CN101921595B - 一种有机土壤改良剂的制备方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种有机土壤改良剂的制备方法，将污泥置于间歇回转式制备装置中于200-300℃下脱水，之后再输入污泥于间歇回转式制备装置中于200-300℃下脱水，待脱水后的污泥体积占间歇回转式制备装置体积的25-35％时，于700-850℃下进行干馏；干馏后的产物冷却至100以下时取出。本发明将污泥中的有害病菌、寄生虫卵及病毒等高温灭除，含有碳元素和氮、五氧化二磷、氧化钾等有机养分，并具有土壤改良、培肥地力和促进植物生长功能。

Description

一种有机土壤改良剂的制备方法和装置

技术领域

本发明属于农业土壤与肥料领域，具体地涉及一种有机土壤改良剂的制备方法。

本发明还涉及用于实现上述方法的装置。

背景技术

城市或企业的污水处理厂在处理污水过程中产生一定数量的污泥；在对河、湖进行清淤过程中也会产生一定数量的污泥或/和藻类生物；这些污泥的成份非常复杂，是由多种微生物形成的菌胶团或/和有机物、无机物组成的集合体，除含有大量的水份(可高达99％)，还含有病原微生物和寄生虫卵等。污泥中有机物含量高，极易腐败，并产生恶臭，大量未经处理的污泥堆放和排放对环境造成污染。污泥中含有大量病菌、寄生虫卵及病毒，极易造成传染病的传播。

自上世纪80年代以后，随着化肥工业的快速发展以及在农业生产中的迅速增产作用，我国化肥用量急剧上升，有机肥投入量急剧下降。据资料显示，到了本世纪初，有机肥只占到农业总养分投入的10％左右。单纯地追求高产，重产出轻地力，重化肥轻有机肥的做法，导致了土壤自然肥力趋于下降，化肥的施用量与粮食的增长能力之间出现严重失衡，据相关资料显示，1995-2004年，我国化肥用量由3,595万吨(纯养分)发展到4,636.8万吨，增加了22.5％；而粮食产量由4,650亿公斤只增加到4,697亿公斤，增加了1％，在现有土壤面积与肥力基础上再次提高粮食增产水平已成为行业面临着的一大问题。

专家预测，至2030年，我国人口将由13亿增加至16亿，仍需增加粮食约1,000亿公斤。而目前我国肥料的应用已达极限，只有从改良土壤、增施有机肥入手，才有望提升地力，提高土地产出率。因此，保护土壤，培肥地力已成为当前实现农业可持续发展的一项紧迫任务。

能否采用一种方法和装置将上述污泥中的有害病菌、寄生虫卵及病毒等高温灭除，将污泥中有机物所含的碳元素和有机养分保留，制成一种含有碳元素和氮、五氧化二磷、氧化钾等有机养分，并具有土壤改良、培肥地力和促进植物生长功能的有机土壤改良剂，至今未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机土壤改良剂的制备方法。

本发明的又一目的在于提供一种用于实现上述方法的间歇回转式制备装置。

为实现上述目的，本发明提供的有机土壤改良剂的制备方法，主要步骤如下：

将污泥置于干馏装置中于200-300℃下脱水，之后再输入污泥于间歇回转式制备装置中于200-300℃下脱水，待脱水后的污泥体积占间歇回转式制备装置体积的25-35％时，于700-850℃下进行干馏；干馏后的产物冷却至100以下时取出。

本发明提供的用于实现上述制备方法的间歇回转式制备装置，其主要包括：

一整体钢底座，该整体钢底座可调倾角为0-3°；上面分别安装有加热室、出料室、集气室、大滚筒、出料小滚筒、小滚筒、驱动装置、托辊、螺旋输送机和控制柜；其中：

大滚筒的直径大于出料小滚筒和小滚筒的直径，大滚筒一端通过端头与出料小滚筒连接，大滚筒的另一端与小滚筒联接；大滚筒内壁设有多排翻料板，出料小滚筒和小滚筒内设有螺旋导料板；

出料小滚筒的另一端伸入到出料室内，小滚筒的另一端伸入集气室内；

出料小滚筒与出料室的连接处以及小滚筒与集气室的连接处均安装有密封装置。

本发明集气室的外侧安装有蒸汽观察管、密封观察镜、螺旋输送机，螺旋输送机出料口伸至大滚筒与小滚筒连接处的边沿，螺旋输送机进料口上安装有污泥仓；集气室顶部有蒸汽出口，蒸汽出口通过管道与气体净化装置连接，蒸汽出口安装有阀门；集气室顶部有干馏气出口，干馏气出口通过管道与加热室的干馏气进口连接，干馏气进口安装有阀门。

