專利名稱：用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在短時間周期內(nèi)從諸如生物學處理的污泥和動物糞便之類的有機廢物中生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的無氣味產(chǎn)品的設備和方法。
背景技術：
作為再循環(huán)諸如生物學處理的污泥、垃圾和動物糞便之類的有機廢物的處理方法，有制堆肥的方法、烘干的方法和碳化的方法。
制堆肥的方法是使有機廢物發(fā)酵的方法。根據(jù)該方法，氣味成分被降解，而有機物穩(wěn)定地保持在獲得的成熟堆肥中。這樣的堆肥具有極好的處理性能。然而，為了獲得這樣的成熟堆肥，需要諸如幾十天到一百幾十天的長發(fā)酵期限。
根據(jù)烘干方法，通過諸如熱空氣烘干器之類的烘干器來加熱和烘干有機廢物，以蒸發(fā)和去除有機廢物中的濕氣，從而獲得具有30-0％的濕氣含量的烘干的產(chǎn)品。根據(jù)碳化方法，通過使用碳化設備，通過加熱和蒸餾有機廢物來碳化有機廢物，以去除有機廢物中的濕氣，且即使在完全去除了有機廢物中的濕氣以后還持續(xù)加熱它們，以保持200-900℃的溫度。因此，碳化方法在更短時間周期內(nèi)實現(xiàn)了處理。
來自有機廢物的加熱和烘干的產(chǎn)品只是通過蒸發(fā)有機廢物的濕氣來獲得。因此，當原料是垃圾時，該加熱和烘干的產(chǎn)品具有相對好的特性，但是當原料是通過生物學處理排泄物或者廢物產(chǎn)生的污泥時，容易降解的有機物和氣味成分保留在產(chǎn)品中。因此，該加熱和烘干的產(chǎn)品在氣味和處理性能方面比成熟堆肥要差，這樣，仍然具有在農(nóng)田中使用不穩(wěn)定的問題。
通過碳化獲得的產(chǎn)品是無氣味的。然而，由于碳化了有機物，所以該產(chǎn)品沒有像有機肥料一樣的作用，使得它只能用作土壤改良劑。由于重量極大地減小，所以物質(zhì)中的鹽濃縮。因此，該產(chǎn)品具有另一個問題，即，在處理期間鹽濃度是如此的高。由于有機物被部分地燃燒，所以該產(chǎn)品仍然具有另一個問題，即，類似于焚化設備的戴奧辛排放。
在JP2001-130990A中提出的是通過在加熱和烘干有機廢物以后在100-200℃的溫度下熱處理有機廢物來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法和設備。根據(jù)該方法和設備，通過加熱來烘干有機廢物，且在100-200℃的相對低的溫度下持續(xù)加熱，從而獲得像成熟堆肥一樣的產(chǎn)品，其沒有氣味，具有充分的有機物和相對低的鹽濃度，以及在大約10-20小時的短時間周期中適用于有機肥料。
由于來自普通垃圾的堆肥是由于用微生物降解有機物(也就是，發(fā)酵有機物)來獲得的，所以穩(wěn)定了在堆肥中的有機物。因此，當進入土壤時降解速度較慢，使得不可能由于快速降解產(chǎn)生缺氧。此外，由于去除了氣味成分，所以該堆肥沒有或者只有很小的惡氣味。然而，根據(jù)制堆肥的方法，由于通過微生物的作用(發(fā)酵)來穩(wěn)定有機物來去除了氣味成分，所以，需要長時間周期來產(chǎn)生該成分。
根據(jù)JP2001-130990A的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)是通過烘干以后加熱降解有機廢物獲得的，且因此是無氣味的，類似于由制堆肥方法獲得的成熟堆肥，且具有穩(wěn)定了的有機物。根據(jù)JP2001-130990A的方法和設備，作為原料的有機廢物在加熱和烘干以后通過熱處理有機廢物來實現(xiàn)熱變性。因此，像成熟堆肥一樣的有機肥料可以在短時間周期(一天或者更短)內(nèi)通過沒有發(fā)酵過程的相對低溫的過程來獲得。
用于生產(chǎn)在JP2001-130990A中公開的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備是成批處理型的設備，其包括水平型圓柱形加熱容器，原料(有機廢物)供給到該容器。然后，加熱、烘干，且熱處理原料。這樣獲得的產(chǎn)品(像成熟堆肥一樣的物質(zhì))從加熱容器排出。在用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備中，由于通過直接加熱來加熱有機廢物可能引起著火，所以通常使用間接加熱的方法，其中，提供罩子來包圍加熱容器，且加熱介質(zhì)在罩子中循環(huán)，從而加熱物質(zhì)。
在JP2002-28608A中提出的是通過在加熱和烘干有機廢物以后熱處理有機廢物來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法。探測在該過程期間的物質(zhì)的溫度，且根據(jù)探測的結果來設置處理時間，從而穩(wěn)定地制造所期望的高質(zhì)量的產(chǎn)品。
發(fā)明目的(1)用于生產(chǎn)在JP2001-130990A中公開的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的成批處理型的傳統(tǒng)設備具有失去處理連貫性的問題，以及需要較大的用于原料(有機廢物)的儲料斗和用于產(chǎn)品(像成熟堆肥一樣的物質(zhì))的儲料斗的另一個問題。此外，由于烘干過程和在烘干過程以后的熱處理過程在廢氣的量和成分上是完全不同的，所以要求具有能夠處理兩個過程的廢氣的廢氣處理裝置。在成批處理型的設備中，也要求較大的廢氣處理裝置。因此，因為失去了處理的連續(xù)性，處理效率較差，且要求較大的外圍裝置，所以從工業(yè)觀點和經(jīng)濟觀點看，成品處理型的設備都是不利的。
在具有水平型圓柱形加熱容器和圍繞容器的罩子的傳統(tǒng)的設備中，增加容器的容量，以增加在一次循環(huán)中要處理的原料的量。不可能使傳熱表面相應于容器容量的增加。也就是，容器容量是三維增加，而圍繞容器的罩子的傳熱表面必須在二維中增加。因此，傳熱表面的每單位面積要處理的原料的量增加，這樣導致較差的傳熱效率。隨著傳熱表面的每單位面積要處理的物質(zhì)的量更大，獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的?；匦愿?。產(chǎn)品可能沒有粒化，且成為粉末，使得產(chǎn)品具有較差處理性能和低質(zhì)量的問題。
由于這樣的情況，傳統(tǒng)的，當必須處理大量有機廢物時，多個傳統(tǒng)的設備平行設置，而不過度增加加熱容器的容量。因此，制造成本會更高，且要求較寬的區(qū)域來安裝設備。
因此，本發(fā)明的第一個方面的目的是提供用于在短時間周期內(nèi)由有機廢物來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的無氣味的產(chǎn)品的設備，其中，該設備允許連續(xù)地處理，且可以確保更寬的傳熱區(qū)域，從而實現(xiàn)設備的尺寸減小。
(2)在JP2001-130990A中公開的成批處理型設備的前述問題可以通過將設備改變?yōu)槟軌蜻B續(xù)供給原料和連續(xù)排出產(chǎn)品的連續(xù)型設備來解決。然而，在連續(xù)型設備的情況下，通過加熱來充分穩(wěn)定有機物，且獲得沒有失效的高質(zhì)量的無氣味產(chǎn)品是困難的。
因此，本發(fā)明的第二個方面的目的是提供用于由有機廢物生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的無氣味產(chǎn)品的設備，其中，該設備允許連續(xù)地處理，且確保產(chǎn)品的質(zhì)量。
