申请日2021.09.22
公开日期2021.12.07
IPC分类C02F11/121;C02F11/145;C02F11/16;C02F11/04;C02F11/00
摘要
本发明公布了一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用方法及装置，属于淤泥处理技术领域，它包括脱水机，脱水机包括脱水箱体，混匀机包括混料筒，脱水箱体一侧壁的上部设有进料口而另一侧壁的下部的第一出料口通过出料通道与混料筒连通；脱水箱体内设置有辅助下料板与进料口相接，下料通道后接竖直的压料通道，压料通道上方设置有可升降的压板，压板下方设置有可升降的过滤板，过滤板上方活动设置有一组压料挡板；混料筒内设置有搅拌辊，搅拌辊下方设置有锥形的混料底板，混料底板上滑动设置有刮料件；压缩机包括前侧板和后侧板，前侧板和后侧板及侧压缩板形成压缩空间，压缩空间上方活动设置有上压缩板，压缩空间内设置有活动隔板。
权利要求
1.一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、改良淤泥的制作：
①将清出时间为1-3天内的河湖淤泥投入双轴搅拌机中，同时加入量为淤泥质量0.5％-1％的生石灰，转速控制在30-40r/min，搅拌均匀，静置1-2天，期间进行一次翻拌；
②将发酵后的物料放入淤泥脱水机的脱水箱体(1)中，对物料进行泥水分离，脱水后的淤泥进入混料筒(28)后加入干秸秆粉与之混合，拌匀，形成改良淤泥；
B、EM菌液的制备：选购EM菌种，主要成分为酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌有益微生物以及藻类营养素，按照1kg农盛乐EM菌种：1kg红糖：10kg无菌水的比例混合，密封5-7小时，制得EM菌液；
C、有机堆肥：将有机质含量70％以上的腐殖酸粉末60份、干鸡粪25份、碳化稻壳8份、油菜秸秆2份，EM菌液1份，磷矿粉2份，磷酸氢二钾2份，按照最优碳氮比为25-30进行混合，并浇水至含水量60％-80％，进行堆肥发酵；
D、有机堆肥与改良淤泥进行混合：有机堆肥与改良淤泥按质量比为4:1进行混合搅拌均匀，无恶臭，养分含量≥8％，有机质含量≥45％，最后将制得的淤泥有机肥通过压缩机压缩成方块状，再用可降解包装袋打包封口。
2.根据权利要求1所述的一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的方法，其特征在于，所述步骤A中的淤泥与干秸秆粉的质量比为5:1，且形成的改良淤泥含水量在18％-22％；所述步骤C中发酵温度最高温要求达到50℃以上并持续3天以上，堆放3-5天后对物料进行第一次翻堆，此后5-7天翻堆一次，堆至物料含水量小于30％，最终堆肥养分≥10％，有机质含量≥56％。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的设备，包括脱水机和混匀机以及压缩机，其特征在于，所述脱水机包括脱水箱体(1)，混匀机包括混料筒(28)，所述脱水箱体(1)一侧壁的上部设有进料口(3)而另一侧壁的下部的第一出料口(11)通过出料通道(16)与混料筒(28)连通；所述脱水箱体(1)内设置有辅助下料板(2)与进料口(3)相接，辅助下料板(2)与脱水箱体(1)顶板之间形成下料通道且下料通道内设置有过滤组件，下料通道后接竖直的压料通道，压料通道上方设置有可升降的压板(10)，压板(10)下方设置有可升降的过滤板(12)，过滤板(12)上方活动设置有一组压料挡板(13)；所述混料筒(28)顶部设有加料口(17)而一侧壁开设有第二出料口(26)，混料筒(28)内设置有搅拌辊，搅拌辊下方设置有锥形的混料底板(20)，混料底板(20)上滑动设置有刮料件(21)；所述压缩机包括前侧板(39)和后侧板(32)，前侧板(39)和后侧板(32)两侧活动设置有侧压缩板(31)，前侧板(39)和后侧板(32)及侧压缩板(31)形成压缩空间(41)，压缩空间(41)上方活动设置有上压缩板(34)，压缩空间(41)内设置有活动隔板(35)。
