本發(fā)明屬于城市污泥和餐廚垃圾環(huán)保無害化處理與資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

據(jù)有關(guān)機構(gòu)的統(tǒng)計，至2016年，我國每年污水處理產(chǎn)生的城市污泥超過3500萬噸，餐廚垃圾每年的產(chǎn)生量也達到4300多萬噸，至2020年，預(yù)計城市污泥每年的產(chǎn)生量將達到6000萬噸，餐廚垃圾每年的產(chǎn)生量將按近5000萬噸，城市污泥和餐廚垃圾的環(huán)保處理與資源化利用的形勢越來越嚴峻。

目前，我國的城市污泥和餐廚垃圾處理率仍然很低，其中城市污泥的規(guī)范處理處置率達不到30％，餐廚垃圾更是還達不到總量的10％，未經(jīng)處理的城市污泥隨地丟棄，帶來了嚴重的環(huán)境二次污染，而餐廚垃圾大量流入小作坊，成為了提煉地溝油的原料，嚴重威脅到我國的食品安全和人民群眾的身體健康。

為了解決城市污泥和餐廚垃圾的處理，消除其污染和危害人民群眾身體健康的隱患，解決好環(huán)境保護和民生問題，“十二五”以來，國家相關(guān)部委組織開展城市污泥安全環(huán)保處理處置和餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點工作，建設(shè)了一批處理示范項目，取得了一定的實效。但示范項目還面臨處理技術(shù)較為單一、成本居高不下、盈利模式不清晰、市場運行不規(guī)范等突出問題，相當大一部分項目無法正常運行，制約我國城市污泥和餐廚垃圾處理產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

究其原因，主要是技術(shù)問題的制約，我國目前城市污泥處理有干化焚燒、干化填埋和發(fā)酵制備有機肥料土地利用等主要處理處置方式，而發(fā)酵制備有機肥料土地利用又將成為未來的主流方向，然而發(fā)酵制備有機肥料的技術(shù)工藝也遇到了很大的障礙，主要是城市污泥有機質(zhì)含量普遍較低，碳源和氮源滿足不了好氧發(fā)酵要求，發(fā)酵性能差，要改善發(fā)酵性能需要向其中添加米糠、麥麩等營養(yǎng)豐富的有機物料，而這些有機物料本身是養(yǎng)殖飼料原料，價格也很高，因此也導(dǎo)致城市污泥發(fā)酵制備有機肥料的成本很高，而且還很難以保證持續(xù)大量供應(yīng)。

餐廚垃圾處理的技術(shù)主要選擇厭氧發(fā)酵技術(shù)，技術(shù)單一而且工藝復(fù)雜，處理過程并沒有實現(xiàn)餐廚垃圾的完全處理與利用，還有大量的污染物產(chǎn)生，即餐廚垃圾收集回來后經(jīng)過分揀、固液分離、油水分離、制漿、厭氧發(fā)酵、沼渣處理、沼液廢水處理，而獲得的產(chǎn)品是沼氣，但處理末端的沼渣污泥、污水仍然未能達標排放，還需要大量的成本進行處理，而沼氣的能源收入及政府的處理費補貼根本無法覆蓋沼渣污泥和污水的處理成本。

因此，研發(fā)工藝更加簡單直接、成本更低、沒有剩余污染物的城市污泥和餐廚垃圾處理和資源化利用技術(shù)依然十分迫切和必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，所要解決的技術(shù)問題是使城市污泥和餐廚垃圾的無害化處理及資源化利用工藝更加簡單、環(huán)保性更高、處理成本更低，而且一步到位地解決城市污泥和餐廚垃圾的無害化處理和資源化利用的技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明公開了一種城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的方法，其包括以下步驟：

步驟s1：餐廚垃圾破碎制漿：將餐廚垃圾通過破碎制漿設(shè)備破碎研磨成水分60％～95％的餐廚垃圾料漿。該餐廚垃圾料漿的水分范圍較佳為70％～80％。

步驟s2：配料調(diào)節(jié)水分：將城市污泥與將步驟s1中制得的餐廚垃圾料漿按2：8～8：2的比例調(diào)配的同時再與有機干物料摻混，調(diào)節(jié)水分至35％～55％。調(diào)節(jié)水分范圍較佳為40％～50％。

