一种利用厌氧沼渣生产固体有机肥的生产系统
技术领域
本实用新型涉及有机肥技术领域，具体涉及一种利用厌氧沼渣生产固体有机肥的生产系统。
背景技术
经过多年的研究和实践证明，对人们生活和环境中产生的有机废弃物，如：在生活垃圾中分选出的有机物、农作物秸秆、林木落叶、绿化植被剪草、餐厨垃圾、禽畜粪便等，最现实、最有效的处理方法是采用干式厌氧发酵，发酵后将产生沼气、沼液、沼渣三种物质。其中：沼气可用于燃气发电；沼液经过污水处理达标后的水回可用于生产；而对含有丰富营养成分沼渣如何有效利用，使之变废为宝，最大化地创造经济效益、环境效益和社会效益是当前一大难题。
近些年来，随着我国社会经济的快速发展，城市化进程的加快以及人民生活水平的迅速提高，城市生活垃圾产量日益增加。我国平均每天每人产生0.9～1.2kg生活垃圾,并且以每年3％～5％的速度增长。国家环保部2016年发布显示：2015年，我国246个大、中城市生活垃圾产生量18564万吨，包括农村全国每年产生生活垃圾总量约为49640万吨。国内外对城市生活垃圾的处理主要有三种方法：填埋、焚烧和部分堆肥(餐厨垃圾和禽畜粪便可堆肥)。就广大农村而言，对生活垃圾集中处理工作还没有提到议事议程。
我国是农业大国，并逐步加快城市化进程，目前的问题是：一是农业各类农作物秸秆产量非常高，目前至少有70％以上没有有效利用，仍然以田间田头烧掉为主，造成大量资源浪费和环境污染；二是不断提高城乡环境绿化水平，绿化植被剪草和树木落叶逐年增多；三是养殖业不断发展，禽畜类粪便逐渐增多。
目前这些生活垃圾中的有机物、餐厨垃圾、禽畜粪便、农作物秸秆、林木落叶、绿化植被剪草等基本上是收集后焚烧或填埋，不仅浪费大量资源，还带来环境污染和增加填埋用地。
总之，如果把上述巨量的有机物全部收集起来作为发酵原料，生产沼气、沼液、沼渣都能进一步有效利用，不仅可再生大量能源，同时既可减少填埋用地又能解决严重的环境污染问题。
中国专利文件CN 101774848B(201010011344.4)公开一种沼渣有机肥及其制备方法，包括沼渣的预处理、制粒前的混配、制粒和整形以及烘干和冷却。该方法对沼渣预处理时间长达5～6个月，采用风干固化，固化效率低，并且无法对秸秆等进行充分利用。中国专利文件CN101229982A(200810014630.9)公开一种利用沼渣生产有机复混肥的方法，在沼渣中加入秸秆制备有机肥，但秸秆未经腐熟，造成有机肥不能被作用充分利用，并且会增加病虫害。
目前国内外利用沼渣生产固体有机肥其产品差异性很大，很难达到“中华人民共和国农业行业标准《有机肥料标准》(NY525-2012)标准”要求，致使无法销售或很少有市场需求，主要原因是：其工艺技术对利用沼渣为原料制造有机肥的特点针对性不强、不完善、不匹配、自动化控制水平低，产品质量不稳定。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种完善的、经济适用的、能够将沼渣和秸秆合理利用的生产工艺，生产周期短，节能环保。采用该工艺生产的有机肥生产效率高，有机肥肥力好。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种利用沼渣生产固体有机肥的生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料的混配
有机物厌氧发酵产生的沼渣经脱水后，沼渣的含水率在70～75％，通过加入含水率为10～20％的粉碎秸秆使得混匀原料的含水率在60～65％；所述沼渣与秸秆的体积比为4～6:1；
