一种高温好氧堆肥工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高温好氧堆肥工艺，用于定轴回转式发酵装置。其主要工艺流程包括预混处理、菌群添加、回转搅拌、辅助搅拌、曝气调节及尾料管理。当发酵物料送入定轴回转式发酵装置后，通过发酵筒体的回转搅拌、辅助搅拌和曝气调节，可以实现连续式发酵，发酵可以达到100℃左右。本发明专利技术的好氧堆肥工艺，能够将发酵物料中的水分快速排出，使发酵物料更快的腐熟，从而加快对污泥、禽畜粪便以及厨余垃圾的处理速度，提高处理能力。发酵的时间可由传统工艺的20

【技术实现步骤摘要】
一种高温好氧堆肥工艺


[0001]本专利技术涉及好氧发酵堆肥处置领域，尤其涉及一种高温好氧堆肥工艺。

技术介绍

[0002]随着我国城市化步伐的加快，城市生活污水的处理能力和产生的污泥量急剧增长。2010
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2017年我国污泥产生量从5427万吨增长至7436万吨，年均复合增长率4.6％。近3年，我国的污泥产生量的增长速度更快，超过5％；从居民散养到现代化集中规模养殖，带来禽畜粪处理问题；城镇化带来的厨余垃圾处理以及农业作物废弃物等等，给目前的如何对其处理和资源化利用带来挑战。
[0003]由于我国污泥处置起步较晚，虽然经历一段时期的发展，但与发达国家相比仍旧落后，最重要核心处理技术匮乏，没有考虑国内基本情况，甚至生搬硬套国外技术，而且不少处理设备陈旧落后，效果与效率都很差，大大掣肘了我国污泥处理的进度。目前我国污泥处理方式主要有填埋、堆肥、自然干化、焚烧等方式。这四种处理方法的占比分别为65％、15％、6％、3％。可以看出我国污泥处理方式仍以填埋为主，加之我国城镇污水处理企业处置能力不足、处置手段落后，大量污泥没有得到规范化的处理，直接造成了“二次污染”，对生态环境产生严重威胁。
[0004]堆肥处理是指将城市污泥、禽畜粪便、厨余垃圾等进行无害化处理后施用于农田或园林，改善劣质土壤，达到资源化利用目的。堆肥处理是一种无害化、减量化、稳定化综合处理技术，有一定的发展前景。
[0005]目前最常用的好氧发酵堆肥是露天条垛式和发酵槽式，该种堆肥工艺很难控制污泥好氧堆肥过程中的最佳参数，需要翻堆以使发酵更加彻底，而且发酵过程中热量损失严重，不利于水分的排出以及堆肥物料的腐熟，进而延长了处理周期，降低了处理效果以及处理能力。
[0006]高温好氧堆肥工艺作为近几年来发展比较快的好氧堆肥处理技术，能够突破传统堆肥70℃的温度限制，将堆肥的时间减少50％，在减量化、无害化上均有优于传统堆肥。高温堆肥在加速有机物降解、促进堆肥快速腐熟、缩短发酵周期、有效杀灭病虫卵和杂草籽等方面具有明显的技术和经济优势。但是，在高温好氧堆肥技术在发展的过程中，因为装备及工艺条件的不同，对于以城市污泥为典型的高温堆肥技术，还存在以下不足，
[0007]1)大多数回转式工艺堆肥过程中热量损失严重，发酵温度较低，曝气不充分，物料混合之后容易成块状，含水率下降速度慢发酵周期长，提高处理成本。
[0008]2)现有的高温好氧发酵装备通过桨叶转动搅拌物料，混合搅拌不充分，只能将桨叶附近物料搅拌，导致在工艺处理过程中需要长时间搅拌，能耗较高。
[0009]3)堆肥发酵时曝气不充分，导致部分物料进行厌氧发酵，因此影响发酵效果。
[0010]4)大多数堆肥工艺每次进行堆肥都需要很多添加料辅助，使堆体能够达到最佳发酵条件，处理成本增加但是堆肥产物含水率依旧很高，污泥腐熟效果不好。