4.根据权利要求3所述的一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的设备，其特征在于，所述辅助下料板(2)为两段式结构，辅助下料板(2)一段为斜板而另一段为竖直板，且斜板与脱水箱体(1)顶板之间形成下料通道，而脱水箱体(1)顶板下方设置有隔板(29)，隔板(29)与辅助下料板(2)的竖直板之间形成压料通道；所述辅助下料板(2)的竖直板与隔板(29)底端均与过滤板(12)之间具有间隙，所述压料挡板(13)分为两块分别将两侧的间隙进行遮挡；所述一侧的压料挡板(13)与辅助下料板(2)的竖直板贴合设置，同时该侧压料挡板(13)的侧壁与水平设置的气缸(9)的活塞杆相连，且该水平设置的气缸(9)通过竖直设置的气缸(9)进行支撑；而另一侧的压料挡板(13)与隔板(29)贴合设置，且该侧的压料挡板(13)的顶部与竖直设置于隔板(29)上的气缸(9)的活塞杆连接。
5.根据权利要求3所述的一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的设备，其特征在于，所述过滤组件包括格栅板(4)与第一转筒(7)，格栅板(4)设置于进料口(3)处，格栅板(4)底端通过辅助下料板(2)进行限位；第一转筒(7)位于格栅板(4)后方，第一转筒(7)上环形阵列设置有金属吸附件(6)，金属吸附件(6)为板状结构的吸铁石，金属吸附件(6)通过第一转筒(7)上的安装座(8)进行安装，所述安装座(8)的限位槽孔底部设置有电磁铁；所述脱水箱体(1)顶板位于第一转筒(7)上方设置有滑动门(5)。
6.根据权利要求3所述的一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的设备，其特征在于，所述过滤板(12)两端均与竖直设置的气缸(9)的活塞杆顶端铰接，过滤板(12)下方设置有漏斗(15)，漏斗(15)下方设置有污水收集箱(14)；所述过滤板(12)一端位于所述出料通道(16)内；所述压板(10)顶部与竖直设置于脱水箱体(1)顶板下方的气缸(9)的活塞杆连接。
7.根据权利要求3所述的一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的设备，其特征在于，所述混料底板(20)下方设置有与混料底板(20)侧面平行的丝杆(22)，所述刮料件(21)为框体结构，且刮料件(21)为套设在混料底板(20)的侧板上，刮料件(21)两端通过混料筒(28)侧壁上的限位槽(27)进行限位，刮料件(21)下部开设有螺孔，所述丝杆(22)穿过该螺孔设置，丝杆(22)两端分别与设置于混料底板(20)底部的电机(23)和轴承相连。
8.根据权利要求3所述的一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的设备，其特征在于，所述刮料件(21)上表面设置有锯齿(24)；所述搅拌辊包括第二转筒(18)，第二转筒(18)上环形阵列设置有搅拌叶片(19)，所述第二转筒(18)设置于出料通道(16)后方且位于锥形的混料底板(20)一侧的侧板上方。