步驟s3：攪拌勻料：通過攪拌設(shè)備將步驟s2中的城市污泥、餐廚垃圾料漿和有機干物料攪拌均勻。

步驟s4：好氧發(fā)酵：將步驟s3中完成攪拌的城市污泥和餐廚垃圾有機物料投放入托盤式或/和帶式立體發(fā)酵設(shè)備中進行好氧發(fā)酵。

步驟s5：肥料加工：將步驟s4中完成發(fā)酵的城市污泥和餐廚垃圾發(fā)酵有機物料一部分用于加工生產(chǎn)肥料產(chǎn)品，另一部分回用于步驟s2與新鮮的城市污泥和餐廚垃圾料漿摻混循環(huán)發(fā)酵。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。

前述的城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的方法，步驟s1還包括餐廚垃圾破碎制漿前經(jīng)過固液分離；還包括通過人工或機械設(shè)備將其中的無機雜質(zhì)進行分離；所述餐廚垃圾料漿顆粒小于10mm。該餐廚垃圾料漿顆粒尺寸較佳是小于8mm。

步驟s2中的有機干物料為城市污泥和餐廚垃圾發(fā)酵有機物料與其他發(fā)酵有機物料或/和未發(fā)酵有物料的混合物；所述配料通過自動配料設(shè)備完成。

所述的其他發(fā)酵有機物料為水分含量小于35％的發(fā)酵畜禽糞便。

步驟s3還包括完成攪拌的城市污泥和餐廚垃圾有機物料通過破碎設(shè)備破碎成粉狀。

步驟s4中所述的好氧發(fā)酵時間為2～10天。該好氧發(fā)酵時間較佳為5～10天。該好氧發(fā)酵時間最佳為7～9天。

步驟s5還包括將發(fā)酵成熟的城市污泥和餐廚垃圾發(fā)酵有機物料直接加工包裝成粉狀有機肥產(chǎn)品，或通過擠壓造粒設(shè)備擠壓成顆粒態(tài)有機肥料產(chǎn)品，或添加大中微量營養(yǎng)元素加工成粉狀功能有機肥料產(chǎn)品或通過擠壓造粒設(shè)備擠壓成顆粒態(tài)功能有機肥料產(chǎn)品、有機-無機肥料產(chǎn)品；所述的城市污泥和餐廚垃圾發(fā)酵有機物料回用于步驟s2中占所述的有機干物料的比例≥30％。

依據(jù)本發(fā)明提出的一種城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括餐廚垃圾制漿子系統(tǒng)、發(fā)酵子系統(tǒng)、肥料加工子系統(tǒng)；所述發(fā)酵子系統(tǒng)連接在餐廚垃圾制漿子系統(tǒng)的輸出端，肥料加工子系統(tǒng)連接在發(fā)酵子系統(tǒng)的輸出端；

所述的餐廚垃圾制漿子系統(tǒng)由無機雜質(zhì)分離設(shè)備或/和制漿設(shè)備構(gòu)成；

所述的發(fā)酵子系統(tǒng)依次由托盤式或/和帶式立體發(fā)酵設(shè)備構(gòu)成；

所述的肥料加工子系統(tǒng)由擠壓造粒設(shè)備連接構(gòu)成。

較佳地，前述的城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料生產(chǎn)系統(tǒng)，其所述的托盤式或帶式立體發(fā)酵設(shè)備配備有發(fā)酵配料裝置或/和發(fā)酵攪拌裝置、發(fā)酵破碎裝置、發(fā)酵輸送裝置；

所述的擠壓造粒設(shè)備前端連接安裝有加工配料裝置或/和加工攪拌裝置、加工破碎裝置、加工輸送裝置。

較佳地，前述的城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料生產(chǎn)系統(tǒng)，其所述的托盤式或帶式立體發(fā)酵設(shè)備后端還連接安裝有發(fā)酵熟料稱量包裝裝置；

所述的擠壓造粒設(shè)備后端還連接安裝有冷卻裝置、顆粒篩分裝置和顆粒稱量包裝裝置。

較佳地，前述的城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料生產(chǎn)系統(tǒng)，其所述的冷卻裝置是圓筒轉(zhuǎn)鼓冷卻機或網(wǎng)帶式冷卻機。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法至少具有以下優(yōu)點及有益效果：