技术实现思路

[0011](一)要解决的技术问题
[0012]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种高温好氧堆肥工艺，该堆肥工艺适用于定轴回转式发酵装置，其解决了现有回转式堆肥工艺中搅拌及曝气不够充分、发酵周期长、热量损失高、堆肥物含水率高等技术问题。
[0013](二)技术方案
[0014]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0015]本专利技术中的一种高温好氧堆肥工艺，适用于定轴回转式发酵装置，
[0016]包括预混处理、菌群添加、回转搅拌、辅助搅拌、曝气调节及尾料管理；
[0017]步骤(1)预混处理包括物料混合和预热；物料混合是将主料与辅料以70～85：15～30的质量比混合为发酵物料，主料的含水率为60～70％，发酵物料含水率为45～55％；将发酵物料加热至40～45℃，加热后的发酵物料从进料口缓慢倒入定轴回转式发酵装置的发酵筒体内；
[0018]步骤(2)菌群添加，通过添加高温菌剂或者添加经过发酵驯化的返料；高温菌剂的添加量为发酵物料质量的5
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10％；返料的量为发酵物料质量的10～15％；
[0019]步骤(3)回转搅拌，定轴回转式发酵装置发酵筒体的转速控制在0.5～1rpm；
[0020]步骤(4)辅助搅拌，在步骤(3)中发酵筒体转动开始的同时启动辅助搅拌，辅助搅拌是从曝气管向发酵筒体内间歇式引入空气并与发酵物料混合，气体引入量为4
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6m3/h；
[0021]步骤(5)曝气调节为持续曝气，曝气时引入的空气流量通过传感器装置反馈的发酵温度和溶解氧含量进行调节，使发酵筒体内维持发酵温度≥80℃，含氧率≥90％；
[0022]步骤(6)尾料管理，发酵物料在发酵筒体内完成发酵后，从出料口排出或作为返料。
[0023]可选的，在步骤(1)中，主料为城市污泥、禽畜粪便、厨余垃圾中的至少一种；优选的，主料中厨余垃圾的质量比不超过50％，更为优选的，主料中厨余垃圾的质量比≤30％。
[0024]可选的，辅料为粒度为1～5mm的稻壳、木屑或秸秆屑。
[0025]可选的，在步骤(1)中，发酵物料的粒径＞1mm。
[0026]可选的，在步骤(2)中，添加的高温菌剂为混合菌剂，包括厚壁菌门、放线菌门和变形菌门。
[0027]可选的在步骤(3)中，定轴回转式发酵装置发酵筒体的转动搅拌时间为25～50min。
[0028]可选的，在步骤(4)中，辅助搅拌采用间歇式射流引入空气，频率为3～6次/分钟，每次持续时间5s。
[0029]可选的，在步骤(4)中，辅助搅拌的时间20
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50min。与发酵筒体转动搅拌时间相同。
[0030]可选的，在步骤(5)中，曝气调节时空气的流量控制在4～6m3/h。
[0031]可选的，在步骤(6)中，当发酵物料的含水率≤35％时发酵完成，发酵物料腐熟从出料口排出或作为返料。
[0032]当第一次执行步骤(5)时发酵筒体保持停止运行进入静态发酵阶段，持续引入曝气，当发酵温度下降至80℃以下时重复步骤(3)～(5)，直到发酵物料腐熟。
[0033]可选的，根据发酵物料主料的不同，发酵物料的孔隙率不同，处理的时间不同，选
择的发酵筒体与地面的倾斜角度不同。
[0034]当发酵温度无法持续维持80℃以上时，则需要补充高温菌剂。
[0035]上述高温好氧堆肥工艺，其适用的定轴回转式发酵装置包括发酵筒体、搅拌装置、曝气装置和动力装置；
[0036]发酵筒体的前端设置有具有进料口的上封头，其后端设置有具有出料口的下封头，上封头的前端面设置有呈环形的多个排气孔；发酵筒体的筒壁由筒体外层和筒体内层两层组成，筒体内层为钢材料，筒体外层为保温材料；发酵筒体与地面之间设置有滑轮支撑组件，滑轮支撑组件用于可转动地支撑发酵筒体，且滑轮支撑组件使得发酵筒体相对于地面倾斜设置；
[0037]搅拌装置包括搅拌轴和搅拌桨叶。搅拌轴贯穿发酵筒体，并与发酵筒体活动连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温好氧堆肥工艺，适用于定轴回转式发酵装置，其特征在于，包括预混处理、菌群添加、回转搅拌、辅助搅拌、曝气调节及尾料管理；步骤(1)预混处理，包括物料混合和预热；所述物料混合是将主料与辅料以70～85：15～30的质量比混合为发酵物料，主料的含水率为60
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70％，发酵物料的含水率为45～55％；预热是将发酵物料加热至40～45℃，预热后的发酵物料从进料口缓慢倒入所述定轴回转式发酵装置的发酵筒体内；步骤(2)菌群添加，添加高温菌剂或者添加经过发酵驯化的返料，所述高温菌剂的添加量为发酵物料质量的5
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10％；所述返料的添加量为发酵物料质量的10～15％；步骤(3)回转搅拌，所述定轴回转式发酵装置的发酵筒体转动，其转速为0.5～1rpm；步骤(4)辅助搅拌，在步骤(3)中所述发酵筒体转动开始的同时启动辅助搅拌，所述辅助搅拌是指从曝气管向发酵筒体间歇式引入空气并发酵物料混合；空气引入量为4
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6m3/h；步骤(5)曝气调节，所述曝气调节为持续曝气，曝气时引入的空气流量通过传感器装置反馈的发酵温度和溶解氧含量进行调节，使发酵筒体内维持发酵温度≥80℃，溶解氧≥90％；步骤(6)尾料管理，发酵物料在所述发酵筒体内完成发酵后，从出料口排出或作为返料。2.如权利要求1所述的堆肥工艺，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海涛，陈超，张阔，朱彤，马峰，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：