(3)根據(jù)在JP2001-130990A中描述的方法，通過在加熱和烘干有機廢物以后由熱處理有機廢物生產(chǎn)的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)可以是作為有機肥料的商業(yè)產(chǎn)品。在這樣的情況下，當該產(chǎn)品用作有機肥料時，就處理性能而言，像成熟堆肥一樣的物質(zhì)最好包括粒狀形式的顆粒。然而，通過加熱諸如尤其是動物糞便之類的有機廢物獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)通常包括1mm或者更小直徑的微小顆粒，使得它具有擴散和揚灰的問題，這樣就具有較差的處理性能。
因此，第三個方面的目的是提供生產(chǎn)具有極好的處理性能的高商業(yè)價值的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)來作為有機肥料的方法。
(4)根據(jù)在JP2001-130990A中描述的方法，通過在加熱和烘干有機廢物以后由熱處理有機廢物生產(chǎn)的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)期望以平衡方式包含三種作為植物的有效物質(zhì)的元素，其包括氮、磷和鉀。在由諸如動物糞便之類的有機廢物獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)中，氮和磷的每個含量在5％的量級(當烘干時的重量比例)，其足夠作為有機肥料，然而鉀的含量小于0.5％(當烘干時的重量比例)，其是不夠的。因此，必須加入包含鉀的另一種化肥來補充不夠的鉀。
因此，第四個方面的目的是提供生產(chǎn)具有極好的特性的高商業(yè)價值的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)來作為有機肥料的方法。

發(fā)明內(nèi)容
(1)用于生產(chǎn)第一個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備包括其上側設置有用于作為要被處理的物質(zhì)的有機廢物的入口且其下側設置有用于經(jīng)過熱處理的物質(zhì)的出口的垂直容器，設置為接觸容器中的物質(zhì)的用于加熱物質(zhì)的加熱板，以及用于在容器中從入口朝著出口移動物質(zhì)的移動裝置，其特征在于，通過入口供給的有機廢物被連續(xù)地加熱和烘干，且在100-200℃的溫度下進一步熱處理。
在用于生產(chǎn)第一個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備中，通過容器的入口連續(xù)供給的有機廢物通過加熱板來加熱和烘干，使得當它從入口移動到出口時，其濕氣逐漸蒸發(fā)。在濕氣完全蒸發(fā)以后，進一步加熱物質(zhì)，從而將容器中物質(zhì)的溫度逐漸增加到100-200℃。因此，通過熱變性改變了有機物，從而可以從出口連續(xù)取出獲得的無氣味的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
在第一個方面中，由于用于加熱在容器中的物質(zhì)的加熱板是多級形式的或者螺旋形式的，所以確保了寬的傳熱表面。因此，該設備具有高傳熱效率、高加熱效率和極好的?；Ｒ虼?，第一個方面的設備允許增加加熱容器的容量。通過增加垂直型容器的容量允許了設備的最小尺寸，以及設備的每安裝面積的生產(chǎn)量的增加。
在傳統(tǒng)的具有外圍罩子的水平型設備中，原料的供給量通常最大為大約4噸/天。根據(jù)第一個方面，實現(xiàn)了具有100噸/天或者更多的生產(chǎn)量的設備。
在原料是連續(xù)供給且產(chǎn)品是連續(xù)取出的連續(xù)型設置中，通過在烘干以后進一步加熱有機廢物，使得有機廢物通過熱變性來改變，以充分地穩(wěn)定有機物來可靠地生產(chǎn)高質(zhì)量的無氣味產(chǎn)品是困難的。
在第一個方面的設備中，最好溫度探測器設置在出口附近，使得根據(jù)溫度探測器測量的溫度來確定熱變性的條件，以及溫度控制裝置控制使得測量的溫度成為預定的值。因此，在物質(zhì)中的有機物通過熱變性可靠地改變，從而可以從出口連續(xù)地取出穩(wěn)定質(zhì)量的無氣味的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
(2)用于生產(chǎn)第二個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備包括設置有用于有機廢物的入口和用于熱處理了的物質(zhì)的出口的容器，以及用于在容器中加熱和烘干物質(zhì)，且進一步在100-200℃的溫度下熱處理物質(zhì)的加熱裝置，其特征在于，有機廢物通過入口連續(xù)地供給，熱處理了的物質(zhì)通過所述出口連續(xù)地排出，以及溫度探測器設置在出口附近，溫度控制裝置設置為用于控制，使得由溫度探測器測量的溫度成為預定的值。
在用于生產(chǎn)根據(jù)第二個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備中，有機廢物通過入口連續(xù)地供給。該有機廢物通過加熱裝置加熱和烘干，使得當它從容器的入口運輸?shù)匠隹跁r，其濕氣逐漸蒸發(fā)。在濕氣完全蒸發(fā)以后，進一步加熱物質(zhì)，從而將容器中物質(zhì)的溫度逐漸增加到100-200℃。因此，通過熱變性改變了有機物。根據(jù)該第二方面，根據(jù)設置在出口附近的溫度探測器測量的溫度來確定熱變性的條件，以及溫度控制裝置控制使得測量的溫度成為預定的值。因此，在物質(zhì)中的有機物通過熱變性可靠地改變，從而可以從出口連續(xù)地取出穩(wěn)定質(zhì)量的無氣味的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
作為溫度控制裝置，可以使用(i)用于控制有機廢物進入容器的供給速度的裝置，(ii)用于控制物質(zhì)在容器中的移動速度(停留時間)的裝置，或者(iii)用于控制加熱裝置的加熱溫度的裝置。
(3)用于生產(chǎn)第三個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法是通過在加熱和烘干有機廢物以后熱處理有機廢物來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于，該加熱和烘干過程是在加入聚合物且與有機廢物混合以后才執(zhí)行的，然后執(zhí)行熱處理。
根據(jù)該方法，熱處理期間的?；梢愿倪M，且可以生產(chǎn)粒狀的，且具有極好的處理性能的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)，而沒有擴散和揚灰的問題。
也就是，本發(fā)明人已經(jīng)研究了有機廢物加熱期間的?；?，以找出為什么由諸如動物糞便之類的有機廢物作為原料產(chǎn)生的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)不能?；?，而由脫水污泥塊產(chǎn)生的物質(zhì)具有相對好的粒化特性的原因。結果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，?；|(zhì)量背后的因素在于，沒有聚合物加入到動物糞便，而聚合物通常加入到污泥來脫水處理，且發(fā)明的方法通過將聚合物加入有機廢物來改進?；|(zhì)量。
由于根據(jù)第三個方面的方法生產(chǎn)的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)具有極好的處理性能，而沒有由于灰塵而惡化工作環(huán)境，以及由于擴散而減少產(chǎn)量的問題，這是因為像成熟堆肥一樣的物質(zhì)是粒狀的。
(4)用于生產(chǎn)第四個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法是通過在加熱和烘干有機廢物以后熱處理有機廢物來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于，該加熱和烘干過程是在加入鉀成分且與有機廢物混合以后才執(zhí)行的，然后執(zhí)行熱處理。
