无调理剂污泥堆肥制造技术

一种用于促进堆肥床中好氧微生物活性的堆肥系统。所述系统包括用于接收堆肥材料的至少一个堆肥场湾和用于在堆肥材料行进通过堆肥场湾时使其通风和位移的搅拌器。由所述系统产生的堆肥用来代替传统的木材调理剂材料，与待堆肥的进入材料混合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无调理剂污泥堆肥相关申请本申请根据35U.S.C.§119（e）要求2009年1月16日提交的美国临时申请序号61/145,239的优先权，并在此以引用方式将其全部并入本文。
本专利技术涉及通过堆肥对有机废物的处置，更具体地涉及用于大规模处理工业和城市废物的堆肥系统。
技术介绍
堆肥（composting）是一种生物分解过程。如果有充足时间和适当的环境条件，微生物会把原始有机物变成稳定产品。堆肥产品包括二氧化碳、水和被称作堆肥的有机物的复合形式，其特别用作土壤调理剂。出于本说明书的目的，名词“堆肥（compost）”被定义为“一种生物干燥、生物稳定的生物固体的混合物”。堆肥过程管理中的重要参数是可用的碳氮比率，水份含量，氧含量和堆肥材料的温度。碳主要用作堆肥中包括的微生物的食物来源。氮是蛋白质的主要组分，其形成超过50%的干燥细菌细胞质量，因此对于氮合成以及堆肥物质中微生物群的最佳生成是必需的。本领域众所周知，用于堆肥的优选的碳-氮比率大约为按重量计每一份氮有20-40份碳（20:1-40:1）。在较低比率下，所供应的过量的氮预期会以诸如氨气的挥发性氮化合物的形式损失，并且可以引起不期望的气味或其它环境问题。较高的碳-氮比率造成对于最佳微生物群生长，氮的供应不充分，产生低速度降解。碳-氮比率可通过增加碳含量高的材料来提高，诸如落叶、稻草、木屑、树皮、纸、纸板等等。这些类型的材料在本文中被称作“传统堆肥调理剂材料”，“调理剂材料”或“传统调理剂材料”。这些类型的材料通常纤维质含量高。例如，大约33%的大多数植物是纤维质（棉花的纤维质含量是90%，木头的纤维质含量是50%）。碳-氮比率可通过增加氮含量高的材料来降低，诸如蔬菜、咖啡渣、割下来的草、肥料、污物等等。诸如通常作为影响剂（influent）提供到典型的城市污水处理厂的污物的纤维质含量不太高，包含除了由于未消化的植物材料、纸或废水中存在的其它此类材料的痕量之外很少的纤维质。如本文中使用的术语“非纤维质材料”包括基本上为非纤维质的材料，例如污物和排放的城市废水污物。同样，本文使用的术语“污泥”，“污物污泥”，“混合污泥”，“城市废水污泥”等包括原污泥（包括从一次净化器中的影响剂废水的表面沉降出来、撇取的固体，或者另外在二次处理前与废水机械分离）以及废弃活性污泥（包括固体的污泥，包括从二次处理通风池中或其它二次处理过程中去除的微生物）和其组合。在一些地方，诸如木屑或废弃纸产品或其它传统上用作碳来源或作为膨胀剂以向用于堆肥操作的进料混合物增加渗透性的其它材料的可能性可能受限，或者对于用在堆肥操作中昂贵得惊人。这些类型的材料在一些情况下可以优选用作用来加热或能量产生，用于动物草垫、环境美化覆盖、生物过滤器媒介，或用于其它目的的燃料。这些传统堆肥调理剂材料的可用性可以随季节变化。例如，在一些地方，用作加热燃料的木屑的需求在寒冷季节会增加。取能、运输和储存花费还可能使纤维质或其它传统堆肥调理剂材料的供应昂贵得惊人，特别是如果这些材料短缺，或在堆肥操作附近不可用。水分含量是堆肥材料的另一关键参数。