一是利用餐廚垃圾提升城市污泥營養(yǎng)成分及發(fā)酵性能，大幅度降低城市污泥處理成本。利用餐廚垃圾高有機質(zhì)和高氮含量的特性，與污泥協(xié)同處理后很好解決了城市污泥發(fā)酵制備有機肥料過程中碳源和氮源無法滿足好氧發(fā)酵要求、發(fā)酵性能差的關(guān)鍵技術(shù)問題，無需再向其中添加米糠、麥麩等營養(yǎng)豐富的有機物料，既節(jié)省大量的社會糧食資源，又大幅度降低城市污泥的處理處置成本。

二是技術(shù)工藝簡單，城市污泥和餐廚垃圾無害化處理與資源化利用一步到位。餐廚垃圾收集回來后一體化制漿與城市污泥協(xié)同處理全部處理加工轉(zhuǎn)化為肥料，過程中餐廚垃圾無需進行固液分離、油水分離、厭氧發(fā)酵、沼渣處理、沼液廢水處理等復(fù)雜工序，實現(xiàn)城市污泥和餐廚垃圾的完全處理與全量利用，無二次污染物產(chǎn)生和排放。

三是生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟效益好，更利于推廣與普及。由于技術(shù)工藝簡單，餐廚垃圾處理過程能量損失少，而且無需處理沼液廢水、沼渣污泥等二次污染物，處理成本較現(xiàn)有厭氧處理制沼氣技術(shù)工藝有顯著降低。

四是實現(xiàn)了以廢治廢而且可以生產(chǎn)出高品質(zhì)的肥料產(chǎn)品，資源化經(jīng)濟效益顯著，可以大幅度減少政府的處理費補貼，處理項目適應(yīng)能力更強，更利于技術(shù)的推廣與普及，更好解決餐廚垃圾處理的社會問題。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖,詳細說明如下。

附圖說明

圖1是本發(fā)明城市污泥與餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料方法的工藝流程圖。

圖2是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)的主視示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)的主視示意圖。

圖5是本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。

圖6是本發(fā)明實施例三的結(jié)構(gòu)的主視示意圖。

圖7是本發(fā)明實施例三的結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。

【主要元件符號說明】

1：餐廚垃圾制漿子系統(tǒng)11：無機雜質(zhì)分揀設(shè)備

12：制漿設(shè)備2：發(fā)酵子系統(tǒng)

21：托盤式立體發(fā)酵設(shè)備22：帶式立體發(fā)酵設(shè)備

23：發(fā)酵配料裝置24：發(fā)酵攪拌裝置

25：發(fā)酵破碎裝置26：發(fā)酵輸送裝置

27：發(fā)酵熟料篩分裝置28：發(fā)酵熟料稱量包裝裝置

3：肥料加工子系統(tǒng)31：擠壓造粒設(shè)備

32：加工配料裝置33：加工攪拌裝置

34：加工破碎裝置35：加工輸送裝置

36：冷卻裝置37：顆粒篩分裝置

38：顆粒稱量包裝裝置

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效,以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的生產(chǎn)系統(tǒng)具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。

本發(fā)明城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的方法，包括以下步驟：

步驟s1：餐廚垃圾破碎制漿：將餐廚垃圾通過破碎制漿設(shè)備破碎研磨成水分60％～95％的餐廚垃圾料漿；

步驟s2：配料調(diào)節(jié)水分：將城市污泥與將步驟s1中制得的餐廚垃圾料漿按2：8～8：2的比例調(diào)配的同時再與一定比例的有機干物料摻混，調(diào)節(jié)水分至35％～55％；

步驟s3：攪拌勻料：通過攪拌設(shè)備將城市污泥、餐廚垃圾料漿和有機干物料攪拌均勻；

步驟s4：好氧發(fā)酵：將完成攪拌的城市污泥和餐廚垃圾有機物料投放入托盤式或/和帶式立體發(fā)酵設(shè)備中進行好氧發(fā)酵；

步驟s5：肥料加工：將完成發(fā)酵的城市污泥和餐廚垃圾發(fā)酵有機物料一部分用于加工生產(chǎn)肥料產(chǎn)品，一部分回用于步驟s2步驟與新鮮的城市污泥和餐廚垃圾料漿摻混循環(huán)發(fā)酵。

