【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及疏浚淤泥处理，尤其涉及一种疏浚淤泥堆肥装置及疏浚淤泥堆肥方法。
技术介绍
1、在河道等水域进行清理的过程中，会产生疏浚淤泥。疏浚淤泥具有含水率高(含水率范围为60-90％)，肥力低，黏粒含量大，重金属污染低，土壤入渗率底的特点；不能够当做土肥使用，只能够当做废弃物处理。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种疏浚淤泥堆肥装置及疏浚淤泥堆肥方法，实现了疏浚淤泥的回收再利用。
2、以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种疏浚淤泥堆肥方法，其特征在于，第一步、在淤泥中加入改性生物炭和农业废弃物并进行加热与排水处理制得含水率为50％-60％的堆肥基质，淤泥、改性生物炭和农业废弃物的质量比为4:3:1；第二步、在堆肥基质中添加复合菌剂和高温优势菌进行好养堆肥得到低渗透土肥，所述高温优势菌为通过第一步中排出的水制得，堆肥基质、复合菌剂和高温优势菌的质量比需满足以下公式：
3、
4、式中：x1为每一百克堆肥基质中添加的复合菌剂的体积，单位为毫升；x2为每一百克堆肥基质中添加的高温优势菌剂的体积，单位为毫升；y为堆肥基质中的纤维素木质素的分解率，对该公式求偏导，令得到每百克堆肥基质中的复合菌剂和高温优势菌的添加量；第三步、将竹粉和低渗透土肥混合在一起制得湿土肥，竹粉和低渗透土肥的重量比为10:1；第四步、将湿土肥晒干得到干土肥，干土肥的含水率为22-27％；所述高温优势菌为将第一步中排出的水按照1∶5的体积比接种于高温菌培养液中,经55℃的恒温
5、作为优选，所述复合菌剂按重量份数计由有以下组分构成：嗜热丝孢菌5份；黑曲霉2份；哈茨木霉2份；枯草芽孢杆菌3份；解淀粉芽孢杆菌3份。
6、本技术方案将疏浚淤泥与农业固废、生物炭混合以提高其有机质含量，增强其固定氮磷的能力；与复合菌剂混合进行好氧堆肥以提高其肥力以及腐殖质含量；与竹粉搅拌可以改善其质地和入渗率。
7、农业固废以秸秆、芦苇、木屑为主，其中主要含有木质素以及纤维素。
8、嗜热丝孢菌是一种嗜热丝状真菌，具有合成多种耐热酶的能力，可以在高温状态下分解有机质，生成腐殖质。哈茨木霉是一种丝孢真菌，可以生产纤维素酶，生物量大，其菌丝可以桥联粉砂质颗粒形成大团聚体，从而改善疏浚淤泥机械组成；黑曲霉也是一种真菌，可在高温环境下产出过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶、纤维素酶和半纤维素酶，共同作用下可分解木质素和纤维素。枯草芽孢杆菌是一种常用的分解纤维素的耐高温菌种。黑曲霉和解淀粉芽孢杆菌可以产生有机酸，改良疏浚淤泥的保水率；解淀粉芽孢杆菌还可以抑制病原菌。综上，该复合菌剂在分解疏浚淤泥中的纤维素、木质素等有机质的同时增加了疏浚淤泥的肥力、抑制了病原菌，还可以改善其保水保肥的能力，使其符合绿化用土标准。
9、有机酸改良疏浚淤泥保水性机理如下：
10、上述复合菌剂中的黑曲霉、芽孢杆菌都可以产生有机酸，有机酸可以提高疏浚淤泥的保水能力，以芽孢杆菌生产的γ-聚谷氨酸为例：