微生物引发的分解在存在于有机颗粒的表面上的液体膜中出现得最快。而不充分的水分含量抑制了细菌活性，过量的水分含量可以抑制好氧过程。过多的水可能在材料中插入开口或开放空间，抑制浸透和空气（氧气）进入堆肥材料及（二氧化碳）从其中出来的运动，结果是形成厌氧条件。此厌氧活动可产生不期望的有气味化合物，诸如氢化硫或甲烷。堆肥垛（compostingpile）的水分含量典型地与碳-氮比率相关，原因是碳含量高的可降解材料一般相应地水分含量低；氮含量高的材料一般水分含量高。过量的水分含量还可导致从堆肥垛中浸出基本养分，包括磷，钾和其它矿物（tracemineral），它们对于微生物新陈代谢是必需的。尽管这些养分通常不是有限的，但它们必须充分供应以用于微生物活动。氧含量和温度是响应于消耗氧气并产生热的微生物活动而波动的堆肥的重要环境参数。微生物使碳氧化产生能量，氧气被用光，产生二氧化碳。没有充足的氧气，该过程会变成缺氧的，产生诸如挥发性酸和硫和氮降低的化合物的有气味化合物。氧含量还与水分含量有关，原因是过量的水分含量可以降低可用的氧供应，导致在堆肥垛中产生缺氧袋。假定垛具有足够的渗透性以允许空气渗透垛，通过将空气引入到垛中，可将氧提供给堆肥垛中的微生物。堆肥垛的温度根据其中保留的微生物群的类型和大小而变化。分解的初始阶段，嗜温微生物是主导的，直到温度上升到超过40℃，快速分解可溶解的容易分解的化合物。当温度上升到超过40℃，嗜温微生物变得不那么有竞争性，嗜热微生物占主导。近来年随着堆肥变得日益普及，其作为再循环各种有机材料的手段是城市和工业固体废物管理的一部分，已经或正在开发各种堆肥技术。这些技术包括例如静态垛的堆肥，料堆堆肥，通风料堆堆肥和利用水平激发的堆肥场湾反应堆（bayreactor）和垂直反应堆的容器堆肥。在此类系统中，成本效率和自动化一般是需要的。关于成本，降低给定产量的堆肥材料所需的空间是工业中普遍认可的需求。利用例如料堆的堆肥操作被认为是具有很低比率的堆肥材料产量与处理面积平方英尺。在容器和封闭的反应堆中，堆肥材料可以一般堆到20英尺高。不过，这种堆积产生关于反应堆容器中的通风充分方面的技术难题，在一些情况下导致在堆中很大的厌氧活动袋。此厌氧活动导致在将其排放到大气之前同样需要从反应堆容器中去除有气味的化合物，这是不期望的。某些容器堆肥系统，特别是在建筑物中包括开放的堆肥场湾的那些堆肥系统已经被使用，且具有良好效果。此类中的一个系统，可从西门子水技术公司（Warrendale，PA，美国）购买的IPSTM堆肥系统采用一个或多个自动搅拌器以彻底混合并对平行堆肥场湾中的堆肥材料通风。一般，搅拌器行进通过每个堆肥场湾，将材料混合并将其从堆肥场湾的加载端朝向堆肥场湾的排放端向后移动。在一些搅拌器模型中，当搅拌器前进通过堆肥场湾时，可移动部件重复定位其在排气流中的位置，使得堆肥材料向后移动的距离逐渐增加以容纳逐渐减少在堆肥场湾中停留时间的材料，因此由于分解和水分含量降低，已经经历体积的较少降低。此类型的搅拌器在Hagen等人的美国专利号5,387,036中有描述，其通过引用被全部并入本文。随着城市堆肥系统需求的增加，在相对小的反应堆容器中处理较大量的堆肥材料的能力变得日益需要。因此，一些具有多个开放水平堆肥场湾的现有系统一般在大约6和10英尺宽，并长达300英尺，它们已经被过度装载，形成高度增加的堆肥床。多个开放的堆肥场湾一般被并排放置，可由一个搅拌器搅拌。这些系统可用来对各种各样的材料堆肥，且堆肥速率一般可被调节以满足变化的需求。