本发明的出料小滚筒的外壁装有齿圈，驱动装置通过齿圈带动出料小滚筒、大滚筒和小滚筒转动。

本发明的大滚筒与出料小滚筒联接的端头为锥形体，端头内安装有排料板。

本发明以焦炭为燃料的装置，加热室下部安装有固定炉排，在固定炉排上方一侧的加热室壁上安装有多个加焦炭门。固定炉排的下部为风室，风室一侧的壁上安装有多个清灰门和进风口。空气预热器的出风口由管道与风室的进风口相连。

本发明以煤气、天然气或/和沼气为燃料的装置，加热室下部安装有气体燃烧设备。

本发明的集气室一端整体钢底座与下方安装的液压升降装置之间有连接轴。

本发明的出料室一端整体钢底座与支架之间安装有连接轴，通过液压升降装置调节整体钢底座前、后高差，来改变整体钢底座的倾角。

通过本发明的方法和装置制备的有机土壤改良剂，将污泥中的有害病菌、寄生虫卵及病毒等高温灭除，含有碳元素和氮、五氧化二磷、氧化钾等有机养分，并具有土壤改良、培肥地力和促进植物生长功能。

附图说明

图1为本发明的有机土壤改良剂制备流程示意图；

图2为本发明以焦炭为燃料的间歇回转式制备装置示意图；

图3为本发明以煤气、天然气或沼气为燃料的间歇回转式制备装置示意图；

图4为本发明间歇回转式制备装置排料板示意图(即图2和图3中沿A-A线的剖面图)。

图中主要标记说明：

1-污泥仓、2-螺旋输送机、3-间歇回转式制备装置、4-空气预热器、5-烟气净化设备、6-烟囱、7-助燃风机、8-气体净化装置、9-冷却设备、10-有机土壤改良剂、11-驱动装置、12-托辊、13-出料口、14-温度检测装置、15-出料室、16-出料小滚筒、17-齿圈、18-螺旋导料板、19-滚圈、20-密封装置、21-端头、22-金属外壳、23-温度传感器、24-高温耐火保温材料、25-热烟气出口、26-蒸汽出口、27-堰板、28-控制柜、29-液压升降装置、30-集气室、31-小滚筒、32-进风口、33-干馏气进口、34-风室、35-固定炉排、36-清灰门、37-加焦炭门、38-整体钢底座、39-翻料板、40-密封式观察镜、41-大滚筒、42-排料板、43-加热室、44-气体燃烧设备、45-链接轴、46-支架、47-蒸汽观测管、48-清料口、49-干馏气出口。

具体实施方式

请结合图1，本发明的制备方法，其主要步骤为：

a)将间歇回转式制备装置加热室内的温度加热到200℃-300℃，并将间歇回转式制备装置的大滚筒、小滚筒、出料小滚筒自集气室一端视，顺时针方向旋转；

b)用液压升降装置将整体钢底座38倾角调整为1-3°，转动螺旋输送机，将污泥仓中的污泥由集气室一端输送到大滚筒内，进入大滚筒内的污泥在大滚筒倾斜转动和翻料板的作用向前移动，布满大滚筒底壁，然后用液压升降装置将整体钢底座38倾角调整为0°，打开集气室顶部蒸汽出口的阀门，同时关闭加热室的干馏气进口的阀门。输入的污泥数量为大滚筒体积的25％-35％；

c)当集气室的蒸汽观测管排出的蒸汽大量减少时，再用液压升降装置将整体钢底座倾角调整为1-3°，转动螺旋输送机，将污泥仓中的污泥由集气室一端输送到大滚筒内，进入大滚筒内的污泥在滚筒倾斜转动和翻料板的作用向前移动，布满大滚筒底壁，然后用液压升降装置将整体钢底座倾角调整为0°，输入滚筒内的污泥数量为滚筒体积的25％-35％；

d)当集气室的蒸汽观测管没有蒸汽排出时，关闭集气室顶部蒸汽出口的阀门，同时打开加热室的干馏气进口的阀门，将加热室内的温度加热到700℃-850℃，停留60-120分钟；

e)停止加热室加热，用液压升降装置将整体钢底座倾角调整为1.5-3°，将大滚筒、出料小滚筒、小滚筒自集气室一端视，逆时针方向旋转，使大滚筒内制成的有机土壤改良剂在翻料板、排料板作用下进入出料小滚筒，再由出料小滚筒内的螺旋导料板的作用下进入出料室，再由出料室下方的出料口排出进入冷却设备，由冷却设备将制成的有机土壤改良剂在隔绝空气的状态下冷却至100℃以下，防止制成的有机土壤改良剂在高温状态下与空气接触燃烧或氧化；

