轴器，234电机，235链条，24翻抛装置，241转动轴，242翻动齿，243电机，244链条，25挡辊，261第一连接架，262第二连接架，263第三连接架，2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种炭基肥发酵系统，包括接收物料并对物料进行混合的物料混合单元和对混合后的物料进行发酵的物料发酵单元，其特征在于，还包括对完成发酵的部分物料进行热解碳化使其生成生物炭的物料热解单元，所述物料混合单元接收所述物料热解单元生成的生物炭并将其与接收的其它物料混合在一起。

【技术特征摘要】
1.一种炭基肥发酵系统，包括接收物料并对物料进行混合的物料混合单元和对混合后的物料进行发酵的物料发酵单元，其特征在于，还包括对完成发酵的部分物料进行热解碳化使其生成生物炭的物料热解单元，所述物料混合单元接收所述物料热解单元生成的生物炭并将其与接收的其它物料混合在一起。2.根据权利要求1所述的炭基肥发酵系统，其特征在于，所述物料混合单元包括污泥仓、秸秆仓、生物炭仓及接收污泥仓、秸秆仓和生物炭仓的物料并对其进行混合的螺旋输送机，所述污泥仓的出料口、秸秆仓的出料口和生物炭仓的出料口均带有计量装置。3.根据权利要求2所述的炭基肥发酵系统，其特征在于，所述炭基肥发酵系统还包括对完成发酵的物料进行筛分的物料筛分单元，所述物料混合单元还包括返混仓，所述混料仓的出料口设有计量装置，所述物料筛分单元与所述返混仓直接或者间接连接将筛分出来的未完全发酵的物料输送至所述返混仓。4.根据权利要求4所述的炭基肥发酵系统，其特征在于，所述物料筛分单元为滚筒筛。5.根据权利要求2所述的炭基肥发酵系统，其特征在于，所述物料热解单元包括碳化炉和向所述碳化炉供应热烟气的热风炉，所述碳化炉与热风炉相通将碳化炉内物料热解产生的热解气送至热风炉内燃烧。6.根据权利要求2所述的炭基肥发酵系统，其特征在于，所述炭基肥发酵系统还包括与所述热风炉连接以接收热风炉的热烟气的空气混合单元，所述空气混合单元与所述物料发酵单元连接将热烟气和空气的混合气体输送到所述物料发酵单元内。7.根据权利要求1所述的炭基肥发酵系统，其特征在于，物料发酵单元包括机架和安装在机架上的至少一个好氧发酵滚筒，所述好氧发酵滚筒包括筒体和驱动所述筒体相对于所述机架旋转的筒体驱动装置，所述筒体内壁设有引导物料运动的导流装置，所述筒体内设有对物料进行翻抛破碎的翻抛装置，所述翻抛装置位于所述筒体的旋转轴线与导流装置之间。8.根据权利要求7所述的炭基肥发酵系统，其特征在于，所述物料发酵单元包括机架和安装在机架上的至少两个好氧发酵滚筒，所述支架包括设在相邻两个好氧发酵滚筒之间的第一连接架、设在最前端的好氧发酵滚筒的出料端的第二连接架及设在最后端的好氧发酵滚筒的进料端的第三连接架，前一个好氧发酵滚筒的进料端与所述第一连接架可相对旋转地连接且构成动态密封，后一个好氧发酵滚筒的出料端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锡铎，夏洪娟，温建伟，
申请(专利权)人：北京海斯顿水处理设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11