根據(jù)該方法，在像成熟堆肥一樣的物質(zhì)中必定不充分的鉀成分預先加入作為原料的有機廢物，且與有機廢物混合，從而獲得像成熟堆肥一樣的物質(zhì)，其以平衡的方式包含氮、磷和鉀作為肥料有效元素。因此，當像成熟堆肥一樣的物質(zhì)用作有機肥料時，不需要加入另外的包含鉀的化肥，從而極大地減小了施肥的勞動時間。
在第四個方面的方法中，在熱處理前將鉀成分加入作為原料的有機廢物中是相當重要的。也就是，當鉀加入到通過熱處理獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)中且與其混合時，鉀只能在鉀剛相對于像成熟堆肥一樣的物質(zhì)混合時被補償，這樣鉀通過接觸水立即被轉移，且不能實現(xiàn)作為有機肥料的緩慢作用功能。相反地，根據(jù)該第四個方面，鉀成分加入作為原料的有機廢物中，且熱處理，從而加入的鉀成分通過熱處理與有機廢物中的腐殖的成分結合，使得鉀與在獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)中的氮和磷固定在一起，從而獲得了緩慢作用的有機肥料。


圖1示出了用于生產(chǎn)根據(jù)第一個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備的實施例的剖視圖；圖2示出了用于生產(chǎn)根據(jù)第一個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備的另一個實施例的剖視圖；圖3示出了用于生產(chǎn)根據(jù)第二個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備的實施例的剖視圖；以及圖4示出了用于生產(chǎn)適于第三和第四個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備的實施例的剖視圖。
具體實施例方式第一個方面的描述此后，通過參考圖1和2來詳細描述用于生產(chǎn)根據(jù)第一個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備的實施例。
圖1和2是示出了用于生產(chǎn)第一個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備的實施例的剖視圖。
在圖1中，數(shù)字1表示垂直型圓柱形加熱容器，其上側設置有用于原料(有機廢物)的入口2且其下側設置有用于產(chǎn)品(像成熟堆肥一樣的物質(zhì))的出口3。在容器1中，在多級中(在圖1中為六級)設置加熱板4(4A-4F)。每個加熱板4(4A-4F)具有空心結構。由加熱油鍋爐5加熱的加熱油以這樣的順序從加熱板4A流到加熱板4B、4C、4D、4E和4F。此后，加熱油返回到加熱油鍋爐5。在容器中，耙子6(6A-6G)設置在加熱板4A-4F和容器1的底部1G之上，分別用于移動物質(zhì)。數(shù)字7表示耙子6(6A-6G)的旋轉軸，且由馬達7M驅(qū)動。
在加熱板4A-4F之中，加熱板4A、4C、4E每個形成為在中間具有開口4a的環(huán)形形狀，而加熱板4B、4D、4F每個形成為具有距離容器1的內(nèi)壁間隙4b的盤形形狀。耙子6(6A-6G)的旋轉軸7延伸通過加熱板4A、4C、4E的開口4a，以及加熱板4B、4D、4F的中心到達容器1的底部1G。因此，通過入口2供給的原料由加熱板4A-4F上的耙子6A-6F以及容器1的底部1G上的耙子6G以這樣的順序移動通過加熱板4A的開口4a、加熱板4B和容器內(nèi)壁之間的間隙4b、加熱板4C的開口4a、加熱板4D和容器內(nèi)壁之間的間隙4b、加熱板4E的開口4a，以及加熱板4F和容器內(nèi)壁之間的間隙4b，然后通過形成在容器1的底部1G中的出口3排放。
原料通過諸如螺旋運輸機之類的運輸機9從料斗8運輸，從而原料從入口2供給到容器1。運輸機9的出口是密封地連接到入口2。數(shù)字9M表示用于驅(qū)動運輸機9的馬達。在容器1中烘干和熱處理且通過出口3排出的處理了的物質(zhì)(產(chǎn)品，也就是，像成熟堆肥一樣的物質(zhì))從排出運輸機10進一步排出。處理了的物質(zhì)的一部分可以混合到原料中，以調(diào)節(jié)原料的濕度級別。
在容器1內(nèi)部，溫度探測器11設置在出口3附近。溫度探測器11測量的值輸入控制器12。根據(jù)測量的結果，控制器12控制加熱油鍋爐5的工作條件(加熱油的加熱溫度，也就是，容器1中的物質(zhì)的加熱溫度)、用于驅(qū)動運輸機9的馬達9M的速度(原料進入容器1的供給速度)，和/或用于旋轉耙子6的馬達7M的速度(物質(zhì)在容器1中的移動速度，也就是，物質(zhì)在容器1中的滯留時間)。
數(shù)字13表示用于排放來自容器1的氣體且具有抽風機的排氣孔?？諝馔ㄟ^在容器1的下部的出口3和/或通過沒有顯示的空氣入口從外部引入，廢氣從排氣孔13排放。廢氣包含濕氣和有氣味的成分，且送到廢氣處理裝置，例如，濕法凈化、燃燒除臭、活性碳除臭、化學除臭或者生物除臭。
根據(jù)該設備，在料斗8中的原料(有機廢物)通過運輸機9運輸，從而通過入口2連續(xù)地供給到容器1。供給到容器1的原料首先通過耙子6A在第一(最高)級加熱板4A上滾動和移動，同時它通過在加熱板4A中流動的加熱油間接地加熱和?；?。然后物質(zhì)通過加熱板4A的開口4a逐漸落到第二級加熱板4B。類似地，到達加熱板4B的物質(zhì)通過耙子6B來滾動和移動，同時它通過在加熱板4B中流動的加熱油間接地加熱和?；?。然后物質(zhì)通過加熱板4B和容器1的內(nèi)壁之間的間隙4b逐漸落到第三級加熱板4C上。這樣，在容器1中的物質(zhì)在每個加熱板上間接地加熱和?；?，同時它在每個加熱板上滾動和移動，且落到下一個更低的加熱板上。通過在容器1中的熱處理，在有機廢物中的濕氣蒸發(fā)，使得有機廢物被烘干。有機廢物在烘干以后在100到200℃的溫度下加熱，從而在有機廢物中的氣味成分揮發(fā)或者降解。因此，有機物通過熱變性而改變，從而獲得了沒有氣味的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。該獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)從加熱板4F落到容器1的底部1G上，通過耙子6G來滾動和移動，且通過出口3連續(xù)地取出。然后，通過運輸機10來排出產(chǎn)品。
如上所述，當加熱有機廢物時，在有機廢物中的濕氣蒸發(fā)，使得有機廢物被烘干。在烘干過程期間的蒸發(fā)濕氣的過程中，當在有機廢物中剩余任何濕氣時，作為物質(zhì)的有機廢物的溫度小于100℃。當在濕氣完全蒸發(fā)和去除以后加熱物質(zhì)時，物質(zhì)的溫度上升到100℃或者更高。在這之后，當繼續(xù)加熱時，根據(jù)溫度的增加，繼續(xù)進行氣味成分的去除和有機物的降解，從而獲得了沒有或者只有很少氣味的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
當熱處理完成時，處理了的產(chǎn)品的溫度依賴于原料的性質(zhì)，以及要求的質(zhì)量等級，諸如期望的氣味成分的濃度，但是最好當處理了的物質(zhì)的溫度在110到200℃范圍內(nèi)，尤其是從150到200℃時完成熱處理。在該溫度范圍內(nèi)，濕氣完全蒸發(fā)和去除，且氣味成分揮發(fā)和降解，從而獲得高質(zhì)量的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