f)当大滚筒和出料小滚筒内的有机土壤改良剂全部排出后，打开集气室顶部蒸汽出口的阀门，同时关闭加热室的干馏气进口的阀门，将间歇回转式制备装置的大滚筒、小滚筒、出料小滚筒自集气室一端视，顺时针方向旋转，转动螺旋输送机，将污泥仓中的污泥由集气室一端输送到大滚筒内，进入大滚筒内的污泥在大滚筒倾斜转动和翻料板的作用向前移动，布满大滚筒底壁，然后用液压升降装置将整体钢底座倾角调整为0°，输入的污泥体积为大滚筒体积的25％-35％，将加热室内的温度调整到200℃-300℃；

g)重复步骤b-f。

本发明的装置是在一整体钢底座上，分别安装有加热室、出料室、集气室、大滚筒、出料小滚筒、小滚筒、驱动装置、托辊、螺旋输送机、控制柜。整体钢底座可调倾角为0-3°。加热室外部为金属结构，内部为高温耐火保温材料。大滚筒、出料小滚筒、小滚筒转速为3-6r/min，可以转换转动方向。大滚筒位于加热室内，大滚筒的直径为1,000mm-1,500mm，长度为2,000mm-5,000mm。大滚筒内壁安装有多排翻料板。大滚筒一端通过端头与出料小滚筒联接，出料小滚筒内有螺旋导料板。螺旋导料板与出料小滚筒的垂直夹角为左旋5°-15°，螺旋导料板的高度为出料小滚筒直径的20-30％。大滚筒的另一端与小滚筒联接，小滚筒内有螺旋导料板，顶端有堰板27。螺旋导料板与小滚筒的垂直夹角为右旋5°-15°，螺旋导料板的高度为小滚筒直径的20-30％。出料小滚筒长1,500-1,800mm，直径400-800mm，外端伸入到出料室内。小滚筒长1,000-1,500mm，直径400-600mm，外端伸入集气室内。集气室的外侧安装有蒸汽观察管、密封观察镜、螺旋输送机，螺旋输送机出料口伸至大滚筒与小滚筒连接处的边沿，螺旋输送机进料口上安装有污泥仓。集气室顶部有蒸汽出口，蒸汽出口通过管道与气体净化装置连接，蒸汽出口安装有阀门。集气室顶部有干馏气出口，干馏气出口通过管道与加热室的干馏气进口连接，干馏气进口安装有阀门。出料小滚筒的外壁装有齿圈，驱动装置通过齿圈带动出料小滚筒、大滚筒和小滚筒转动。出料小滚筒与出料室的连接处以及小滚筒与集气室的连接处均安装有密封装置。大滚筒与出料小滚筒联接的端头为锥形体，端头内安装有排料板。加热室侧壁安装有温度传感器、干馏气进口。出料室侧壁安装有温度检测装置。

本发明的装置可以用焦炭为燃料，加热室下部安装有固定炉排，在固定炉排上方一侧的加热室壁上安装有多个加焦炭门。固定炉排的下部为风室，风室一侧的壁上安装有多个清灰门和进风口。空气预热器的出风口由管道与风室的进风口相连。

本发明的装置也可以用煤气、天然气或沼气为燃料，加热室下部安装有气体燃烧设备。

加热室热烟气出口安装有空气预热器，采用加热室排出的热烟气对助燃风机输送的空气进行加热。加热室排出的烟气经过空气预热器处理后，再经烟气净化设备处理后，通过烟囱排放。

集气室一端整体钢底座与下方安装的液压升降装置之间有连接轴。出料室一端整体钢底座与支架之间安装有连接轴。通过液压升降装置调节整体钢底座前、后高差，来改变整体钢底座的倾角；

控制柜的功能包括加热室温度显示和控制、排烟温度显示、蒸汽出口温度显示、滚筒转速和转动方向显示和控制、螺旋输送机转速显示和控制、冷却装置控制、助燃风机转速显示和控制、气体燃烧设备控制、液压升降设备控制等。