混配后的原料堆放在混匀原料堆场中，加入发酵菌剂形成混料，采用翻堆机对原料进行充分混匀；
(2)混料的布料及好氧发酵
自下而上选取陈化后的混料送入好氧发酵池中，混料先经充分混匀初步发酵，次日由移动式翻料机将位于进料端的混料向出料端移动，空出满足一天布料量需要的进料端长度，进行新一轮的布料，循环往复，直到物料达到出料端完成整个发酵周期；
混料的好氧发酵周期为10～15天，好氧发酵后物料的含水率为40～45％；
(3)好氧发酵后物料的二次陈化
采用铲车将发酵好的物料从发酵池出料端取出送到陈化区，生产粉肥的物料陈化周期为20～25天，陈化后的物料含水率为30～33％；生产粒肥的物料陈化周期为10～15天，陈化后物料含水率为35～37％；
(4)粉肥的制备
将陈化后的物料先经粉碎机粉碎后，送入筛分机进行筛下，筛选物料粒径≤2mm；将筛选后的物料与氮源、磷源和钾源按照标准进行配比、搅拌、混合，装袋；氮源、磷源和钾源的总添加量结合物料中原有氮磷钾的含量，按照所生产不同标准有机肥的含量按照计算量添加；
(5)粒肥的制备
将陈化后的物料先经粉碎机粉碎后，送入筛分机进行筛下，筛选物料粒径≤2mm；将筛选后的物料与氮源、磷源和钾源按照标准进行配比、搅拌、混合，装袋；混合后的物料含水率为34～35％；加水调节物料含水率为35～36％，将物料送入造粒机制粒，制粒后将颗粒物料送入滚筒式烘干冷却筛分一体化设备烘干。
作为优选的技术方案，原料预处理中原料的混配方式为沼渣和粉碎秸秆平铺堆放，沼渣和秸秆交替放置；沼渣铺放的层厚度小于10mm，秸秆铺放的层厚度根据沼渣和秸秆含水率通过计算确定。原料预处理中原料的混配方式为沼渣和粉碎秸秆、发酵菌剂共同均匀混合，混合物料堆放高度为1.2m～1.5m。
作为优选的技术方案，所述好氧发酵池的宽度为4～5m，高度为1.6～2m；所述好氧发酵池设有进料端和出料端，进料端和出料端的长度分别为好氧发酵池总长度的1/10～1/15，所述好氧发酵池底部设有池底曝气盘管，所述曝气盘管的圆周上设有密集有序的通气孔，好氧发酵池从进料端到出料端的曝气盘管上的气孔排布、数量和供气压力根据各阶段混料对氧气的需求量确定。
作为优选的技术方案，颗粒物料的烘干和造粒过程为滚筒式烘干冷却筛分一体化设备的前段为热风，将颗粒物料烘干除湿；中段为冷风，将颗粒物料冷却进一步除湿，保证颗粒物料的含水率为20～22％；后段对冷却后的颗粒物料进行筛分，筛孔尺寸8～12目。
一种利用厌氧沼渣生产固体有机肥的生产系统，包括混匀原料堆场、好氧发酵池、陈化料仓、链板式给料机、皮带输送机、粉碎机、筛分机、配料仓、营养调节剂配料仓、搅拌混合机、造粒整形机、滚筒式烘干冷却一体化设备、定量包装机；
沼渣料仓和秸秆料仓的出料口分别与皮带运输机的一端连接，皮带运输机另一端与混匀原料堆场连接；混匀原料堆场与好氧发酵池的进料端之间设有铲车；好氧发酵池进料端设有移动式翻料机，好氧发酵池底部设有池底曝气盘管，池底曝气盘管圆周上设有通气孔，好氧发酵池出料端与链板式给料机的上部料斗之间设有铲车；链板式给料机的出料口通过皮带输送机与粉碎机进料口连通，粉碎机的出料口与第一筛分机的进料端连接；筛上物经皮带输送机输送返回至粉碎机的进料口再次粉碎；筛下物由皮带输送机送入配料仓；配料仓和营养调节剂配料仓的出料口与搅拌混合机的进料口连通，搅拌混合机的出料口通过皮带输送机与造粒整形机的进料口连接，造粒整形机的出料口通过皮带输送机与滚筒式烘干冷却一体化设备的进料口连通；滚筒式烘干冷却一体化设备的前段与热风管道入口连通，滚筒式烘干冷却一体化设备的后段与冷风管道入口连通，滚筒式烘干冷却一体化设备中间设有废气排气装置，滚筒式烘干冷却一体化设备的出料口与第二筛分机的进料口连接，第二筛分机的筛上和筛下分别通过皮带输送机与定量包装机连接。
