[发明专利]城市粪便工业化生产农肥的方法

说明书

本发明涉及一种粪便加工处理、特别是城市居民粪便工业化生产农业肥料的工艺方法。

近年来国外许多国家如美国、西德、日本、加拿大等投入了大量的资金对粪便处理，特别是城市粪便的加工处理、综合利用进行研究、试验和开发。尤其是美国于1988年在夏威夷投资1000万美元，建成了称为“优利辛”（UиiSGи）的粪便综合利用研究室。它是一个集生物、能源、加工、种植为一体的综合利用系统工程。利用人、畜、禽粪便来生产肥料、饲料添加剂、低温干燥螺旋藻以及用以发电等。但这样的系统投资过于庞大，在我国目前的条件下，还难以实施。

我国的一些单位和个人在这一领域也开始进行研究和开发。如黑龙江省的魏文才等同声申请的“利用人粪尿加工成颗粒状有机肥料或饲料的方法”专利（申请号：89100043.7）公开了其生产的工艺方法流程，包括粪便的收集、脱水、粉碎、灭菌及干燥等步骤，但它存在着下述的缺点和问题：

1、工艺流程比较复杂，尤其是流程中采用了喷雾干燥塔和热式粉碎研磨机，势必使投资规模和运营、维护费用大大增加;

2、对热能的利用不当，如对原料先加热高温灭菌、再冷却，而后热风喷雾干燥，这样的工艺安排必定使能耗上升，因此产品成本亦随之上升;

3、未考虑生产过程中付产品的综合利用，如物料经脱水后分离出的液体肥料及生产过程中产生的沼气未加利用;

4、将液体肥料加热至70℃保持20分钟后排入江河，不仅耗能，更严重的是会造成二次污染;

5、未对产品的养分添加必要的补充成份变为高效复合肥料，而使产品肥效较差。

本发明的目的是克服上述现有技术之不足而提供一种城市粪便工业化生产农肥的新的工艺方法，它既可以生产出高效复合肥料，又综合利用其付产品，工艺流程简单合理，能耗低，从而使产品成本低廉。

这个目的通过下述的工艺步骤可以达到：

收集的粪便先经过厌氧发酵和初步灭菌处理;然后再经过卧式螺旋离心机进行脱水，分离出的稀液输入液体肥料罐贮存，再出售给用户;分离出的稠糊状及块状物料由螺旋输送机送至热风式槽型搅拌干燥造粒机进行破碎、造粒、干燥和最终灭菌处理;由干燥造粒机输出的颗粒状肥料经添加装置添加磷矿粉、微量稀土元素增效剂等添加剂后送至包装机包装成袋出售;发酵过程中产生的沼气供给热风炉燃烧，热风炉提供的热风经干燥造粒机后的尾气再为发酵提供热源，最后经除臭后排空。

本发明具有下述的优点和积极效果：

1、工艺流程简单，选用的工艺设备先进合理。如选用卧式螺旋离心机脱水效率高，投资少。再如，利用热风式槽型搅拌干燥造粒机的高速旋转的搅拌叶片将物料打碎扬起成为颗粒状弥漫于槽腔之内与通入的热风良好接触迅速干燥，腔内的高温将物料最后灭菌处理，于是实现了集破碎、造粒、干燥和灭菌于同一设备之中。由于被扬起的颗粒状物料能充分接触热风而迅速干燥，同时吸收大量热量而使热风温度急剧下降，而不会使肥料肥效降低。

2、工艺流程中对能源的利用合理得当，从而使能耗降低，产品成本下降。如利用干燥造粒机的尾气余热加热发酵池，发沼产生的大量沼气又用于热风炉的燃料。

3、对工艺流程中的付产品即离心机分离出的液肥收集再出售，既增加了产品品种，又做到了综合利用。

4、由于液肥不再排入江河，并对尾气排空进行了除臭处理，因此既解决了城市的粪便污染，又不会造成二次污染。

5、颗粒肥料装袋前加入添加剂制成高效复合肥，增加了肥效。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明方法的工艺流程示意图。

参看附图。申请人提供了一个班产2吨颗粒状高效复合肥料的中试工厂的实施方案。方案如下：

来自城市楼群化粪池及公共厕所的粪便物料15（一般约含水率为90%），先经过集料池1入口的栅格19进行粗滤除渣后进入集料池1，集料池的底部为斜面或锥面并与排渣口20相通，可以沉淀并定期排出砂石等难溶于水的杂质。接着用污水泵将集料池中的物料泵入发酵池2进行厌氧发酵及初步灭菌处理。发酵池中的物料用污水泵进行循环搅拌，利用流程中干燥造粒机的尾气余热加温（尾气温度在90～110℃范围内）。发酵过程中产生的沼气先存入贮气柜13，再送至热风炉7做补充燃料（约占热风炉燃料消耗之50%）。然后，用另一污水泵将发酵池中发酵腐熟后的物料泵入高位仓3并利用液位差输入卧式螺旋离心机4进行脱水。在本实施例中选用WL355×860型离心机。分离出的稀液含有丰富的氮，用管道输至液体肥料罐14向用户出售。分离出的泥块状物料（一般含水率≤65%）通过螺旋输送机5送入热风式槽型搅拌干燥造粒机6。该机为非标准设备，由申请人自行设计。干燥造粒机为卧式槽型，槽内由固定隔板和回转隔板分割成四个腔。每个固定隔板下均设有可调角度的百叶窗。回转隔板装在搅拌轴上，搅拌轴上还带有许多组搅拌叶片。为了防止物料的粘结，设有螺旋返料器。本实施例的干燥造粒机容积5.8立方米，其进口风温250℃，出口风温105℃，出口物料95℃，含水率约20%，该机由热风炉7提供热风干燥，炉排面积1500×1200mm²，燃料沼气的不足部分可补加煤、燃气等17。由引风机9引风，引风机采用Y5-и7-6C型。干燥造粒机排出的尾气经旋风分离器8除去固体物料后送至发酵池2加热，最后经除臭装置12除臭后排至大气16。干燥造粒机出口输出的颗粒状肥料（一般含水率20%）由皮带输送机输送，中间经添加装置10根据用户需要添加磷矿粉、微量稀土元素等添加剂后制成高效复合肥料，再送至包装机11包成袋装成品8，提供给用户。