本发明的装置是在公知的回转式制备装置上作了改进。

公知的回转式制备装置通常为连续运转式，装置只有直径相等的大滚筒，运转时大滚筒的倾斜角度是固定的。物料在滚筒内的停留时间是由滚筒的长度、倾斜角度和转数来调整，为了满足加工时的停留时间要求，滚筒需要很长，为设备制造和安装造成很多难题。为满足物料加工时不同温度段要求，需将加热室内分成几个不同温度区，也难以控制和调整，在处理物料时，由于大滚筒为一直筒状，因此当滚筒输送进料时，物料随着滚筒转动向下移动，无法在原位停留，而且在加工过程中，滚筒前半段料多，而后半段料少。其不足之处是占地大、耗能高、效率低。

本发明的装置是将滚筒分成三部分：出料小滚筒、大滚筒、小滚筒。加大了大滚筒的直径(相对出料小滚筒和小滚筒的直径而言)，使出料小滚筒和小滚筒之间的大滚筒形成一凹部。由于脱水前的污泥由于含有大量的水份，其体积非常大，一旦脱去水份后其体积缩至很小，而这部分脱水后的污泥可以停留在大滚筒中不会随着旋转排出，因此可以继续从小滚筒输入未脱水的污泥至大滚筒内，继续进行脱水，大滚筒继续保持脱水温度(200℃-300℃)。待脱水后的污泥积蓄到一定体积(污泥体积占大滚筒体积的25-35％时)，再将温度升到干馏温度(700℃-850℃)进行干馏，不必频繁地调整大滚筒中的温度。污泥在滚筒内的停留时间是靠延长或缩短滚筒顺时针转动的时间来控制，并且可以根据污泥加工时不同温度要求，调整加热室内温度，容易控制和调整。

实施例1：

以污水处理厂含水率低于85％的污泥为原料，以煤气为燃料，制备有机土壤改良剂10。污泥在制备有机土壤改良剂10前应检测污泥中的重金属是否符合国家相关的标准。

请参阅图1，为有机土壤改良剂制备流程示意图；

a)将间歇回转式制备装置3的加热室43内的温度加热到脱水温度(200℃-300℃)，并将间歇回转式制备装置3的大滚筒41、小滚筒31、出料小滚筒16自集气室30一端视，顺时针方向旋转；

b)用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为3°，转动螺旋输送机2，将污泥仓1中的污泥由集气室30一端输送到大滚筒41内，进入大滚筒41内的污泥在大滚筒41倾斜转动和翻料板39的作用向前移动，布满大滚筒41底壁，然后用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为0°，打开集气室30顶部蒸汽出口26的阀门，同时关闭加热室43的干馏气进口33的阀门。输入的污泥数量为大滚筒41体积的35％；

c)当集气室30的蒸汽观测管47排出的蒸汽大量减少时，再用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为1°，转动螺旋输送机2，将污泥仓1中的污泥由集气室30一端输送到大滚筒41内，进入大滚筒41内的污泥在大滚筒41倾斜转动和翻料板39的作用向前移动，布满大滚筒41底壁，然后用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为0°，输入的污泥数量为大滚筒41体积的25％；

d)当集气室30的蒸汽观测管47没有蒸汽排出时，关闭集气室30顶部蒸汽出口26的阀门，同时打开加热室43的干馏气进口33的阀门，将加热室43内的温度加热到干馏温度(700℃-850℃)，停留60-120分钟；

e)停止加热室43加热，用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为1.5°，将间歇回转式制备装置的大滚筒41、出料小滚筒16、小滚筒31自集气室30一端视，逆时针方向旋转，使大滚筒41内制成的有机土壤改良剂在翻料板40、排料板42(其结构可参阅图4)作用下进入出料小滚筒16，再由出料小滚筒16内的螺旋导料板18的作用下进入出料室15，再由出料室15下方的出料口13排出进入冷却设备9。冷却设备9为公知的设备，本实施例采用锅炉冷渣器；

f)当大滚筒41和出料小滚筒16内的有机土壤改良剂10排出后，打开集气室30顶部蒸汽出口26的阀门，同时关闭加热室43的干馏气进口33的阀门。将间歇回转式制备装置3的大滚筒41、小滚筒31、出料小滚筒16自集气室30一端视，顺时针方向旋转，转动螺旋输送机2，将污泥仓中的污泥由集气室30一端输送到大滚筒41内，进入大滚筒41内的污泥在大滚筒41倾斜转动和翻料板39的作用向前移动，布满大滚筒41底壁，然后用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为0°，输入的污泥数量为大滚筒41体积的35％，将间歇回转式制备装置3加热室43内的温度调整到脱水温度(200℃-300℃)；

g)重复步骤b-f。

本实施例用于实现上述方法的间歇回转式制备装置3，其包括：

一整体钢底座38，上面安装有加热室43、出料室15、集气室30、大滚筒41、出料小滚筒16、小滚筒31、驱动装置11、托辊12、螺旋输送机2、控制柜28。整体钢底座38可调倾角为0-3°。