因此，在圖1的設備中，溫度探測器11設置在容器1的出口3附近，且通過控制器12執(zhí)行控制，使得溫度探測器11的測量溫度，即，要排出的處理了的物質(zhì)的溫度設置到完成熱處理的預定溫度，最好從110到200℃，更優(yōu)選地從150到200℃?？刂破?2執(zhí)行下面的控制(1)-(3)的任何一項(1)通過控制用于驅(qū)動運輸原料的運輸機9的馬達9M的轉速來控制原料進入容器1的供給速度；(2)通過控制用于驅(qū)動耙子6的旋轉軸的馬達7M的轉速來控制在容器1內(nèi)的物質(zhì)的移動速度，即，物質(zhì)的滯留時間；以及(3)通過控制加熱油鍋爐5的加熱溫度來控制在容器1內(nèi)的物質(zhì)的加熱溫度。
控制器12可以執(zhí)行上面的控制(1)-(3)的任何一項，或者可以執(zhí)行上面的控制(1)-(3)中的兩個或者更多的組合。
如上所述，探測了在容器1的出口3附近的處理了的物質(zhì)的溫度，且原料的供給速度、物質(zhì)在容器內(nèi)的移動速度(物質(zhì)在容器內(nèi)的滯留時間)和/或加熱溫度以這樣的方式自動控制，即，在出口3附近的處理了的物質(zhì)的溫度成為完成熱處理的預定溫度，從而防止過度的或者不充分的熱處理，即，防止由于不充分的熱處理而損壞產(chǎn)品質(zhì)量，或者由于過度熱處理而浪費熱能，因此穩(wěn)定地和可靠地獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。
溫度探測器11可以是，但不限于諸如直接測量物質(zhì)的溫度的熱電偶之類的裝置，或者諸如用于間接測量物質(zhì)的溫度的紅外溫度測量裝置之類的裝置。
溫度探測器11設置在出口附近，以便精確確定熱處理的完成。溫度探測器11的位置不限于容器1的內(nèi)部，如圖1所示，且可以在可以測量處理了的物質(zhì)的溫度的任何地方，諸如容器1的外壁上的地方。溫度探測器11的位置最好靠近出口3，但是可以在估計物質(zhì)的熱處理大致完成的地方。
在使用諸如加熱油之類的油介質(zhì)執(zhí)行間接加熱的情況下，如圖1所示，油介質(zhì)的溫度保持在從100到300℃的溫度，最好從150到200℃，從而在完成烘干過程以前溫度小于100℃的物質(zhì)在完成烘干過程以后保持在從100到200℃的溫度。這意味著完成了好的熱處理。
根據(jù)圖1的設備，原料可以連續(xù)地灌入容器1，在容器1中加熱和烘干，在從100到200℃的溫度下熱處理和粒化，以及可以連續(xù)地取出具有穩(wěn)定質(zhì)量的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
此外，可以通過設置在容器1中的多個級中的加熱板4在多個級中執(zhí)行熱處理。因此，即使當容器的容量增加時，也可以確保用于加熱物質(zhì)的足夠的傳熱面積，從而執(zhí)行有效地加熱和?；幚?。
在圖1的設備中，沒有具體限制多級加熱板的級的數(shù)量，所以級的數(shù)量可以根據(jù)容器的容量來合適地確定。雖然在圖1的實施例中加熱板水平的設置，耙子6用來將在容器中的物質(zhì)朝著出口移動，但是加熱板可以稍微傾斜，使得物質(zhì)滑下加熱板的傾斜的表面，從而落到下一個更低的加熱板上。
在圖2中所示的設備中，使用螺旋形加熱板作為加熱板。在圖2中，表現(xiàn)和圖1中顯示的部件相同功能的部件由相同的數(shù)字標記。
在圖2的設備中，設置在容器1中的螺旋形加熱板20從垂直容器1的物質(zhì)入口附近的位置延伸到容器1的下部位置。通過馬達7M和旋轉軸7來驅(qū)動加熱板20旋轉。加熱板20具有空心結構，由加熱油鍋爐5加熱的加熱油在其中循環(huán)。旋轉軸7在其上部位置設置有用于將加熱油供給到加熱板20的頂部的孔。旋轉軸7在其下部位置設置有用于將加熱油從加熱板20的下面部分取出的孔。
在該設備中，通過容器1的入口2供給的原料(有機廢物)通過在加熱板20內(nèi)流動的加熱油來加熱和?；瑫r原料從加熱板20的開始處在螺旋形加熱板20的傾斜表面上滾動和滑動，且通過熱處理烘干。在100到200℃的溫度下熱處理物質(zhì)，使得生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。該像成熟堆肥一樣的物質(zhì)到達容器1的底部1G，且由頂部1G上的耙子6攪動和移動，使得像成熟堆肥一樣的物質(zhì)作為產(chǎn)品通過出口3排出。
還是在該設備中，溫度探測器11設置在容器的出口3附近，且原料的供給速度、物質(zhì)在容器內(nèi)的移動速度(物質(zhì)在容器內(nèi)的滯留時間)和/或加熱油鍋爐的加熱溫度以這樣的方式由控制器(沒有顯示)來控制，即，溫度探測器11的測量值成為預定的溫度，類似于圖1的設備，從而獲得穩(wěn)定質(zhì)量的產(chǎn)品。
還是在該設備中，由于螺旋形加熱板20垂直地設置在垂直容器1中，所以即使當容器1的容量增加時，也可以確保用于加熱物質(zhì)的充分地傳熱面積，從而執(zhí)行有效的加熱和?；幚?。
在圖2的設備中，沒有具體限制螺旋形加熱板的傾斜角度，使得根據(jù)容器的容量等來合適地確定傾斜角度。還是在該設備中，可以設置用于攪動在螺旋形加熱板20上的物質(zhì)的攪動裝置。
要通過如上所述的第一個方面的設備來處理的有機廢物可以包括在生物學處理廢水以及諸如下水道污泥、剩余污泥、消化污泥和家用廢水處理箱的污泥之類的廢物期間產(chǎn)生的生物學處理的污泥，和/或垃圾。根據(jù)該第一方面，通過在加熱和烘干諸如生物學處理的污泥之類的有機廢物以后的熱處理，通過大尺寸的垂直設備可以實現(xiàn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的連續(xù)生產(chǎn)。該獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)沒有或者只有很少氣味、足夠地剩余有機肥料成分，以及相對較低的鹽成分，使得它可以有效地用作有機肥料，且具有極好的處理性能。
例子1-1包括有機污泥和垃圾、具有85％的濕度含量和82％的灼燒損失的有機廢物用作原料。在加熱和烘干以前的原料的重量是大約每1m3為1噸。
使用在圖1中顯示的設備(但是具有11級加熱板)來通過連續(xù)地熱處理原料來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
該設備的容器的內(nèi)部容量為28m3(8m高度，2m直徑)。加熱板以大約0.5m的間隔設置在11級中。由加熱油鍋爐加熱的加熱油在加熱板內(nèi)循環(huán)。
原料以1000公斤/小時的速度連續(xù)地供給，且由在各加熱板上的耙子攪動，從而產(chǎn)品以160公斤/小時的速度通過出口取出。
在此期間，加熱油的溫度以這樣的方式控制在從200到220℃的范圍內(nèi)，即，溫度探測器的測量溫度成為在從150到160℃的范圍內(nèi)。
結果，通過該連續(xù)的過程可以生產(chǎn)沒有或者只有少量氣味，且具有與由具有4000公斤/天的處理能力的傳統(tǒng)的成批處理的設備生產(chǎn)的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)相同質(zhì)量的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
用于生產(chǎn)根據(jù)第一方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備通過連續(xù)地處理有機廢物可以有效地生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的無氣味的產(chǎn)品。此外，由于可以確保充分的傳熱面積，所以垂直加熱容器可以容易地增加尺寸，從而，結果實現(xiàn)了設備尺寸的減小，且設備的每單位面積的生產(chǎn)量的增加。
第二個方面的描述此后，通過參考圖3來詳細描述用于生產(chǎn)根據(jù)第二個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備的實施例。
圖3是示出了用于生產(chǎn)第二個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備的實施例的剖視圖。