作为优选的技术方案，所述废气排气装置包括彼此连通排气管道和布袋除尘器。
本实用新型的优点和有益效果在于：
(1)本实用新型所制生物有机肥，是以农业生产产生的有机废弃物和有机废弃垃圾为原料厌氧发酵产生的沼渣再次进行好氧发酵所得，进一步降解有机物，使得原料彻底腐熟，不会因二次发酵而灼烧根系，与现有技术相比发酵周期短，发酵完全。
(2)通过控制好氧发酵不同时期的氧气需要量，不仅降低好氧发酵时间，提高沼渣的发酵速率。
(3)本实用新型的固体有机肥与传统化肥相比具有土壤不板结，农业生产后劲大，一次施肥至少能在三年内科发挥肥力的作用效果，年年施用这种肥，土壤会越来越肥，有利于农作物生长发育。
(4)本实用新型所制生物有机肥，符合中华人民共和国农业行业标准《有机肥料标准》(NY525-2012)标准和《生物有机肥》(NY884-2012)标准，通过适量添加其他无机肥料，满足植物生长的多方面需求，降低栽培成本，减轻农民负担。
附图说明
图1是本实用新型的工艺流程图；
图中：1、沼渣料仓；2、秸秆料仓；3、混匀原料堆场；4、好氧发酵池；5、陈化料仓；6、粉碎机；7、第一筛分机；8、配料仓；9、营养调节剂配料仓；10、搅拌混合机；11、造粒整形机；12、滚筒式烘干冷却一体化设备；13、第二筛分机；14、定量包装机；15、热风管道；16、废气排气装置；17、冷风管道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
一种利用沼渣生产固体有机肥的生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料的混配
有机物厌氧发酵产生的沼渣经脱水后，沼渣的含水率在70～75％，通过加入含水率为10～20％的粉碎秸秆使得混匀原料的含水率在60～65％；所述沼渣与秸秆的体积比为4～6:1；
混配后的原料堆放在混匀原料堆场中，加入发酵菌剂形成混料，采用翻堆机对原料进行充分混匀；
(2)混料的布料及好氧发酵
自下而上选取陈化后的混料送入好氧发酵池中，混料先经充分混匀初步发酵，次日由移动式翻料机将位于进料端的混料向出料端移动，空出满足一天布料量需要的进料端长度，进行新一轮的布料，循环往复，直到物料达到出料端完成整个发酵周期；
混料的好氧发酵周期为10～15天，好氧发酵后物料的含水率为40～45％；
(3)好氧发酵后物料的二次陈化
采用铲车将发酵好的物料从发酵池出料端取出送到陈化区，生产粉肥的物料陈化周期为20～25天，陈化后的物料含水率为30～33％；生产粒肥的物料陈化周期为10～15天，陈化后物料含水率为35～37％；
(4)粉肥的制备
将陈化后的物料先经粉碎机粉碎后，送入筛分机进行筛下，筛选物料粒径≤2mm；将筛选后的物料与氮源、磷源和钾源按照标准进行搅拌、混合，装袋；氮源、磷源和钾源的总添加量≤物料的10％；总添加量结合物料中原有氮磷钾的含量，按照所生产不同标准有机肥的含量按照计算量添加；
(5)粒肥的制备
将陈化后的物料先经粉碎机粉碎后，送入筛分机进行筛下，筛选物料粒径≤2mm；将筛选后的物料与氮源、磷源和钾源按照标准进行搅拌、混合，装袋；混合后的物料含水率为34～35％；加水调节物料含水率为35～36％，将物料送入造粒机制粒，制粒后将颗粒物料送入滚筒式烘干冷却筛分一体化设备烘干。