加热室43外部为金属结构22，内部为高温耐火保温材料24。

大滚筒41位于加热室43内，大滚筒41的直径为1,500mm，长度为2,000mm。

大滚筒41外壁与加热室43两侧内壁的距离为200mm，大滚筒41外壁与加热室43顶内壁的距离为300mm，大滚筒41外壁与加热室43底部内壁的距离为700mm。

大滚筒41、出料小滚筒16、小滚筒31转速为3-6r/min，可以转换转动方向。

大滚筒41一端通过端头21与出料小滚筒16联接，出料小滚筒16内有螺旋导料板18。螺旋导料板18与出料小滚筒16的垂直夹角为左旋5°，螺旋导料板18的高度为出料小滚筒16直径的20％。

大滚筒41的另一端与小滚筒31联接，小滚筒31内有螺旋导料板18，顶端有堰板27。螺旋导料板18与小滚筒31的垂直夹角为右旋5°，螺旋导料板18的高度为小滚筒31直径的20％。

出料小滚筒16长1,500mm，直径800mm，外端伸入到出料室15内。

小滚筒31长1,000mm，直径600mm，外端伸入集气室30内。

集气室30的外侧有螺旋输送机2，螺旋输送机2出料口伸至大滚筒41与小滚筒31连接处的边沿，螺旋输送机2上安装有污泥仓1。

集气室30顶部有干馏气出口49，干馏气出口49通过管道与加热室43侧面的干馏气进口33连接，

集气室30顶部有蒸汽出口26，蒸汽出口26通过管道与气体净化装置8连接，蒸汽出口26上安装有阀门。气体净化装置8为公知的设备，采用洗涤塔；

集气室30端面板上设密封式观察镜40，方便观察滚筒内污泥的状况。

集气室30下部设清料口47，以便定期清除集气室30内可能的积料。

大滚筒41内壁安装有多排翻料板39。相邻两排翻料板39上沿之间的距离为200mm，每排由多块翻料板39组成；每块翻料板39的高度为50mm，每块翻料板39的长度为800mm，每一排的两块翻料板39之间有5mm的膨胀缝。

出料小滚筒16的外壁装有齿圈17、滚圈19；滚圈19座落在托棍11上；

小滚筒31的外壁装有滚圈19，滚圈19座落在托棍11上。

驱动装置12驱动齿圈17带动出料小滚筒16、大滚筒41和小滚筒31转动。

出料小滚筒16与出料室15的连接处以及小滚筒31与集气室30的连接处均安装有密封装置20。本实施例采用迷宫式密封。

大滚筒41与出料小滚筒16联接的端头21为锥形体，端头21内安装有排料板42。

加热室43侧壁安装有温度传感器23。

出料室15侧壁安装有温度检测装置14。

间歇回转式制备装置3可以煤气、天然气或沼气为燃料，其结构如图3所示，加热室43下部安装有气体燃烧设备44。间歇回转式制备装置3运行过程时，将煤气、天然气或沼气输送到加热室43的气体燃烧设备44，通过调节气体燃烧设备44的供气量和助燃风量，控制加热室43内的温度。

加热室43热烟气出口25安装有空气预热器4，采用加热室43排出的热烟气对助燃风机7输送的空气进行加热。空气预热器4为公知的设备。

加热室43排出的烟气经过空气预热器4，再经烟气净化设备5处理，达到国家规定的大气排放标准后，通过烟囱6排放。烟气净化设备5为公知设备，本实施例采用花岗岩水膜脱硫除尘器。

集气室30一端的整体钢底座38下方有液压升降装置29，出料室15一端的整体钢底座38与支架46之间有链接轴45，通过液压升降装置29调节整体钢底座38前、后高差来改变整体钢底座38的倾角。

间歇回转式制备装置3运行过程时，温度传感器23和温度检测装置14将信号传送到控制柜28。控制柜28的功能包括加热室43温度显示和控制、排烟温度显示、蒸汽出口26温度显示、滚筒转速和转动方向显示和控制、螺旋输送机2转速显示和控制、冷却设备9控制、助燃风机7转速显示和控制、气体燃烧设备44控制、液压升降装置29控制等。