11、γ-聚谷氨酸分子中含有大量超强的亲水基团(-cooh)，具有很强的极性，根据相似相溶原理，能与同样是具有极性的水分子产生水合作用，其还具有高分子长链结构，能将水分子紧紧抓住。因此其具有很强的吸水能力,有助于维持土壤中水分，另外，这种多阴离子聚合物还具有很强的阳离子交换能力，可以聚集土壤中的肥分，对抗因淋洗、去氮化造成的肥料损失。改善黏质土壤的膨松度及孔隙度，改善砂质土壤的持水持肥能力。
12、生物炭吸附性好、生物相容性强、富含有机碳及多孔结构，可以为微生物的生长繁殖提供优良栖息地，加速堆肥的进程，而经过氯化镁改性后的生物炭则拥有更发达的孔隙结构以及吸附氮磷的能力。
13、水生植物由于来源广泛、生长迅速、能快速吸收水体中的氮、磷等营养元素，被广泛应用于污染水体生态修复中，但其生长具有季节性，每年须及时收割，否则会大量腐烂并影响水质造成二次污染，因此，选取水生植物作为生物炭的来源可以有效利用这一资源，实现以废治废。
14、与其他金属元素相比，镁元素是植物所需的中量元素，吸附磷后的生物炭含有较多的镁元素和磷元素，施入堆体中不仅有良好的除磷效果，还具有一定的环境效益，所以选取氯化镁溶液作为生物炭的改性剂。
15、水生植物改性生物炭吸附水体氮磷机理如下：
16、未改性生物炭对磷酸盐吸附能力普遍较弱，是通过表面含有的羧基、羰基、酚羟基和内酯基等含氧官能团以及表面所带有的一些负电荷对氮磷及有机物产生一定的吸附作用。而经过改性后，该生物炭表面附着有镁离子，增加了新的氮磷吸附方式，如下：
17、吸氮原理：
18、biochar-mg2++2nh4+→biochar-(nh4+)2+mg2+
19、biochar-oh+2nh4+→biochar-onh4+h+
20、biochar-cooh+nh4+→biochar-coonh4+h+
21、吸磷原理：
22、hpo2-4+oh-→h2o+po3-4↓
23、3mg2++2po3-4→mg3(po4)2↓
24、mg2++2h2po-4→mg(h2po4)2→mghpo4↓+h3po4
25、综上，改性后的生物炭对氮磷拥有更优异的固定作用。
26、最后在堆肥结束后掺入竹粉，竹粉是一种天然植物资源，不含化学添加剂，对环境无污染，是一种生态环保的肥料。竹粉中含有大量的蛋白质、纤维素、钾、钙、锰、铁、硅等微量元素，这些成分可以提高土壤的肥力，促进植物的生长。掺入竹粉还可以改善堆肥产品的机械组成和入渗率。
27、一种疏浚淤泥堆肥装置，包括搅拌罐，所述搅拌罐包括罐体和对罐体内的物料进行搅拌的搅拌器，所述罐体设有进料口、出料口和对罐体内的物料进行加热的加热系统，其特征在于，还包括集水箱、负压箱、设置于罐体顶部的出气口和设置于罐体下端的出水口，所述罐体还设有若干鼓气口，所述鼓气口同吹气泵的出口端连接在一起，所述出气口通过抽气泵同冷凝器的进口端连接在一起，冷凝器的出口段同集水箱连接在一起，所述负压箱通过进水管同所述出水口连接在一起、通过出水管同所述集水箱连接在一起，所述出水管设有滤水结构和进水阀门，所述出水管上设有出水阀门，所述负压箱同真空泵的进口端连接在一起。本技术能够高效除水，使得疏浚淤泥无需晾晒直接进入堆肥装置进行堆肥，提高堆肥效率，节约用地。
28、作为优选，所述滤水结构包括两层滤网，两层所述滤网之间形成过滤腔，所述过滤腔内填充满卵石。