在本發(fā)明城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的方法的一個具體實施例中，其具體步驟如下：

步驟s1：餐廚垃圾破碎制漿：將收集的餐廚垃圾投放入無機雜質(zhì)分揀設(shè)備，使其中的飲料罐、包裝袋等無機雜質(zhì)與有機餐廚垃圾分離，將分離后純的餐廚垃圾投放入破碎制漿設(shè)備破碎研磨成顆粒3～5mm、水分75％的餐廚垃圾料漿；

步驟s2：配料調(diào)節(jié)水分：將水分80％的城市污泥和水分75％的餐廚垃圾料漿、水分25％的城市污泥和餐廚垃圾發(fā)酵有機物料和水分30％的發(fā)酵豬糞分別投放入配料裝置的投料倉，配料裝置按設(shè)定的0.5：0.5：1：0.3比例分別投放城市污泥、餐廚垃圾料漿、城市污泥和餐廚垃圾發(fā)酵有機物料和發(fā)酵豬糞，使城市污泥、餐廚垃圾料漿、城市污泥和餐廚垃圾發(fā)酵有機物料和發(fā)酵豬糞摻混的水分調(diào)節(jié)至48.47％；

步驟s3：攪拌勻料：將步驟s2中完成配料的城市污泥、餐廚垃圾料漿、城市污泥和餐廚垃圾發(fā)酵有機物料和發(fā)酵豬糞投放入攪拌設(shè)備中攪拌均勻，然后投放入鏈式破碎機中破碎成均勻的粉狀物料；

步驟s4：好氧發(fā)酵：將完成攪拌和破碎的城市污泥和餐廚垃圾混合有機物料投放入托盤式立體發(fā)酵系統(tǒng)進行好氧發(fā)酵5天，其間6～12小時，物料的發(fā)酵溫度升高至60℃以上，96～120小時后物料的發(fā)酵溫度開始逐步降低回到常溫，城市污泥和餐廚垃圾混合有機物料發(fā)酵結(jié)束，轉(zhuǎn)化為水分含量25％的城市污泥和餐廚垃圾發(fā)酵有機物料；

步驟s5：肥料加工：將完成發(fā)酵的城市污泥和餐廚垃圾發(fā)酵有機物料的40％通過擠壓造粒設(shè)備擠壓成顆粒態(tài)有機肥料產(chǎn)品，其余60％回用于步驟s2與新鮮的城市污泥和餐廚垃圾料漿摻混循環(huán)發(fā)酵。

本發(fā)明的城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料生產(chǎn)系統(tǒng)的具體實施方式如下。

實施例一：

請參閱圖2、圖3所示，本發(fā)明城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的生產(chǎn)系統(tǒng)由餐廚垃圾制漿子系統(tǒng)1、發(fā)酵子系統(tǒng)2、肥料加工子系統(tǒng)3構(gòu)成；所述的發(fā)酵子系統(tǒng)2連接在所述的餐廚垃圾制漿子系統(tǒng)1的輸出端，所述的肥料加工子系統(tǒng)3連接在所述的發(fā)酵子系統(tǒng)2的輸出端。

為減少雜質(zhì)以免影響后續(xù)產(chǎn)品的品質(zhì)以及加速微生物發(fā)酵進程，將餐廚垃圾進行高度的分解，在對城市污泥和餐廚垃圾進行好氧發(fā)酵前需要將餐廚垃圾制漿，所述的餐廚垃圾制漿子系統(tǒng)1由無機雜質(zhì)分離設(shè)備11和制漿設(shè)備12構(gòu)成，所述的餐廚垃圾制漿設(shè)備12連接在所述無機雜質(zhì)分離設(shè)備11的后端，餐廚垃圾經(jīng)無機雜質(zhì)分離設(shè)備11將其中的無機雜質(zhì)分離出來，之后輸送入所述的餐廚垃圾制漿設(shè)備12制成料漿。