实施例2：

以含水率低于85％的湖底清淤过程中的污泥和藻类生物为原料，以焦炭为燃料，制备有机土壤改良剂10

湖底清淤过程中的污泥和藻类生物在制备有机土壤改良剂10前，经检测污泥中的重金属符合国家相关的标准。

请参阅图1，为有机土壤改良剂制备流程示意图；

a)将间歇回转式制备装置3的加热室43内的温度加热到脱水温度(200℃-300℃)，并将间歇回转式制备装置3的大滚筒41、小滚筒31、出料小滚筒16自集气室30一端视，顺时针方向旋转；

b)用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为3°，转动螺旋输送机2，将污泥仓1中的污泥由集气室30一端输送到大滚筒41内，进入大滚筒41内的污泥在大滚筒41倾斜转动和翻料板39的作用向前移动，布满大滚筒41底壁，然后用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为0°，打开集气室30顶部蒸汽出口26的阀门，同时关闭加热室43的干馏气进33的阀门。输入的污泥数量为大滚筒41体积的35％；

c)当集气室30的蒸汽观测管47排出的蒸汽大量减少时，再用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为1°，转动螺旋输送机2，将污泥仓1中的污泥由集气室30一端输送到大滚筒41内，进入大滚筒41内的污泥在大滚筒41倾斜转动和翻料板39的作用向前移动，布满大滚筒41底壁，然后用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为0°，输入的污泥数量为大滚筒41体积的25％；

d)当集气室30的蒸汽观测管47没有蒸汽排出时，关闭集气室30顶部蒸汽出口26的阀门，同时打开加热室43的干馏气进口33的阀门，将加热室43内的温度加热到干馏温度(700℃-850℃)，停留60-120分钟；

e)停止加热室43加热，用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为3°，将间歇回转式制备装置3的大滚筒41、出料小滚筒16、小滚筒31自集气室30一端视，逆时针方向旋转，使大滚筒41内制成的有机土壤改良剂在翻料板40、排料板42作用下进入出料小滚筒16，再由出料小滚筒16内的螺旋导料板18的作用下进入出料室15，再由出料室15下方的出料口13排出进入冷却设备9。冷却设备9为公知的设备，本实施例采用锅炉冷渣器；

f)当大滚筒41和出料小滚筒16内的有机土壤改良剂10排出后，打开集气室30顶部蒸汽出口26的阀门，同时关闭加热室43的干馏气进口49的阀门。将间歇回转式制备装置3的大滚筒41、小滚筒31、出料小滚筒16自集气室30一端视，顺时针方向旋转，转动螺旋输送机2，将污泥仓中的污泥由集气室30一端输送到大滚筒41内，进入大滚筒41内的污泥在大滚筒41倾斜转动和翻料板39的作用向前移动，布满大滚筒41底壁，然后用液压升降装置29将整体钢底座38倾角调整为0°，输入的污泥数量为大滚筒41体积的35％，将间歇回转式制备装置3加热室43内的温度调整到脱水温度(200℃-300℃)；

g)重复步骤b-f。

本实施例用于实现上述方法的间歇回转式制备装置3，其包括：

一整体钢底座38，上面安装有加热室43、出料室15、集气室30、大滚筒41、出料小滚筒16、小滚筒31、驱动装置11、托辊12、螺旋输送机2、控制柜28。整体钢底座38可调倾角为0-3°。

加热室43外部为金属结构22，内部为高温耐火保温材料24。

大滚筒41位于加热室43内，大滚筒41的直径为1,000mm，长度为5,000mm。

大滚筒41外壁与加热室43两侧内壁的距离为300mm，大滚筒41外壁与加热室43顶内壁的距离为300mm，大滚筒41外壁与加热室43底部内壁的距离为900mm。

大滚筒41、出料小滚筒16、小滚筒31转速为3-6r/min，可以转换转动方向。

大滚筒41一端通过端头21与出料小滚筒16联接，出料小滚筒16内有螺旋导料板18。螺旋导料板18与出料小滚筒16的垂直夹角为左旋15°，螺旋导料板18的高度为出料小滚筒16直径的30％。

大滚筒41的另一端与小滚筒31联接，小滚筒31内有螺旋导料板18，顶端有堰板27。螺旋导料板18与小滚筒31的垂直夹角为右旋15°，螺旋导料板18的高度为小滚筒31直径的30％。