原料预处理中原料的混配方式为沼渣和粉碎秸秆平铺堆放，沼渣和秸秆交替放置；沼渣铺放的层厚度小于10mm，秸秆铺放的层厚度根据沼渣和秸秆含水率通过计算确定。原料预处理中原料的混配方式为沼渣和粉碎秸秆、发酵菌剂共同均匀混合，混合物料堆放高度为1.2m～1.5m。
所述好氧发酵池的宽度为4～5m，高度为1.6～2m；所述好氧发酵池设有进料端和出料端，进料端和出料端的长度分别为好氧发酵池总长度的1/10～1/15，所述好氧发酵池底部设有池底曝气盘管，所述曝气盘管的圆周上设有密集有序的通气孔，好氧发酵池从进料端到出料端的曝气盘管上的气孔排布、数量和供气压力根据各阶段混料对氧气的需求量确定。
颗粒物料的烘干和造粒过程为滚筒式烘干冷却筛分一体化设备的前段为热风，将颗粒物料烘干除湿；中段为冷风，将颗粒物料冷却进一步除湿，保证颗粒物料的含水率为20～22％；后段对冷却后的颗粒物料进行筛分，筛孔尺寸8～12目。
一种利用厌氧沼渣生产固体有机肥的生产系统，包括依次设置的混匀原料堆场、好氧发酵池、陈化料仓、链板式给料机、皮带输送机、粉碎机、筛分机、配料仓、营养调节剂配料仓、搅拌混合机、造粒整形机、滚筒式烘干冷却一体化设备、定量包装机；
沼渣和秸秆分别存放于沼渣料仓1和秸秆料仓2中，沼渣和秸秆分别由皮带运输机送往混匀原料堆场3混匀陈化，用铲车将陈化后的混料送往好氧发酵池4的进料端，好氧发酵池进料端设有移动式翻料机，好氧发酵池底部设有池底曝气盘管，池底曝气盘管圆周上设有通气孔，通过铲车将好氧发酵池出料端的好氧发酵后物料放置在陈化料仓5中；用铲车将陈化料仓中的物料送至链板式给料机的上部料斗内，经均匀布料由皮带输送机输送至粉碎机6进料口，粉碎机的出料口与第一筛分机7的进料端连接；筛上物经皮带输送机输送返回至粉碎机的进料口再次粉碎；筛下物由皮带输送机送入配料仓8；配料仓和营养调节剂配料仓9的出料口与搅拌混合机10的进料口连通，搅拌混合机的出料口通过皮带输送机与造粒整形机11的进料口连接，造粒整形机的出料口通过皮带输送机与滚筒式烘干冷却一体化设备12的进料口连通；滚筒式烘干冷却一体化设备的前段与热风管道15入口连通，滚筒式烘干冷却一体化设备的后段与冷风管道17入口连通，滚筒式烘干冷却一体化设备中间设有废气排气装置16，滚筒式烘干冷却一体化设备的出料口与第二筛分机的进料口连接，第二筛分机13的筛上和筛下分别通过皮带输送机与定量包装机14连接。
所述废气排气装置包括彼此连通排气管道和布袋除尘器。
采用上述工艺既可以生产粉肥也可以生产粒肥。
粉肥的生产工艺：
(1)制肥原料来源及混配
有机物厌氧发酵产生的沼渣经过脱水后由皮带输送机输送到有机肥制肥车间的混匀原料堆场。根据制肥工艺的需要，必须对制肥原料的含水率及其含水的均匀性加以控制，因此需要根据沼渣含水量的不同在沼渣中混配适量的经粉碎后的植物秸秆，秸秆的混配工序在混匀原料堆场完成，混匀原料的含水率控制在60％。
混配方式是采用沼渣和秸秆分层平铺堆放，即铺一层沼渣、上面再铺一层碎秸秆、上面再铺一层沼渣，两种物料交替铺放，各自铺放的层厚度需要根据沼渣和秸秆含水率通过计算具体确定；料堆大小及高度可根据场地条件具体确定。
(2)布料及好氧发酵