在圖3中，數(shù)字21表示水平型圓柱形加熱容器，其設置有在側向上形成在一端側上的上部中的用于原料(有機廢物)的入口22且其設置有形成在另一端側上的底部中的用于產(chǎn)品(像成熟堆肥一樣的物質(zhì))的出口23。用于從入口22到出口23攪動和移動容器內(nèi)的物質(zhì)(沒有顯示)，且將該物質(zhì)推出的攪動器24設置在容器21內(nèi)。攪動器24包括設置有攪動葉片24A的旋轉軸24B，以及用于旋轉旋轉軸24B的馬達24M。
圍繞容器21設置罩子25。該罩子25設計為使得由加熱油鍋爐26加熱的加熱油在罩子25內(nèi)循環(huán)，以加熱容器21內(nèi)部的物質(zhì)。
原料通過運輸機29從料斗28運輸，從而原料從入口22供給到容器21。數(shù)字29M表示用于驅(qū)動運輸機29的馬達。在容器21中烘干和熱處理且通過出口23排出的處理了的物質(zhì)(產(chǎn)品，也就是，像成熟堆肥一樣的物質(zhì))從運輸機30進一步運輸?shù)角掖鎯υ诋a(chǎn)品斗31中。
在容器21內(nèi)部，溫度探測器32設置在出口23附近。溫度探測器32測量的值輸入控制器33。根據(jù)測量的結果，控制器33控制加熱油鍋爐26的工作條件(加熱油的加熱溫度，也就是，容器21中的物質(zhì)的加熱溫度)、用于驅(qū)動運輸機29的馬達29M的速度(原料進入容器21的供給速度)，和/或用于旋轉攪動器24的馬達24M的速度(物質(zhì)在容器21中的移動速度)。
設置用于從容器排放氣體的吹風機，但是沒有顯示。廢氣通過該吹風機供給到廢氣處理裝置。
根據(jù)該設備，在料斗28中的原料(有機廢物)通過運輸機29運輸，從而通過入口22連續(xù)地供給到容器21。供給到容器21的原料通過攪動器24在容器21內(nèi)被攪動，且從入口22側朝著出口23側逐漸移動，同時它由加熱油27間接地加熱。該獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)通過出口23連續(xù)地取出。然后，該產(chǎn)品通過運輸機30運輸?shù)角掖鎯υ诋a(chǎn)品斗31中。
當加熱有機廢物時，在有機廢物中的濕氣首先蒸發(fā)，使得有機廢物被烘干。在烘干過程期間的蒸發(fā)濕氣的過程中，當在有機廢物中剩余任何濕氣時，作為物質(zhì)的有機廢物的溫度小于100℃。當在濕氣完全蒸發(fā)和去除以后繼續(xù)加熱物質(zhì)時，物質(zhì)的溫度上升到100℃或者更高。在這之后，當繼續(xù)加熱時，氣味成分的去除和有機物的降解根據(jù)溫度增加而進行，從而獲得了沒有或者只有很少氣味的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
當熱處理完成時，處理了的產(chǎn)品的溫度依賴于原料的性質(zhì)，以及要求的質(zhì)量等級，諸如期望的氣味成分的濃度，但是最好當處理了的物質(zhì)的溫度在110到200℃范圍內(nèi)，尤其是從150到200℃時完成熱處理。在該溫度范圍內(nèi)，濕氣完全蒸發(fā)和去除，且氣味成分揮發(fā)和降解，從而獲得高質(zhì)量的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
因此，在圖3的設備中，溫度探測器32設置在容器21的出口23附近，且通過控制器33執(zhí)行控制，使得溫度探測器32的測量溫度，即，要排出的處理了的物質(zhì)的溫度設置到完成熱處理的預定溫度，最好從110到200℃，更優(yōu)選地從150到200℃?？刂破?3執(zhí)行下面的控制(1)-(3)的任何一項(1)通過控制用于驅(qū)動運輸原料的運輸機29的馬達29M的轉速來控制原料進入容器21的供給速度；(2)通過控制用于驅(qū)動攪動器24的馬達24M的轉速來控制在容器21內(nèi)的物質(zhì)的移動速度，即，物質(zhì)的滯留時間；以及(3)通過控制加熱油鍋爐26的加熱溫度來控制在容器21內(nèi)的物質(zhì)的加熱溫度。
控制器33可以執(zhí)行上面的控制(1)-(3)的任何一項，或者可以執(zhí)行上面的控制(1)-(3)中的兩個或者更多的組合。
如上所述，探測了在容器21的出口23附近的處理了的物質(zhì)的溫度，且原料的供給速度、物質(zhì)在容器內(nèi)的移動速度和/或加熱溫度以這樣的方式自動控制，即，在出口23附近的處理了的物質(zhì)的溫度成為完成熱處理的預定溫度，從而防止過度的或者不充分的熱處理，即，防止由于不充分的熱處理而損壞產(chǎn)品質(zhì)量，或者由于過度熱處理而浪費熱能，因此穩(wěn)定地和可靠地獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。
溫度探測器32可以是，但不限于諸如直接測量物質(zhì)的溫度的熱電偶之類的裝置，或者諸如用于間接測量物質(zhì)的溫度的紅外溫度測量裝置之類的裝置。
溫度探測器32設置在出口附近，以便精確確定熱處理的完成。溫度探測器32的位置不限于容器21的內(nèi)部，如圖3所示，且可以在可以測量處理了的物質(zhì)的溫度的任何地方，諸如容器21的外壁上的地方。溫度探測器32的位置最好靠近出口23，但是可以在估計物質(zhì)的熱處理大致完成的地方。
由于通過直接加熱來加熱有機廢物來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)可能引起著火，所以最好通過使用諸如在圖3中顯示的加熱油之類的油介質(zhì)的間接加熱來加熱有機廢物。在通過間接加熱來加熱有機廢物的情況下，油介質(zhì)17的溫度保持在從150到200℃的溫度，從而在完成烘干過程以前溫度小于100℃的物質(zhì)在完成烘干過程以后保持在從100到200℃的溫度。這意味著完成了好的熱處理。
在圖3的設備中，攪動器24最好是能夠攪動容器21內(nèi)的物質(zhì)且能夠從入口22側到出口23側移動物質(zhì)的攪動器。除了具有如圖3中顯示的有角度的攪動葉片24A的攪動器以外，可以使用帶形攪動器?；蛘?，容器21的底部傾斜，使得通過攪動操作將物質(zhì)運輸?shù)匠隹趥取?br> 根據(jù)用于生產(chǎn)第二個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備，原料可以連續(xù)地灌入容器21，在容器21中加熱和烘干，在從100到200℃的溫度下進一步熱處理，以及可以連續(xù)地取出具有穩(wěn)定質(zhì)量的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
應該注意，圖3的實施例只是用于生產(chǎn)根據(jù)第二個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備的實施例的一個例子，這樣，第二個方面的設備不限于所示的例子。例如，本發(fā)明的設備不限于在相同的加熱容器中執(zhí)行加熱和烘干過程以及在這以后的熱處理的類型，且可以是分別在獨立的容器中執(zhí)行加熱和烘干過程以及熱處理的類型。也就是，原料可以連續(xù)地供給到烘干容器，且作為烘干的物質(zhì)連續(xù)地取出。然后，烘干的物質(zhì)可以連續(xù)地供給到熱處理容器，且作為產(chǎn)品連續(xù)地取出。在這樣的情況下，溫度探測器分別設置在烘干容器的出口和熱處理容器的出口附近，且原料或者烘干了的物質(zhì)的供給速度、物質(zhì)在每個容器中的移動速度和/或每個容器的加熱溫度以這樣的方式控制，即，烘干容器的出口附近的烘干了的物質(zhì)的溫度設置為大約100℃的預定溫度，熱處理容器的出口附近的處理了的物質(zhì)的溫度設置為從110到200℃，最好從150到200℃的預定溫度。