出料小滚筒16长1,800mm，直径500mm，外端伸入到出料室15内。

小滚筒31长1,500mm，直径400mm，外端伸入集气室30内。

集气室30的外侧有螺旋输送机2，螺旋输送机2出料口伸至大滚筒41与小滚筒31连接处的边沿，螺旋输送机2上安装有污泥仓1；

集气室30顶部有干馏气出口49，干馏气出口49通过管道与加热室43侧面的干馏气进口33连接，

集气室30顶部有蒸汽出口26，蒸汽出口26通过管道与气体净化装置8连接，蒸汽出口26上安装有阀门。气体净化装置8为公知的设备，本实施例采用喷淋塔。

集气室30端面板上设密封式观察镜40，方便观察滚筒内污泥的状况。

集气室30下部设清料口47，以便定期清除集气室30内可能的积料。

大滚筒41内壁安装有多排翻料板39。相邻两排翻料板39上沿之间的距离为300mm，每排由多块翻料板39组成；每块翻料板39的高度为80mm，每块翻料板39的长度为1,000mm，每一排的两块翻料板39之间有10mm的膨胀缝。

出料小滚筒16的外壁装有齿圈17、滚圈19；滚圈19座落在托棍11上。

小滚筒31的外壁装有滚圈19，滚圈19座落在托棍11上。

驱动装置12驱动齿圈17带动出料小滚筒16、大滚筒41和小滚筒31转动。

出料小滚筒16与出料室15的连接处以及小滚筒31与集气室30的连接处均安装有密封装置20，本实施例密封装置20采用蒸汽密封。

大滚筒41与出料小滚筒16联接的端头21为锥形体，端头21内安装有排料板42。

加热室43侧壁安装有温度传感器23。

出料室15侧壁安装有温度检测装置14。

本发明的间歇回转式制备装置3可以焦炭为燃料，其结构如图2所示，加热室43下部安装有固定炉排35，在固定炉排35上方一侧的加热室43壁上安装有多个加焦炭门37。

固定炉排35的下部为风室34，风室34一侧的壁上安装有多个清灰门36和进风口32。空气预热器4的出风口由管道与风室34的进风口32相连。

间歇回转式制备装置3运行过程时，将焦炭由加焦炭门37加入到加热室43内且固定炉排35上方燃烧，调节焦炭的添加量和助燃风量，控制加热室43内的温度。

加热室43热烟气出口25安装有空气预热器4，采用加热室43排出的热烟气对助燃风机7输送的空气进行加热。空气预热器4为公知的设备。

加热室43排出的烟气经过空气预热器4，再经烟气净化设备5处理，达到国家规定的大气排放标准后，通过烟囱6排放。烟气净化设备5为公知设备，本实施例采用布袋除尘器。

集气室30一端的整体钢底座38下方有液压升降装置29，出料室15一端的整体钢底座38与支架46之间有链接轴45，通过液压升降装置29调节整体钢底座38前、后高差来改变整体钢底座38的倾角。

间歇回转式制备装置3运行过程时，温度传感器23和温度检测装置将信号传送到控制柜28。控制柜28的功能包括加热室43温度显示和控制、排烟温度显示、蒸汽出口26温度显示、滚筒转速和转动方向显示和控制、螺旋输送机2转速显示和控制、冷却设备9控制、助燃风机7转速显示和控制、液压升降装置29控制等。

在上述方法中，污泥为含水率低于85％的污水处理过程产生的污泥或河、湖清淤过程中的污泥或/和藻类生物。污泥在制备有机土壤改良剂前应检测污泥中的重金属是否符合国家相关的标准。

本发明制备的有机土壤改良剂的参数如下：

项目名称	单位	含量
			水分	％	0.7-1
灰	％	60-80
			挥发分	％	2-3
固定炭	％	15-21
			发热量	MJ/Kg	4-6
全硫	％	0.3-0.6
			C含量	％	9-12

项目名称	单位	数量(空气干燥基)
			分析水	％	1.36-1.66
氮	％	0.63-0.77
			砷	μg/g	106-130
铬	μg/g	758-927
			镍	μg/g	772-943
汞	μg/g	0.032-0.039
			镉	μg/g	0.54-0.66
铅	μg/g	342-418
			锌	μg/g	4,847-5,924
铜	μg/g	396-485

通过上述方法和装置制备的有机土壤改良剂，将上述污泥中的有害病菌、寄生虫卵及病毒等高温灭除，含有碳元素和氮、五氧化二磷、氧化钾等有机养分，并具有土壤改良、培肥地力和促进植物生长功能。

(1)有机土壤改良剂中黑色炭粒吸收太阳热能，使土壤温度升高，能够促进种子发芽。

(2)在有机土壤改良剂的黑色炭粒表面上可以生成根粒菌，因而形成适合植物栽培的农业土壤，避免了所谓“连续耕作障碍”。且炭对谷物、豆类和蔬菜的生长、色泽、食味都有改善。