29、作为优选，还包括掺料输入管，所述吹气泵的出口端通过吹气管同所述鼓气口连接在一起，所述掺料输入管的出口端穿设在所述吹气管内，所述掺料输入管的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种疏浚淤泥堆肥方法，其特征在于，第一步、在淤泥中加入改性生物炭和农业废弃物并进行加热与排水处理制得含水率为50％-60％的堆肥基质，淤泥、改性生物炭和农业废弃物的质量比为4:3:1；第二步、在堆肥基质中添加复合菌剂和高温优势菌进行好养堆肥得到低渗透土肥，所述高温优势菌为通过第一步中排出的水制得，堆肥基质、复合菌剂和高温优势菌的质量比需满足以下公式：
2.根据权利要求1所述的一种疏浚淤泥堆肥方法，其特征在于，所述复合菌剂按重量份数计由有以下组分构成：嗜热丝孢菌5份；黑曲霉2份；哈茨木霉2份；枯草芽孢杆菌3份；解淀粉芽孢杆菌3份。
3.一种疏浚淤泥堆肥装置，包括搅拌罐，所述搅拌罐包括罐体和对罐体内的物料进行搅拌的搅拌器，所述罐体设有进料口、出料口和对罐体内的物料进行加热的加热系统，其特征在于，还包括集水箱、负压箱、设置于罐体顶部的出气口和设置于罐体下端的出水口，所述罐体还设有若干鼓气口，所述鼓气口同吹气泵的出口端连接在一起，所述出气口通过抽气泵同冷凝器的进口端连接在一起，冷凝器的出口段同集水箱连接在一起，所述负压箱通过进水管同所述出水口连接在一起、通过出
4.根据权利要去3所述的一种疏浚淤泥堆肥装置，其特征在于，所述滤水结构包括两层滤网，两层所述滤网之间形成过滤腔，所述过滤腔内填充满卵石。
5.根据权利要去3或4所述的一种疏浚淤泥堆肥装置，其特征在于，还包括掺料输入管，所述吹气泵的出口端通过吹气管同所述鼓气口连接在一起，所述掺料输入管的出口端穿设在所述吹气管内，所述掺料输入管的出口端的端面距离吹气管的出口端端面之间的距离为2厘米到3厘米，掺料输入管的进口端同掺料供给装置连接在一起。
6.根据权利要去5所述的一种疏浚淤泥堆肥装置，其特征在于，所述掺料供给装置包括托板、搁置且固定在托板上的柔性出料直管、按压在柔性出料直管上按压轮和驱动按压轮沿柔性出料直管的长度方向往复移动的按压轮驱动机构，按压轮将柔性出料压扁而形成沿柔性出料直管长度方向隔断的两个分腔，所述柔性出料直管的两端各通过一根掺料出管同所述掺料输入管的进口端连接在一起，所述掺料出管上设有朝向所述掺料输入管开启的出料单向阀，所述柔性出料直管的两端各通过一根掺料进管同进料仓的出口端连接在一起，所述掺料进管上设有朝向所述柔性出料直管开启的进料单向阀。
7.根据权利要去6所述的一种疏浚淤泥堆肥装置，其特征在于，所述进料仓为竖置的柱形筒体，所述进料仓的出口端位于进料仓的底壁上，所述进料仓内密封滑动连接有密封塞，所述密封塞设有补料通孔，所述补料通孔设有依靠重力朝下开启的堵头，所述密封塞上设有竖向推拉杆，竖向推拉杆同升降气缸连接在一起，堵头同吊索的下端连接在一起，吊索的上端通过悬挂杆同推拉杆连接在一起，拉索处于伸直状态时堵头的上端位于所述补料通孔内。
8.根据权利要去7所述的一种疏浚淤泥堆肥装置，其特征在于，所述进料仓为圆柱形，所述推拉杆连接在密封塞的中心处，所述密封塞的上表面设有以所述推拉杆为中心的内圆锥面和外圆锥面，所述内圆锥面和外圆锥面之间围成环形槽，所述内圆锥面的上端延伸到同所述推拉杆对接在一起，所述外圆锥的上端同所述进料仓的内周面对接在一起，所述补料通孔有至少四个且位于所述环形槽的槽底上，所述补料通孔的沿推拉杆轴向的两端设有同补料通孔连接的一端低另一端高的汇流斜面，所述汇流斜面沿推拉杆径向延伸的两端分别同所述内圆锥面和外圆锥面对接在一起，相邻的补料通孔的所述汇流斜面的高端连接在一起形成尖刃。