要通過如上所述的第二個方面的設備來處理的有機廢物可以包括在生物學處理廢水以及諸如下水道污泥、剩余污泥、消化污泥和家用廢水處理箱的污泥之類的廢物期間產(chǎn)生的生物學處理的污泥，和/或垃圾。根據(jù)該第二方面，通過在加熱和烘干諸如生物學處理的污泥之類的有機廢物以后的熱處理，可以實現(xiàn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的連續(xù)生產(chǎn)。該獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)沒有或者只有很少氣味、足夠地剩余有機肥料成分，以及相對較低的鹽成分，使得它可以有效地用作有機肥料，且具有極好的處理性能。
例子2-1包括有機污泥和垃圾、具有85％的濕度含量和82％的灼燒損失的有機廢物用作原料。在加熱和烘干以前的原料的重量是大約每1m3為1噸。
使用在圖3中顯示的設備來通過連續(xù)地熱處理原料來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
該設備的容器的內(nèi)部容量為10m3。設置罩子來允許加熱油在罩子內(nèi)循環(huán)。溫度探測器剛好設置在容器的出口前面。
原料以250公斤/小時的速度連續(xù)地供給，且被攪動，從而產(chǎn)品以30公斤/小時的速度通過出口取出。物質(zhì)在容器內(nèi)的移動速度(滯留時間)大約為20小時。
在此期間，加熱油的溫度以這樣的方式控制在從200到210℃的范圍內(nèi)，即，溫度探測器的測量溫度成為在從160到170℃的范圍內(nèi)。
結果，通過該連續(xù)的過程可以生產(chǎn)沒有或者只有少量氣味，且具有與由傳統(tǒng)的成批處理型的設備生產(chǎn)的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)相同質(zhì)量的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
例子2-2以和例子2-1相同的方式生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)，除了加熱油的溫度設置為在200℃恒定，且原料的供給速度以這樣的方式控制為在從200到300公斤/小時的范圍內(nèi)，即，溫度探測器的測量溫度成為預定溫度。結果，通過該連續(xù)的過程可以生產(chǎn)沒有或者只有少量氣味，且具有與由傳統(tǒng)的成批處理型的設備生產(chǎn)的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)相同質(zhì)量的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
例子2-3以和例子2-1相同的方式生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)，除了加熱油的溫度設置為在200℃恒定，且物質(zhì)在容器內(nèi)的移動速度(滯留時間)以這樣的方式控制為在從15到24小時的范圍內(nèi)，即，溫度探測器的測量溫度成為預定溫度。結果，通過該連續(xù)的過程可以生產(chǎn)沒有或者只有少量氣味，且具有與由傳統(tǒng)的成批處理型的設備生產(chǎn)的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)相同質(zhì)量的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
對于從有機廢物生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的無氣味的產(chǎn)品，用于生產(chǎn)根據(jù)第二方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備通過連續(xù)過程可以可靠地生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。因此，根據(jù)該第二個方面，可以實現(xiàn)諸如用于原料和產(chǎn)品的各儲料斗以及廢氣處理裝置之類的外圍裝備的尺寸的減小，可以實現(xiàn)裝備成本的降低，以及可以在短時間周期中通過連續(xù)的過程來有效地生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
第三個方面和第四個方面的描述此后，詳細描述用于生產(chǎn)根據(jù)第三個和第四個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法的實施例。
在根據(jù)第三和第四個方面從有機廢物生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)中，加熱和干燥有機廢物，使得在有機廢物中的濕氣逐漸蒸發(fā)。在濕氣含量成為小于1％以后，即，烘干過程完成以后，最好在從100到200℃的溫度下進一步連續(xù)地加熱有機廢物。
在通過加熱和烘干有機廢物來蒸發(fā)濕氣期間，當任何濕氣剩余在有機廢物中時，作為物質(zhì)的有機廢物的溫度小于100℃。當在濕氣完全蒸發(fā)和去除以后繼續(xù)加熱物質(zhì)時，物質(zhì)的溫度上升到100℃或者更高。當物質(zhì)在這樣的狀態(tài)下保持3-6小時時，在物質(zhì)中的有機物開始減小。當繼續(xù)加熱直到有機物減小大約3-20％時，可以獲得沒有或者只有很少氣味的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
在這樣的加熱以后用于生產(chǎn)產(chǎn)品的有機物的合適的減少依賴于要被處理的有機廢物的種類。例如，在活性污泥的剩余污泥的情況下，合適的減少相對大，即，5-20％。在消化污泥的情況下，合適的減少相對小，即，3-10％。
用于在加熱和烘干過程以后的熱處理的加熱溫度最好是在從100到200℃，更加優(yōu)選的從150到200℃的范圍內(nèi)。在該溫度范圍中，濕氣完全蒸發(fā)和去除，氣味成分揮發(fā)和降解，且有機物沒有碳化，從而獲得了高質(zhì)量的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
根據(jù)該第三和第四方面，加熱和烘干過程以及熱處理過程要求的時間周期根據(jù)要被處理的原料的性質(zhì)、原料灌入烘干容器的方法、加熱裝置的規(guī)格以及工作條件來改變。通常，用于加熱和烘干過程的時間周期是10-15小時，在此以后的熱處理的時間周期是3-6小時。
該獲得的產(chǎn)品必須是沒有或者只有少量氣味、具有足夠的剩余有機肥料成分和相對低的鹽成分的像成熟堆肥一樣的高質(zhì)量的產(chǎn)品。
圖4是示出了用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備的實施例的系統(tǒng)框圖，其適于根據(jù)第三和第四個方面的方法的實施例。
由于通過直接加熱來加熱有機廢物可能引起著火，所以使用間接加熱來執(zhí)行在圖4中顯示的設備中的加熱和烘干以及熱處理。
圖4的間接加熱設備包括具有形成循環(huán)通道的雙壁結構的加熱容器41，油介質(zhì)42在循環(huán)通道中循環(huán)，從而間接地加熱在加熱容器41內(nèi)的原料40。油介質(zhì)42通過熱交換器43加熱，且在加熱容器41的循環(huán)通道中循環(huán)。有機廢物通過上部入口(沒有顯示)灌入加熱容器41，通過由旋轉軸44的旋轉來驅(qū)動的攪動葉片45來攪動，以及用油介質(zhì)42加熱，使得像成熟堆肥一樣的物質(zhì)作為產(chǎn)品從加熱容器41通過底部出口(沒有顯示)取出。數(shù)字46表示用于驅(qū)動旋轉軸44的馬達。
對于通過間接加熱設備來加熱有機廢物的情況下，油介質(zhì)42的溫度保持在從150到200℃的溫度，從而在完成烘干過程以前溫度小于100℃的物質(zhì)40在完成烘干過程以后保持在從100到200℃的溫度。這意味著完成了好的熱處理。