9.根据权利要求3所述的一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的设备，其特征在于，所述前侧板(39)顶部设置有倾斜的下料板(30)，所述后侧板(32)顶部设置有倒L形的支架(33)，支架(33)的顶板下方设置有气缸(9)，其该气缸(9)竖直向下的活塞杆底端连接上压缩板(34)；所述侧压缩板(31)均由气缸(9)推动进行平移，前侧板(39)一侧活动设置有与侧压缩板(31)垂直的推料板(40)，推料板(40)由气缸(9)推动进行平移。
10.根据权利要求3所述的一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的设备，其特征在于，所述活动隔板(35)贯穿后侧板(32)上的限位孔(45)进行活动设置，后侧板(32)内设置有密封腔(44)，所述后侧板(32)上下表面均设置有密封板(43)，密封板(43)通过密封腔(44)进行限位，下方的密封板(43)与密封腔(44)底面之间设置有弹簧(42)；所述活动隔板(35)一侧与滑块(36)相连，滑块(36)通过密封板(43)上的限位板(37)进行限位，滑块(36)由直线电机(38)带动进行平移。
说明书
一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用方法及装置
技术领域
本发明涉及淤泥处理技术领域，尤其是涉及一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用方法及装置。
背景技术
长期以来，湖泊河流都是工农业和生活污水的排灌地，导致河湖污染不断积累，富营养化情况严重。而河湖的自净能力差，湖水流动性小，使受污染河湖的底泥治理难度较大。针对这些问题，目前常用的河湖底泥治理方法主要有原位修复和异位修复，其中原位修复技术以生物制剂修复、地泥原位覆盖和生态修复综合治理应用较多；异位修复技术以肥料化处理、填埋、丢弃和焚烧等方式应用较多，但填埋和海洋丢弃只是饮鸩止渴，并非底泥治理的长久之计。
据调查显示，我国总面积大于10km2的湖泊中，有10％的湖泊底泥存在污染严重恶化的情况。如何处理好河湖底泥污染，将湖泊污染治理和河湖底泥资源化同时进行是当前亟需解决的问题。河湖底泥中氮磷含量及有机质如腐殖质、纤维素和难降解有机物等含量较高，极具肥料化利用潜力。
本发明相应的提供一种河湖淤泥制作有机肥的技术方案，本河湖淤泥有机肥由改良淤泥与腐熟的有机物料混合制得。同时针对加工中的脱水和混合等关键环节中发现的脱水过程中淤泥中含有硬质的杂质如石块或金属类杂质等对设备造成损伤、脱水后容易发生二次污染、改良淤泥与有机物料进行混合后容易发生二次结块，及各装置过于分散导致占用空间大，还包括如何一次性实现多块物料压缩成方块状以便进一步提高生产效率等问题，本发明均提出针对性的解决方案，以提高加工的效率和质量。本发明的原料河湖淤泥获取来源简单，成本低廉，同时解决了淤泥的环境污染问题；制得的淤泥有机肥，成本较低，无污染，养分含量高，适用于各种类型的土质。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用方法及装置，通过
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的方法，包括以下步骤：
A、改良淤泥的制作：
①将清出时间为1-3天内的河湖淤泥投入双轴搅拌机中，同时加入量为淤泥质量0.5％-1％的生石灰，转速控制在30-40r/min，搅拌均匀，静置1-2天，期间进行一次翻拌；