9.根据权利要去3所述的一种疏浚淤泥堆肥装置，其特征在于，所述罐体内设有能够开合的隔离板，隔离板将罐体隔离出上腔和下腔，所述进料口、加热系统和搅拌器设置于所述上腔，所述出料口设置于所述下腔，所述出水口设置在所述上腔的最底处，所述出料口内设有螺旋出料器。
10.根据权利要去3所述的一种疏浚淤泥堆肥装置，其特征在于，所述罐体的顶壁的内表面为中间朝上拱起的凹面，所述搅拌器包括竖直的搅拌轴、驱动搅拌轴选择的搅拌电机和设置在搅拌轴上的螺旋叶片，搅拌轴搅拌时的转动方向为能够使得螺旋叶片驱动物料上升的方向。
...【技术特征摘要】
1.一种疏浚淤泥堆肥方法，其特征在于，第一步、在淤泥中加入改性生物炭和农业废弃物并进行加热与排水处理制得含水率为50％-60％的堆肥基质，淤泥、改性生物炭和农业废弃物的质量比为4:3:1；第二步、在堆肥基质中添加复合菌剂和高温优势菌进行好养堆肥得到低渗透土肥，所述高温优势菌为通过第一步中排出的水制得，堆肥基质、复合菌剂和高温优势菌的质量比需满足以下公式：
2.根据权利要求1所述的一种疏浚淤泥堆肥方法，其特征在于，所述复合菌剂按重量份数计由有以下组分构成：嗜热丝孢菌5份；黑曲霉2份；哈茨木霉2份；枯草芽孢杆菌3份；解淀粉芽孢杆菌3份。
3.一种疏浚淤泥堆肥装置，包括搅拌罐，所述搅拌罐包括罐体和对罐体内的物料进行搅拌的搅拌器，所述罐体设有进料口、出料口和对罐体内的物料进行加热的加热系统，其特征在于，还包括集水箱、负压箱、设置于罐体顶部的出气口和设置于罐体下端的出水口，所述罐体还设有若干鼓气口，所述鼓气口同吹气泵的出口端连接在一起，所述出气口通过抽气泵同冷凝器的进口端连接在一起，冷凝器的出口段同集水箱连接在一起，所述负压箱通过进水管同所述出水口连接在一起、通过出水管同所述集水箱连接在一起，所述出水管设有滤水结构和进水阀门，所述出水管上设有出水阀门，所述负压箱同真空泵的进口端连接在一起。
4.根据权利要去3所述的一种疏浚淤泥堆肥装置，其特征在于，所述滤水结构包括两层滤网，两层所述滤网之间形成过滤腔，所述过滤腔内填充满卵石。
5.根据权利要去3或4所述的一种疏浚淤泥堆肥装置，其特征在于，还包括掺料输入管，所述吹气泵的出口端通过吹气管同所述鼓气口连接在一起，所述掺料输入管的出口端穿设在所述吹气管内，所述掺料输入管的出口端的端面距离吹气管的出口端端面之间的距离为2厘米到3厘米，掺料输入管的进口端同掺料供给装置连接在一起。
6.根据权利要去5所述的一种疏浚淤泥堆肥装置，其特征在于，所述掺料供给装置包括托板、搁置且固定在托板上的柔性出料直管、按压在柔性出料直管上按压轮和驱动按压轮沿柔性出料直管的长度方向往复移动的按压轮驱动机构，按压轮将柔性出...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐辉，王雨晨，曾宇航，王锦楠，杲加俊，彭明清，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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