包含揮發(fā)性有機物的廢氣在前述處理期間產(chǎn)生。該廢氣通過排氣口(沒有顯示)來排放，且獨立地處理。
根據(jù)第三個方面的方法，為了生產(chǎn)這樣的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)，聚合物加入作為原料的有機廢物，且與其混合，在此之后，在不脫水或者在脫水以后執(zhí)行熱處理。
聚合物可以是天然聚合物、合成聚合物或者它們的組合。天然聚合物的例子包括淀粉、殼聚糖等。作為合成聚合物使用的例子包括諸如聚丙烯酰胺和聚甲基丙烯酰亞胺之類的非離子式的聚合物、諸如聚丙烯酸以及丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物之類的陰離子聚合物、諸如異丁烯?；已趸谆然@和丙烯酰胺的共聚物之類的陽離子聚合物，以及諸如異丁烯酰基乙氧基三甲基氯化銨與丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物之類兩性聚合物。這些可以單獨使用或者組合使用。
考慮當被加入有機廢物中時的捏合特性，該聚合物最好是液相的，諸如水溶液、擴散液體以及乳濁液。水溶液的聚合物濃度最好在從0.1重量百分比到1.0重量百分比的范圍內(nèi)。在擴散液體或者乳濁液的情況下，它可以直接使用或者作為水溶液使用。
要被加入到有機廢物中的聚合物的量根據(jù)有機廢物的固體物質(zhì)的濃度來合適地確定。例如，當有機廢物具有大約2％的固體物質(zhì)濃度時，要求通過加入0.6-1.5％的凈重量比的聚合物來執(zhí)行脫水，以增加固體物質(zhì)的濃度。在脫水以后，在脫水污泥中聚集的聚合物具有粒化作用。
另一方面，由于家禽糞便具有大約30％的相對高的固體物質(zhì)濃度，所以不需要脫水。在這樣的情況下，只是用于?；木酆衔锏脑黾恿渴亲銐虻模?，凈重量比大約0.1-0.5％。此外，由于不要求聚合物具有脫水功能，所以諸如淀粉之類的天然聚合物足夠用于充分地表現(xiàn)效果。
聚合物最好相對于有機廢物充分地均勻地混合。因此，最好獨立于用于有機廢物的熱處理設備設置混合浴器，且最好在將聚合物加入有機廢物且混合以后，包括聚合物的有機廢物沒有脫水或者在脫水以后供給到熱處理設備。當熱處理設備設置有足夠用來實現(xiàn)均勻混合的攪動裝置時，有機廢物和聚合物可以供給到熱處理設備。在這樣的情況下，有機廢物和聚合物在熱處理設備中加熱以前可以充分地混合，且在這之后加熱。
通過將聚合物加入有機廢物且混合來獲得的混合物隨著如上所述的被攪動來加熱。該混合物在經(jīng)歷烘干過程以后被熱處理，從而獲得像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。根據(jù)第三和第四方面的方法，在攪動期間通過加熱來進行有利的?；?，所以是生產(chǎn)粒化和具有極好處理特性的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法。
像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的顆粒尺寸沒有具體的限制?？紤]到作為有機肥料的處理特性，該像成熟堆肥一樣的物質(zhì)最好具有在2mm和5mm之間的平均顆粒尺寸。
根據(jù)第四方面的方法，鉀成分加入到作為原料的有機廢物中，且與其混合，在這以后，執(zhí)行熱處理，使得生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
鉀成分可以是鉀化合物或者以濃縮的量包含鉀的物質(zhì)。作為鉀化合物，可以適當?shù)厥褂昧蛩徕浀姆勰┗蛘呗然浀姆勰?，其廣泛地用作化肥。作為以濃縮的量包含鉀的物質(zhì)，最好是沒有對植物有害的成分的物質(zhì)，例如，可以使用諸如馬鈴薯谷殼之類的食物廢物。
鉀成分在有機廢物中的添加量沒有具體的限制。鉀成分最好加入為使得在像成熟堆肥一樣的物質(zhì)中的鉀含量成為2-5重量百分比(凈重比)，從而獲得以平衡的方式包含氮、磷和鉀三種元素的有機肥料。
考慮到鉀成分的混合均勻性，具有相對高濕氣含量，諸如包含大約50-85％濕氣的有機廢物比具有低濕氣含量的有機廢物要好。然而，有機廢物的濕氣含量沒有限制?？紤]到當加入到有機廢物中的捏合特性，鉀成分可以以諸如水溶液之類的液相加入。
類似于聚合物，鉀成分最好相對于有機廢物充分地均勻地混合。因此，最好獨立于用于有機廢物的熱處理設備設置混合浴器，且最好在將鉀成分加入有機廢物且混合以后，包括鉀成分的有機廢物供給到熱處理設備。當熱處理設備設置有足夠用來實現(xiàn)均勻混合的攪動裝置時，有機廢物和聚合物可以供給到熱處理設備。在這樣的情況下，有機廢物和聚合物在熱處理設備中加熱以前可以充分地混合，且在這之后加熱。
通過將鉀成分加入有機廢物且混合來獲得的混合物隨著如上所述的被攪動來加熱。該混合物在經(jīng)歷烘干過程以后被熱處理，從而獲得像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。根據(jù)第四方面的方法，補償了在由普通有機廢物制成的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)中一定不充分的鉀成分，從而獲得了以平衡的方式包含氮、磷和鉀的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)，這樣可以用作本身可以提供三種肥料元素的極好平衡的有機肥料。
在本發(fā)明中，在加熱和烘干以后由熱處理有機廢物來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的期間，通過將聚合物和鉀成分兩者都加入到有機廢物，可以獲得高商業(yè)價值的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)，其是?；?，這樣具有極好的處理特性，此外極好地平衡了肥料元素。
圖4示出了用于生產(chǎn)適于第三和第四個方面的實施例的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備的一個例子。本發(fā)明的方法不限于在如圖4所示的相同的加熱容器中執(zhí)行加熱和烘干過程以及在這以后的熱處理的類型，且可以是分別在獨立的容器中執(zhí)行加熱和烘干過程以及熱處理的類型。第三和第四方面的方法可以通過在圖1到3中所示的用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的設備中的任何一個來執(zhí)行。
要通過所述的第三或者第四方面的方法來處理的有機廢物可以包括通過脫水在生物學處理廢水以及諸如下水道污泥、剩余污泥、消化污泥和家用廢水處理箱的污泥之類的廢物期間產(chǎn)生的生物學處理的污泥獲得的污泥、垃圾和/或動物糞便。根據(jù)該第三和第四方面，通過在加熱和烘干有機廢物以后的熱處理，可以獲得高商業(yè)價值的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)，其沒有或者只有很少氣味、具有足夠剩余有機肥料成分和相對低的鹽成分，使得它可以有效地用作有機肥料。
例子3-1使用在圖4中顯示的設備來通過熱處理作為原料的家禽糞便來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
包含0.2重量百分比的聚丙烯酰胺作為合成聚合物的水溶液以凈重比為0.5重量百分比的量加入到家禽糞便中，且均勻混合。該混合物供給到加熱容器，且隨著被攪動來熱處理。加熱到200℃的油介質(zhì)被循環(huán)。結果，容器內(nèi)的物質(zhì)完全烘干，且通過8小時的熱處理溫度上升到100℃。在此之后，該物質(zhì)在從100到200℃的溫度下進一步熱處理3小時，從而獲得?；南癯墒於逊室粯拥奈镔|(zhì)。