②将发酵后的物料放入淤泥脱水机的脱水箱体中，对物料进行泥水分离，脱水后的淤泥进入混料筒后加入干秸秆粉与之混合，拌匀，形成改良淤泥；
B、EM菌液的制备：选购EM菌种，主要成分为酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌有益微生物以及藻类营养素，按照1kg农盛乐EM菌种：1kg红糖：10kg无菌水的比例混合，密封5-7小时，制得EM菌液；
C、有机堆肥：将有机质含量70％以上的腐殖酸粉末60份、干鸡粪25份、碳化稻壳8份、油菜秸秆2份，EM菌液1份，磷矿粉2份，磷酸氢二钾2份，按照最优碳氮比为25-30进行混合，并浇水至含水量60％-80％，进行堆肥发酵；
D、有机堆肥与改良淤泥进行混合：有机堆肥与改良淤泥按质量比为4:1进行混合搅拌均匀，无恶臭，养分含量≥8％，有机质含量≥45％，最后将制得的淤泥有机肥通过压缩机压缩成方块状，再用可降解包装袋打包封口。
进一步的，所述步骤A中的淤泥与干秸秆粉的质量比为5:1，且形成的改良淤泥含水量在18％-22％；所述步骤C中发酵温度最高温要求达到50℃以上并持续3天以上，堆放3-5天后对物料进行第一次翻堆，此后5-7天翻堆一次，堆至物料含水量小于30％，最终堆肥养分≥10％，有机质含量≥56％。
另外，本发明还公布了一种基于脱水法的淤泥处理与资源化利用的设备，包括脱水机和混匀机以及压缩机，所述脱水机包括脱水箱体，混匀机包括混料筒，所述脱水箱体一侧壁的上部设有进料口而另一侧壁的下部的第一出料口通过出料通道与混料筒连通；所述脱水箱体内设置有辅助下料板与进料口相接，辅助下料板与脱水箱体顶板之间形成下料通道且下料通道内设置有过滤组件，下料通道后接竖直的压料通道，压料通道上方设置有可升降的压板，压板下方设置有可升降的过滤板，过滤板上方活动设置有一组压料挡板；所述混料筒顶部设有加料口而一侧壁开设有第二出料口，混料筒内设置有搅拌辊，搅拌辊下方设置有锥形的混料底板，混料底板上滑动设置有刮料件；所述压缩机包括前侧板和后侧板，前侧板和后侧板两侧活动设置有侧压缩板，前侧板和后侧板及侧压缩板形成压缩空间，压缩空间上方活动设置有上压缩板，压缩空间内设置有活动隔板。
进一步的，所述辅助下料板为两段式结构，辅助下料板一段为斜板而另一段为竖直板，且斜板与脱水箱体顶板之间形成下料通道，而脱水箱体顶板下方设置有隔板，隔板与辅助下料板的竖直板之间形成压料通道；所述辅助下料板的竖直板与隔板底端均与过滤板之间具有间隙，所述压料挡板分为两块分别将两侧的间隙进行遮挡；所述一侧的压料挡板与辅助下料板的竖直板贴合设置，同时该侧压料挡板的侧壁与水平设置的气缸的活塞杆相连，且该水平设置的气缸通过竖直设置的气缸进行支撑；而另一侧的压料挡板与隔板贴合设置，且该侧的压料挡板的顶部与竖直设置于隔板上的气缸的活塞杆连接。
进一步的，所述过滤组件包括格栅板与第一转筒，格栅板设置于进料口处，格栅板底端通过辅助下料板进行限位；第一转筒位于格栅板后方，第一转筒上环形阵列设置有金属吸附件，金属吸附件为板状结构的吸铁石，金属吸附件通过第一转筒上的安装座进行安装，所述安装座的限位槽孔底部设置有电磁铁；所述脱水箱体顶板位于第一转筒上方设置有滑动门。
进一步的，所述过滤板两端均与竖直设置的气缸的活塞杆顶端铰接，过滤板下方设置有漏斗，漏斗下方设置有污水收集箱；所述过滤板一端位于所述出料通道内；所述压板顶部与竖直设置于脱水箱体顶板下方的气缸的活塞杆连接。
进一步的，所述混料底板下方设置有与混料底板侧面平行的丝杆，所述刮料件为框体结构，且刮料件为套设在混料底板的侧板上，刮料件两端通过混料筒侧壁上的限位槽进行限位，刮料件下部开设有螺孔，所述丝杆穿过该螺孔设置，丝杆两端分别与设置于混料底板底部的电机和轴承相连。
