[发明专利]一种利用污泥堆肥法加速塑料薄膜性能老化的加速反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种老化的加速装置，特别是涉及一种利用高含水率污泥好厌氧堆肥，塑料薄膜性能老化的加速反应器。

技术背景

1.关于污泥堆肥

污泥(Sludge)是一种介于液体和固体之间的浓稠物，是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。目前主要的污泥来源是市政污泥(Civil sludge)。污水污泥处理是目前世界各国共同面临的环境问题。污泥成份复杂，有毒有害物质含量高，极易通过大气、水体、食物链等各种途径造成二次污染，危及人类健康。在我国，随着近年来各地城市迅速扩大发展，城市污泥处理系统的不断完善，污水污泥产量逐年剧增；再加上我国缺乏足够的认识重视和合理的规划管理，资金投入严重不足，污泥处理处置严重滞后。污泥堆肥化是依靠污泥中的细菌、放线菌、真菌等微生物在一定的人工条件下，有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。它是实现污泥减量化、无害化、稳定化及资源化较为有效的一种处理方法。

污泥堆肥化按原理可分为厌氧堆肥与好氧堆肥两种。两种方法各有千秋。厌氧堆肥的优点在于自身能耗少，不需外部供氧，运转费用低，且厌氧发酵能够产生高热值的气体燃料-甲烷，是人们利用生物能的一种重要手段，但其处理周期相对较长；好氧堆肥因有机物降解速度快，较充分，堆肥周期短，环境条件较好等优点而被广泛应用。

传统的堆肥方式，成本虽然低，但占用的地面面积大，容易造成环境的二次污染；采用简易性的箱式堆肥方式，仍存在一定的问题，包括了污泥含水率过高问题、堆肥过程存在氮、磷等营养成份的损失的问题、重金属污染问题。

2.关于塑料薄膜材料老化性能的测试与表征

从2008年6月1日起，我国正式实施“限塑令”，在全国范围内实行塑料购物袋有偿使用制度，并禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋。这一限令的颁布，除了表明我国在环境保护意识方面的提高之外，更表明了我国对于当前废弃材料特别是塑料所引起的固废污染有了更为深刻的认识。

污泥中富含各种细菌和微生物，经研究表明，将塑料薄膜材料置于污泥中，由于微生物的存在，能大大加速材料的老化过程，而这就为我们研究塑料薄膜材料的老化性能提供了条件。传统的塑料薄膜材料老化性能测试方法主要有土埋法、碳弧灯人工气候老化试验、氙灯人工气候老化试验、荧光紫外灯人工气候老化试验等等。这些方法各有各的优缺点。就土埋法而言，其实质就是研究塑料薄膜材料在天然土壤环境中的自然老化的速度。它简便且易于操作，然而他的缺点在于实验周期过于长，往往要耗费上年乃至数年的时间。而由于污泥的特殊成分特征，将它应用于材料的埋片试验，便能大大的缩短其实验时间，有利于实验室的大批量测试塑料材料的老化性能。

研究塑料薄膜材料在污泥堆肥条件下的老化性能，特别是可堆肥材料在污泥堆肥条件下的老化性能，即能做为日后材料老化性能表征的一种定性方法，加以推广应用，更能为材料特别是塑料的综合治理提供其生物降解性能方面的科学数据。此外，将污泥的堆肥化处理与材料的堆肥条件下老化性能表征融为一体来思考，更是在固废综合整治方面迈出了重要的一步。

发明内容

鉴于目前污泥堆肥中所面临的上述问题，以及本着深入研究材料在污泥堆肥条件下的老化性能的目的，本发明的目的就是要设计一种利用污泥堆肥加速塑料薄膜性能老化的加速反应器。

本发明主要由以下技术方案实现：加速反应器由主反应罐系统、保温控温系统、搅拌系统、通风控氧系统、滤液回灌系统和材料加速老化样品承载系统组成。

其中，主反应罐系统的主体为主反应罐，呈圆柱形，并分割为反应室和滤液收集室；保温控温系统位于主反应罐外侧，通过位于反应室的上下两端的短温度传感器、位于反应室中间的长温度传感器、空气热交换器及主控制室上的控制开关来控制罐体内的温度；搅拌系统电机位于主反应罐的罐体外上部，搅拌叶片位于反应室内中轴线上；通风控氧系统中排气口位于罐体上方，进气口位于罐体下方；滤液回灌系统位于罐体之外，通过回流管道与主反应罐相连；材料加速老化承载系统设置在主反应罐的侧壁上。