測量獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的平均顆粒尺寸，以及具有小于1mm的顆粒尺寸的微小顆粒相對于像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的比例，結果顯示在表格1中。
對比例子3-1以和例子3-1相同的方式生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)，除了沒有加入聚合物。測量獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的平均顆粒尺寸，以及具有小于1mm的顆粒尺寸的微小顆粒相對于像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的比例，結果顯示在表格1中。
表格1

從表格1發(fā)現(xiàn)，加入聚合物使得可以生產(chǎn)?；那揖哂袠O好的處理特性的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
根據(jù)生產(chǎn)第三個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，作為在加熱和烘干以后通過熱處理有機廢物來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，可以獲得改進的?；?，且可以生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)，其是?；模@樣具有極好的處理特性，而沒有擴散和揚灰的問題。
例子4-1使用在圖4中顯示的設備來通過處理作為原料的具有82％濕氣含量的有機污泥(在活性污泥處理期間的剩余污泥排放)來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
通過在160公斤的有機污泥中加入4公斤的硫酸鉀粉末且混合它們來制備一種混合物。該混合物供給到加熱容器，且隨著被攪動來熱處理。加熱到200℃的油介質(zhì)被循環(huán)。結果，容器內(nèi)的物質(zhì)完全烘干，且通過13小時的熱處理溫度上升到100℃。在此之后，該物質(zhì)在從100到200℃的溫度下進一步熱處理4小時，從而獲得具有大約1-5mm顆粒尺寸的?；南癯墒於逊室粯拥奈镔|(zhì)。
測量在獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)中的氮、磷和鉀的含量，結果顯示在表格2中。
對比例子4-1以和例子4-1相同的方式生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)，除了沒有加入硫酸鉀粉末。測量在獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)中的氮、磷和鉀的含量，結果顯示在表格2中。
表格2

從表格2發(fā)現(xiàn)，加入鉀成分使得可以生產(chǎn)具有極好的肥料元素平衡的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
通過以每1m3土壤加入量為5公斤的在例子4-1中獲得的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)來進行土壤處理來執(zhí)行大白菜的盆栽測試。結果，獲得了比用市場上可以買到的化肥(氮、磷和鉀每個包含10重量百分比)以2.5公斤/立方米的量來處理的情況好很多的生長和發(fā)育。
根據(jù)生產(chǎn)第四個方面的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，作為在加熱和烘干以后通過熱處理有機廢物來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，可以生產(chǎn)具有極好的氮、磷和鉀的平衡的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)來作為有機肥料，這樣當只加入其本身時，也可以提供很好的施肥效果。
權利要求
1.一種通過在加熱和烘干有機廢物以后熱處理有機廢物來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其中，該加熱和烘干過程是在加入聚合物且與有機廢物混合以后才執(zhí)行的，然后執(zhí)行熱處理。
2.如權利要求1所述的用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于所述聚合物從包含淀粉、殼聚糖、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰亞胺、聚丙烯酸、丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物、異丁烯酰基乙氧基三甲基氯化銨和丙烯酰胺的共聚物，以及異丁烯酰基乙氧基三甲基氯化銨與丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物的組中選擇的一種或者多種。
3.如權利要求1所述的用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于所述聚合物以水溶液、擴散液體以及乳濁液的形式加入。
4.如權利要求3所述的用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于水溶液的聚合物的聚合物濃度是0.1-1.0的重量百分。
5.如權利要求1所述的用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于所述有機廢物是具有大約2％的固體物質(zhì)濃度的有機污泥，且聚合物相對于有機廢物的加入量是0.6-1.5％的凈重量比。
6.如權利要求1所述的用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于所述有機廢物是具有大約30％的固體物質(zhì)濃度的家禽糞便，且聚合物相對于有機廢物的加入量是0.1-0.5％的凈重量比。
7.如權利要求1所述的用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于通過將聚合物加入且混合入有機廢物來獲得的混合物通過隨著攪動來加熱混合物來?；?，使得獲得粒化的像成熟堆肥一樣的物質(zhì)。
8.如權利要求7所述的用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于該像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的平均顆粒尺寸是2-5mm。
9.如權利要求1所述的用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于在聚合物和鉀成分加入到有機廢物且和有機廢物混合以后，加熱和烘干該混合物，然后熱處理。
10.如權利要求1所述的用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于在加熱和烘干以后，該物質(zhì)在100-200℃的溫度下熱處理。
11.如權利要求1所述的用于生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其特征在于加熱和烘干過程的時間是10-15小時，在此之后的熱處理的時間是3-6小時。
全文摘要
一種通過在加熱和烘干有機廢物以后熱處理有機廢物來生產(chǎn)像成熟堆肥一樣的物質(zhì)的方法，其中，該加熱和烘干過程是在加入聚合物且與有機廢物混合以后才執(zhí)行的，然后執(zhí)行熱處理。
文檔編號F26B17/00GK1817821SQ20061000464
公開日2006年8月16日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權日2002年9月2日
發(fā)明者松井謙介 申請人:栗田工業(yè)株式會社