进一步的，所述刮料件上表面设置有锯齿；所述搅拌辊包括第二转筒，第二转筒上环形阵列设置有搅拌叶片，所述第二转筒设置于出料通道后方且位于锥形的混料底板一侧的侧板上方。
进一步的，所述前侧板顶部设置有倾斜的下料板，所述后侧板顶部设置有倒L形的支架，支架的顶板下方设置有气缸，其该气缸竖直向下的活塞杆底端连接上压缩板；所述侧压缩板均由气缸推动进行平移，前侧板一侧活动设置有与侧压缩板垂直的推料板，推料板由气缸推动进行平移。
进一步的，所述活动隔板贯穿后侧板上的限位孔进行活动设置，后侧板内设置有密封腔，所述后侧板上下表面均设置有密封板，密封板通过密封腔进行限位，下方的密封板与密封腔底面之间设置有弹簧；所述活动隔板一侧与滑块相连，滑块通过后密封上的限位板进行限位，滑块由直线电机带动进行平移。
本发明的有益效果：
1、本发明有机肥的制备原料主要为河湖淤泥，获取来源简单，成本低廉，不仅对淤泥进行资源化利用，有效解决淤泥的环境污染问题，同时采用的多种辅料如油菜秸秆、鸡粪、碳化稻壳等均能实现废物利用的有益效果，具有较好的经济价值；制得的淤泥有机肥，成本较低，无污染，养分含量高，适用于各种类型的土质。
2、本发明脱水机和混匀机设备进行集成化设计，能够有效解决脱水后容易发生二次污染，以及改良淤泥与有机物料进行混合后容易发生二次结块等问题。其中脱水箱体与混料筒通过出料通道进行连通，脱完水后的淤泥通过过滤板一侧下降而另一侧上升形成倾斜状后进行下料，此时可通过一侧的压料挡板被水平设置的气缸带动将淤泥从过滤板推出落入到出料通道内，而出料通道也可设置为倾斜状，便于物料更快速的进入混料筒中，这一转运的过程中避免了与外界环境的接触导致二次污染的发生。由于压板可通过气缸带动进行升降，即可实现压板的压料形成，以实现对淤泥脱水率的控制。
3、为了解决改良淤泥与有机物料进行混合后容易发生二次结块，同时物料容易发生粘壁等问题，通过在混料筒内设置锥形结构的混料底板，混料底板上滑动设置刮料件，刮料件通过电机利用丝杆螺母传动方式带动进行往复运动，对底部的物料进行搅动，配合搅拌辊对各个高度的物料进行搅拌，搅拌辊可通过步进电机带动进行持续的运动，同时刮料件也持续的往复运动对混料底板进行刮料操作，避免底部物料得不到搅拌发生结块现象，也能及时的将混料底板上粘附的物料进行挂除。刮料件也可视情况设置于混料筒的侧壁或顶部上，以应对物料较多时粘附到顶板上发生结块的现象。
4、为了解决脱水过程中淤泥中含有硬质的杂质如石块或金属类杂质等对设备造成损伤的问题，通过在脱水箱体的进料通道内设置过滤组件，过滤组件的格栅板可对淤泥起到初步筛料的作用，将较大的杂质进行筛分，而第一转筒上的金属吸附件为板状结构的吸铁石，金属吸附件为环形阵列设置，当淤泥进行下料时可推动各排金属吸附件带动第一转筒持续的转动，可将淤泥内含有的较小较细的金属杂质进行吸附，保证淤泥的干净程度，也避免对加工设备造成损伤。
5、为了进一步提高压缩机将物料压缩成方块状的工作效率，通过前后侧板与两侧的压缩侧板形成压缩空间，压缩空间上方设置可升降的上压缩板，后侧板上设置有可水平移动的活动隔板，当直线电机带动活动隔板进行后移时，活动隔板前端与前侧板之间形成空隙，物料从下料板进入到整个压缩空间内，随后通过直线电机带动活动隔板与前侧板贴紧将压缩空间进行上下分隔；然后当上压缩板进行下降将物料进行压缩时，物料也将活动隔板进行下压，而活动隔板与密封板即将密封腔内的弹簧进行压缩，从而实现活动隔板上下两侧的物料同时进行压缩成方块状，随之即可通过一侧的侧压缩板后移，另一侧的侧压缩板将物料推出，再有推料板将物料进行推移到出料即可。
（发明人：孙旗; 刘军武; 刘鹏举; 田昌; 张嘉超; 廖金科）