不过，当这些大的堆肥场湾处于或接近满容量时，搅拌器的旋转鼓的动作易于随着搅拌器前进通过堆肥场湾时穿越堆肥垛。当穿过动作继续时，未移动的堆肥材料的重量可变得足够大以允许大量的材料突然倒塌到旋转鼓，因此降低其旋转，从而降低搅拌器通过堆肥场湾的前进。如果足够数量的堆肥材料倒塌，则旋转机构可停止，导致在单元停止、颠倒、清洁和/或修理时的有代价的耽搁。因此，在一个典型的大规模堆肥操作中，空气以及由微生物作用产生的上升的热可以结合以干燥堆肥床的上部，在堆本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种污泥的生物干燥方法，包括：提供非纤维质的第一材料；提供可堆肥污泥；形成主要由所述第一材料和所述可堆肥污泥构成的混合污泥；将所述混合污泥引入堆肥场湾中；给所述堆肥场湾中的所述混合污泥通风；机械地搅拌所述堆肥场湾中的所述混合污泥；提供利于加热所述堆肥场湾中的所述混合污泥一段时间使其足以形成堆肥的条件；和从所述堆肥场湾中移走所述堆肥。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.01.16 US 61/1452391.一种污泥的生物干燥方法，包括：提供非纤维质的第一材料，其由成品堆肥或干燥的未消化污泥构成；提供可堆肥污泥；形成主要由所述第一材料和所述可堆肥污泥构成的混合污泥，所述混合污泥具有按重量计小于15:1的C:N比；将所述混合污泥引入堆肥场湾中；给所述堆肥场湾中的所述混合污泥通风；为所述混合污泥提供被有氧地保持在所述堆肥场湾中的条件；机械地搅拌所述堆肥场湾中的所述混合污泥；通过微生物的消化作用分解所述混合污泥来利于加热并生物干燥所述混合污泥一段时间使其足以形成具有大于50％的干燥固体含量的堆肥；在整个生物干燥所述混合污泥中，维持pH在低于pH8并维持所述混合污泥的温度和水分含量在抑制从所述混合污泥中的铵形成挥发性氨的范围内；从所述堆肥场湾中移走所述堆肥；和将所述堆肥中的一部分作为成品堆肥重新循环；还包括在形成所述混合污泥之前，从所述第一材料中去除低于预定大小的颗粒。2.根据权利要求1所述的方法，其中提供可堆肥污泥源包括提供脱水污水污泥源。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：从所述混合污泥中去除水分。4.根据权利要求1所述的方法，其中加热所述混合污泥包括：将所述混合污泥加热到一个温度一段足以实现所述混合污泥中病原体破坏的时间。5.根据权利要求4所述的方法，其中加热所述混合污泥包括：将所述混合污泥的温度保持在至少55℃持续一段至少72小时的时间。6.根据权利要求4所述的方法，其中处理所述混合污泥的所述时间和温度满足方程D＝131,700,000/100.14t，其中D＝时间，单位为天；t＝温度，单位为摄氏度。7.根据权利要求1所述的方法，其中加热所述混合污泥包括：将所述混合污泥加热到一个温度持续一段时间，以致足以去除所述混合污泥中病原体的活性。8.根据权利要求1所述的方法，其中加热所述混合污泥包括：将所述混合污泥加热到足以符合“降低病媒吸引”的温度。9.根据权利要求8所述的方法，其中加热所述混合污泥进一步包括：将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：RM尼科莱蒂，L奈勒，
申请(专利权)人：RM尼科莱蒂，L奈勒，
类型：发明
国别省市：US