每天向发酵池布一次料，采用铲车在混匀原料堆场的一侧开始至下而上进行取料，并分别送进若干条好养发酵池中，均匀地布到池的进料端，从此时开始原料即进入好氧发酵工序；次日由移动式翻料机进行翻料作业，在翻料过程中可将原料进一步混匀，同时将原料向发酵池出料端移动，并空出可满足一天布料量需要的进料端长度后，就开始当日的布料工序；按这个工序循环往复，直至物料到达发酵池出料端。至此制肥原料完成了整个好氧发酵周期，好氧发酵周期一般为10～15天。因而进料端和出料端的长度分别为好氧发酵池总长度的1/10～1/15。发酵周期的天数是根据发酵原料的成分和特点来确定的，重要的是将所有入池原料在好氧发酵周期内达到完全发酵好的目的。好氧发酵后物料的含水率控制在40％。
一般情况下发酵池的宽度为4-5m、高度为1.6-2m。发酵池的条数和长度，主要是根据场地条件、生产能力及根据原料条件确定的发酵周期来确定。
在好氧发酵过程中：由池底曝气盘管(曝气管圆周上设有密集有序的通气孔)向物料供给充足的新鲜空气，以满足物料好氧发酵对氧气的需求。
池底曝气盘管的安装方式和管上通气孔的排布、数量及供气压力的选择，主要是根据原料条件(包括透气性)、池内布料厚度来确定。因为在好氧发酵各个阶段物料对氧气需求量不同，在发酵池长度方向上采取分段定量供气方法。
(3)出料和陈化
采用铲车从发酵池出料端将发酵好的物料取出送到陈化区，按出料时间分别堆成陈化料堆进行物料陈化。正常情况下，生产粉肥的物料需要陈化20天，陈化后物料含水率控制在33％。
(4)破碎和筛分
采用铲车将经过陈化的物料送到链板式给料机上部料斗内，经均匀布料由皮带输送机输送到粉碎机，再由皮带输送机将粉碎后物料输送到筛分机进行筛分。筛上大颗粒物料经皮带输送机输送返回到皮带输送机再送到粉碎机继续粉碎；筛下≤2mm物料为合格有机肥原料，经皮带输送机输送到配料仓。
(5)配料和混合
配料系统设有4个配料仓，其中：1个是经过上述工序产出的有机肥配料仓，其余3个分别是N、P、K辅料仓。根据国家现行有机肥生产标准：①《有机肥料》(NY525-2012)、②《生物有机肥》(NY884-2012)③《城镇垃圾农用控制标准》(GB 8172-87)，按比例进行各组分配料，由仓下皮带输送机配好的料输送到搅拌混合机进行搅拌混合，再由皮带输送机将混合料输送到双向分料皮带输送机上。
(6)粉肥装袋
当生产粉肥时，经过上述配料后即完成了散装粉肥生产的全过程。为便于储存、销售、运输和农民施肥，本工艺设有粉肥自动计量装包功能，即由双向分料皮带输送机将粉肥输送到装包机装袋，并实现自动称量、自动装包。
粒肥的生产工艺：
制肥原料来源及混配及布料及好氧发酵的步骤与制备粉肥相同，生产粒肥的物料需要陈化10天，陈化后物料含水率控制在37％。
破碎和筛分以及配料和混合的步骤也与粉肥的制备相同。
制粒烘干冷却：
与氮磷钾配料结束后，由双向分料皮带输送机将粉肥输送到制粒机进行制粒。再由皮带输送机将粒肥输送到滚筒式烘干冷却筛分一体化设备进行烘干、冷却、筛分。烘干用热风由热风入口管道给入，在滚筒式烘干冷却筛分一体化设备的连续、匀速转动过程中，其前段经过热风将粒肥不断地烘干除湿，以提高粒肥颗粒的强度；中段通过滚筒尾部冷风进气口引入冷风将粒肥不断地冷却及进一步除湿，使粒肥达到有机肥生产标准的含水率要求；烘干和冷却后的废气由排气装置排出，经排气管道送到布袋除尘器除尘后达标排放。
筛分及粒肥装包：
在滚筒式烘干冷却筛分一体化设备的后段对冷却后的粒肥进行筛分，其筛下为细粒肥，筛上为粒肥，并分别由细粒肥装包机和粒肥装包机自动称量、自动装包。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
