[发明专利]利用腐植化微生物实现有机废水液态堆肥的方法及装置

权利要求书

1.利用腐植化微生物实现有机废水液态堆肥的装置，其特征在于，由调节池(1)、一级发酵池(2)、腐植化微生物培养装置(3)、二级发酵池(4)、熟化池(5)、固液分离装置(6)和固形物脱水装置(7)组成；调节池(1)、一级发酵池(2)、二级发酵池(4)、熟化池(5)和固液分离装置(6)顺次以管道连接，固液分离装置(6)通过泥浆泵连接至固形物脱水装置(7)，腐植化微生物培养装置(3)通过管道向一级发酵池(2)相连，调节池(1)通过提升泵经管道与腐植化微生物培养装置(3)相连，熟化池(5)通过回流泵管道与一级发酵池(2)相连；调节池(1)、一级发酵池(2)、腐植化微生物培养装置(3)、二级发酵池(4)和熟化池(5)的有效容积比例为50：100：1：150：200，一级发酵池(2)、腐植化微生物培养装置(3)、二级发酵池(4)和熟化池(5)的底部设置曝气装置(9)，由鼓风机风机输送空气；调节池(1)、一级发酵池(2)、二级发酵池(4)以及熟化池(5)内的液位高度一致。

2.根据权利要求1所述的利用腐植化微生物实现有机废水液态堆肥的方法及装置，其特征在于，调节池(1)内设置一个或多个桨式搅拌装置(8)；曝气装置(9)为平板式微孔曝气头；固液分离装置(6)为气浮式固液分离装置、重力沉降式沉淀装置或过滤式固液分离装置的一种；固形物经脱水装置(7)为板式压滤装置、离心脱水装置或螺杆式挤压脱水装置中的一种；在一级发酵池(2)和二级发酵池(4)内均设有矿物填料(10)；矿物填料(10)的外形为柱状，由不锈钢网制成，直径为20~25cm，长度为两个发酵池有效深度的80%，体内填充天然矿物构成，包含云母石10-20%、石英砂30-50%、轻石30-40%、麦饭石10-20%，所有矿石均加工成3-5cm大小的碎块，均匀混合；填料设置密度为2-4个/m²，填料间距不小于25cm。

3.根据权利要求1所述的利用腐植化微生物实现有机废水液态堆肥的方法及装置，其特征在于，腐植化微生物培养装置(3)由培养罐(11)、微生物发生器(12)、曝气装置(9)、温控装置(13)和放流阀(14)组成；培养罐(11)为不锈钢材制作的圆柱形罐体，上方无盖，下端呈圆锥形，圆锥形顶端设置放流阀(14)；培养罐(11)外层设置温控装置(13)；微生物发生器(12)通过绳索或支架等固定方式设置于培养罐(11)内；微生物发生器(12)由不锈钢材质的外筒(15)和内筒(16)构成；外筒(15)和内筒(16)均为圆柱形；内筒壁开有若干个直径为8mm的圆孔，圆孔覆盖率占筒壁表面积的25%-30%，内筒(16)直径为外筒(15)直径的1/3，内筒(16)高度为外筒(15)高度的1/2，内筒(16)竖直置于外筒(15)内，位于外筒(15)内部中央；外筒(15)的筒壁开有若干个直径为1mm的圆孔，圆孔覆盖率占筒壁表面积的25%-30%；外筒(15)和内筒(16)之间填充矿物层，包含云母石10-20%、花岗岩30-50%、轻石30-40%、麦饭石10-20%，所有矿石均加工成1.5-3cm大小的碎块，均匀混合；内筒(16)中填充腐植化微生物源，腐植化微生物源为活性腐殖土中混合体积为5%的直径为1-1.5cm的轻石碎块以及1%的直径为1-1.5cm的黑曜岩碎块，取无人为污染的新发育形成的腐殖土，经过筛选去除大质后，粉碎至粒径小于1cm的状态作为腐殖土原料，取腐殖土原料、红糖、淀粉、稻壳、骨粉，按质量比40-60:1-1.5:5-8:15-25：3-5的比例混合后，调整含水率为55%-60%，于密闭容器中，保持30-35℃堆沤25-35天后取出，在50℃下烘干至含水率为15%以下，得到活性腐殖土；培养罐(11)罐体直径为微生物发生器(12)的3-5倍，有效深度为微生物发生器(12)高度的3-5倍。

4.利用腐植化微生物实现有机废水液态堆肥的方法，其特征在于，具体步骤为：

1）有机污水经收集后泵入调节池（1），若污水中含有大块固态有机物，则需要破碎至粒径小于5mm的状态后混入污水中，污水中总固体含量不超过3%；调节池（1）内利用氢氧化钠或盐酸将污水pH调整至6.5-8.0之间，通过桨式搅拌装置(8)使污水和固形物充分混匀并保持悬浮状态；

2）污水进入一级发酵池（2），并且将污水加入到腐植化微生物培养装置（3）中，当有机污水原水中五日生化需氧量<600mg/L，总氮<150mg/L时，需外加营养液到腐植化微生物培养装置（3）中；外加营养液的制作方式为，在单位体积的水中加入新鲜腐植土浸出液15%-20%，红糖2.5-3%，尿素0.5-1%，可溶性淀粉2-3%，硫酸亚铁（七水）0.05-0.1%，硝酸钾0.05-0.1%，磷酸钾0.05-0.1%，其中新鲜腐植土浸出液的制作方法为：将1份新鲜腐殖土与3-5份0.8-0.1mol/L的氢氧化钠溶液混合搅拌30min，经过滤得到澄清液，再用盐酸调制PH6.0-7.0之间；在温度保持在25-35℃、溶解氧保持在2.5-3.5mg/L的条件下培养48-72小时后，培养罐（11）中液体的90%作为接种液通过放流阀（14）导入至一级发酵池（2）后，再补充新的污水或营养液至培养罐（11）内再次重复一个培养周期；

3）腐植化微生物培养装置（3）序批式的向一级发酵池（2）提供微生物培培养液，一级发酵池（2）间歇得到腐植化微生物培养装置（3）提供的微生物培养液后，污水停留时间为5-7d，溶解氧浓度保持在2.5-3.5mg/L，水温20℃以上，最适温度范围为28-30℃的条件下发酵；

4）根据上一步水力停留天数，每隔24h一级发酵池（2）中的发酵液的天数之一靠重力进入二级发酵池（6），污水在二级发酵池（6）内的水力停留时间为7-9d，溶解氧浓度保持在2.5-3.5mg/L的水平；

5）根据上一步水力停留天数，每隔24h二级发酵池（6）中的发酵液的天数之一进靠重力流入熟化（5）池，在熟化池（5）内，水力停留时间为9-11d，溶解氧浓度保持在1.5-2mg/L，熟化后按一级发酵池（2）每次进水量的1%的比例回流熟化阶段的发酵液；

6）根据上一步水力停留时间，每隔24h从熟化池（5）中排出发酵混合液至固液分离装置（6）进行固液分离，发酵混合液在固液分离装置（6）中的停留时间为30min，分离后的固态物经固形物脱水装置（7）脱水，挤压出的液体与固液分离后的液体作为HMC发酵液合并转入贮存容器，固态物经固形物脱水装置（7）间歇式的向外排出堆肥产物，间歇间隔为24h；

7）腐植化微生物培养装置（3）批次微生物培养开始时，添加1%的HMC发酵液。