為了提高城市污泥和餐廚垃圾的發(fā)酵效率、環(huán)保性，同時盡可能提高場地的利用率，所述的發(fā)酵子系統(tǒng)2由托盤式立體發(fā)酵設(shè)備21構(gòu)成。為了提高發(fā)酵作業(yè)的效率同時獲得更好的發(fā)酵效果，所述的托盤式立體發(fā)酵設(shè)備21配備安裝有發(fā)酵配料裝置23、發(fā)酵攪拌裝置24、發(fā)酵破碎裝置25和發(fā)酵輸送裝置26，其中所述的發(fā)酵配料裝置23是自動控制配料裝置，所述的發(fā)酵攪拌裝置24是雙軸螺旋攪拌機，所述的發(fā)酵破碎裝置25是立式鏈式破碎機，所述的發(fā)酵輸送裝置26是皮帶輸送機。

為了滿足市場對顆粒肥料產(chǎn)品的需求，城市污泥和餐廚垃圾完成發(fā)酵轉(zhuǎn)化成發(fā)酵熟料后往往需要能夠加工成顆粒型產(chǎn)品，同時為了能夠在產(chǎn)品中精準地添加各種大中微量營養(yǎng)元素，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，所述的肥料加工子系統(tǒng)3由擠壓造粒設(shè)備31、加工配料裝置32、加工攪拌裝置33、加工破碎裝置34、加工輸送裝置35、顆粒篩分裝置37和顆粒稱量包裝裝置38構(gòu)成，其中所述的擠壓造粒設(shè)備31是平模擠壓造粒機，所述的加工配料裝置32是自動控制配料裝置，所述的加工攪拌裝置33是雙軸螺旋攪拌機，所述的加工破碎裝置34是立式鏈式破碎機，所述的加工輸送裝置35是皮帶輸送機，所述的顆粒篩分裝置37是振動篩分機，所述的顆粒稱量包裝裝置38是自動稱量、套袋、縫包包裝機，所述的加工配料裝置32連接安裝在所述的所述的加工攪拌裝置33前端，所述的加工破碎裝置34連接安裝在所述的加工攪拌裝置33的后端，所述的擠壓造粒設(shè)備31通過所述的加工輸送裝置35連接安裝在所述的加工破碎裝置34的后端，所述的顆粒篩分裝置37通過所述的加工輸送裝置35連接安裝在所述的擠壓造粒設(shè)備31的后端，所述的顆粒稱量包裝裝置38通過所述的加工輸送裝置35連接安裝城所述顆粒篩分裝置37的后端。

實施例二：

請參閱圖4、圖5所示，本發(fā)明城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的生產(chǎn)系統(tǒng)的實施例二與實施例一相似，區(qū)別僅在于：

所述的發(fā)酵子系統(tǒng)2由帶式立體發(fā)酵設(shè)備22構(gòu)成。當城市污泥和餐廚垃圾完成發(fā)酵轉(zhuǎn)化成發(fā)酵熟料后需要直接作為有機肥料使用時，在所述的帶式立體發(fā)酵設(shè)備22后端依次連接安裝發(fā)酵熟料篩分裝置27和發(fā)酵熟料稱量包裝裝置28，所述的發(fā)酵熟料篩分裝置27通過所述發(fā)酵輸送裝置26連接安裝在所述帶式立體發(fā)酵設(shè)備22的后端，所述的發(fā)酵熟料稱量包裝裝置28通過發(fā)酵輸送裝置26連接安裝在所述的發(fā)酵熟料篩分裝置27的后端；所述的發(fā)酵熟料篩分裝置27是振動篩分機；所述的發(fā)酵熟料稱量包裝裝置28是自動稱量包裝機。

實施例三：

請參閱圖6、圖7所示，本發(fā)明城市污泥和餐廚垃圾協(xié)同處理制備肥料的生產(chǎn)系統(tǒng)的實施例三與實施例一相似，區(qū)別僅在于：

當系統(tǒng)需要生產(chǎn)加工低水分含量的顆粒肥料產(chǎn)品，擠壓后顆粒肥料產(chǎn)品溫度較高達不到包裝的溫度要求時，需要對顆粒肥料產(chǎn)品進行強制冷卻后進行稱量包裝，因此在所述的肥料加工子系統(tǒng)3設(shè)置安裝顆粒冷卻裝置36；所述的顆粒冷卻裝置36通過加工輸送裝置35連接安裝在所述的擠壓造粒設(shè)備31的后端、所述的顆粒篩分裝置37的前端；所述的顆粒冷卻裝置36是圓筒轉(zhuǎn)鼓冷卻機，也可以是帶式冷卻機。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。