(3)有机土壤改良剂的黑色炭粒不仅可以蓄留植物根部所需水分，同时还可改善土壤的透气性和排水性，为有益于植物的微生物提供良好的生存空间。

(4)有机土壤改良剂中的炭可以改变土壤酸碱度，增加土壤CO2含量，吸附土壤中有害金属，提高土壤微生物的活力，为植物提供健康的生长环境，增强植物的抗病虫害能力。

(5)有机土壤改良剂中的氮、五氧化二磷、氧化钾、二氧化硅、氧化钠为植物提供生长所需的养分，减少化肥的使用量。

Claims (9)

1.一种有机土壤改良剂的制备方法，将污泥置于干馏装置中于200-300℃下脱水，之后再输入污泥于间歇回转式制备装置中于200-300℃下脱水，待脱水后的污泥体积占间歇回转式制备装置体积的25-35%时，于700-850℃下进行干馏；干馏后的产物冷却至100℃以下时取出；

所述的间歇回转式制备装置，其主要包括：

一整体钢底座，上面分别安装有加热室、出料室、集气室、大滚筒、出料小滚筒、小滚筒、驱动装置、托辊、螺旋输送机和控制柜；其中：

大滚筒的直径大于出料小滚筒和小滚筒的直径，大滚筒一端通过端头与出料小滚筒连接，大滚筒的另一端与小滚筒联接；

出料小滚筒的另一端伸入到出料室内，小滚筒的另一端伸入集气室内，集气室的外侧安装有蒸汽观察管、密封观察镜、螺旋输送机，螺旋输送机出料口伸至大滚筒与小滚筒连接处的边沿，螺旋输送机进料口上安装有污泥仓；集气室顶部有蒸汽出口，蒸汽出口通过管道与气体净化装置连接，蒸汽出口安装有阀门；集气室顶部有干馏气出口，干馏气出口通过管道与加热室的干馏气进口连接，干馏气进口安装有阀门；

出料小滚筒与出料室的连接处以及小滚筒与集气室的连接处均安装有密封装置。

2.一种用于实现权利要求1所述制备方法的间歇回转式制备装置，其主要包括：

一整体钢底座，上面分别安装有加热室、出料室、集气室、大滚筒、出料小滚筒、小滚筒、驱动装置、托辊、螺旋输送机和控制柜；其中：

大滚筒的直径大于出料小滚筒和小滚筒的直径，大滚筒一端通过端头与出料小滚筒连接，大滚筒的另一端与小滚筒联接；

出料小滚筒的另一端伸入到出料室内，小滚筒的另一端伸入集气室内，集气室的外侧安装有蒸汽观察管、密封观察镜、螺旋输送机，螺旋输送机出料口伸至大滚筒与小滚筒连接处的边沿，螺旋输送机进料口上安装有污泥仓；集气室顶部有蒸汽出口，蒸汽出口通过管道与气体净化装置连接，蒸汽出口安装有阀门；集气室顶部有干馏气出口，干馏气出口通过管道与加热室的干馏气进口连接，干馏气进口安装有阀门；

出料小滚筒与出料室的连接处以及小滚筒与集气室的连接处均安装有密封装置。

3.如权利要求2所述的间歇回转式制备装置，其中，整体钢底座为可调倾角，可调倾角为0-3°。

4.如权利要求2所述的间歇回转式制备装置，其中，大滚筒内壁设有多排翻料板，出料小滚筒和小滚筒内设有螺旋导料板。

5.如权利要求2所述的间歇回转式制备装置，其中，出料小滚筒的外壁装有齿圈，驱动装置通过齿圈带动出料小滚筒、大滚筒和小滚筒转动。

6.如权利要求2所述的间歇回转式制备装置，其中，大滚筒与出料小滚筒联接的端头为锥形体，端头内安装有排料板。

7.如权利要求2所述的间歇回转式制备装置，其中，加热室下部安装有气体燃烧设备；或

加热室下部安装有固定炉排，在固定炉排上方一侧的加热室壁上安装有多个加焦炭门；固定炉排的下部为风室，风室一侧的壁上安装有多个清灰门和进风口。

8.如权利要求2所述的间歇回转式制备装置，其中，集气室一端整体钢底座与下方安装的液压升降装置之间有连接轴。

9.如权利要求2所述的间歇回转式制备装置，其中，出料室一端整体钢底座与支架之间安装有连接轴，通过液压升降装置调节整体钢底座前、后高差，来改变整体钢底座的倾角。

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