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以易腐垃圾为原料制备草坪基质的设备

文献发布时间:2024-04-18 19:58:30


以易腐垃圾为原料制备草坪基质的设备

技术领域

本发明涉及环保与肥料生产技术领域,特别涉及一种以易腐垃圾为原料制备草坪基质的设备。

背景技术

浙江省工程建设标准《城镇生活垃圾分类标准》指出,易腐垃圾是指易腐烂的或含有机质的生活垃圾,包括居民日常生活产生的厨余垃圾、餐饮场所产生的餐厨垃圾和农贸市场产生的生鲜垃圾。易腐垃圾分为餐厨垃圾类、厨余垃圾类和生鲜垃圾类。餐厨垃圾类,指从事餐饮服务、集体供餐等活动的单位在生产经营中产生的米和面粉类食物残渣、蔬菜、动植物油、肉骨等;厨余垃圾类,指居民在日常生活中产生的树枝花草、腐肉、肉碎骨、蛋壳等;生鲜垃圾类,指农贸市场产生的蔬菜瓜果垃圾、畜禽类动物内脏等。易腐垃圾生物处理技术主要包括厌氧处理、好氧处理、厌氧-好氧协同处理、厌氧-焚烧协同处理、生物转化等不同处理组合工艺。

易腐垃圾作为一种富含有机质及氮、磷、钾等元素的固体废弃物,如何将其肥料化和能源化的研究逐渐地受到了关注。易腐垃圾在经过烘干及发酵处理后能否进行资源化利用是解决易腐垃圾处置末端的重要环节,解决易腐垃圾处理产物的去向并获得一定经济效益,是促进易腐垃圾处理能够良性发展的关键。目前有研究将易腐垃圾用作生物炭和有机肥原料,进行进一步资源化利用,然而对于易腐垃圾产物在苗木机质上的应用鲜见研究。

发明内容

本发明为了解决现有易腐垃圾资源化利用过程中所存在的上述技术问题,提供了一种以易腐垃圾为原料制备草坪基质的设备,它具有处理流程时间短和生态利用效果较好的特点。

本发明的技术方案:以易腐垃圾为原料制备草坪基质的设备,包括烘干设备;所述烘干设备包括加热机构、翻料机构以及控制机构;所述加热机构包括加热室、进风管、多孔网板、电加热丝以及出风管;所述出风管和进风管分别安装于加热室的上下两端,所述多孔网板和电加热丝均安装于加热室内部,且电加热丝位于多孔网板下侧;所述翻料机构和控制机构均安装于加热室内部。加热机构用于对物料在特定的温度条件下进行加热烘干;翻料机构用于对物料进行翻动,从而保证物料可以充分且均匀的受热,使得烘干效果更好;控制机构用于服务加热机构和翻料机构,保证其可以稳定高效的运行;加热室用于承纳物料,通过进风管输入热风,并经过电加热丝的加热后使其保持烘干温度,以合适的温度对物料进行加热,最终热风带着物料水分蒸发后的水汽通过出风管排出,通过气流加热的方式可以显著提高对物料的烘干效果。

作为优选,所述翻料机构包括多个翻料组件;所述翻料组件包括升降导杆、磁升球以及翻料束条;所述升降导杆固定安装于多孔网板上端,且升降导杆为竖直方向,所述磁升球滑动连接于升降导杆上,所述翻料束条分散连接于磁升球上端。磁升球可以在控制机构的驱动下上下移动,同时翻料束条在上升时会触发展开动作,从而充分对物料进行翻动,保证物料在气流的作用下充分烘干。

作为优选,所述磁升球包括上中空透明端、下磁端以及含水变色硅胶填料;所述上中空透明端和下磁端上下连接并共同构成一个完整的球体,所述上中空透明端上开设有多个均匀分布的溢气孔,所述含水变色硅胶填料填充于上中空透明端内侧,所述含水变色硅胶填料的粒径大于溢气孔的孔径。含水变色硅胶填料初始状态下为潮湿的,在多孔网板上分布均匀,其会随物料同步受热烘干,并且其具备在不同潮湿程度下变色的能力,从而可以对各区域的烘干效果进行表征,当局部区域出现烘干效果不佳的情况时,控制结构可以单独控制磁升球提高翻动频率,从而提高该局部区域的烘干效果,含水变色硅胶填料用于在正常状态下对翻料束条进行吸附收纳,保证其在下落时可以为完整的球体进入到物料内。

作为优选,所述翻料束条包括磁动束条、磁吸尾端以及多根非弹性拉绳;所述磁动束条一端固定连接于磁升球上端,所述磁吸尾端固定连接于磁动束条远离磁升球的一端,所述非弹性拉绳分散连接于磁动束条和磁升球之间。正常状态下在下磁端对磁吸尾端的吸附作用下进行收纳合拢,在控制结构施加磁场时,上中空透明端会向上展开,并在非弹性拉绳的牵引作用下展开到合适的位置,并在上升过程中对物料进行翻动。

作为优选,所述控制机构包括控制器、多个电磁铁、摄像头、温湿度传感器以及电源;所述电磁铁分别对应升降导杆安装于上侧,所述控制器与电磁铁、摄像头、温湿度传感器和电源均电性连接。控制器用于控制其余组件,电磁铁与升降导杆相对应,通过通电来施加磁场进而控制磁升球的上升以及翻料束条的展开,摄像头可以及时采集上中空透明端的图像资料,并通过控制器的图像处理技术来判断区域的烘干情况,然后单独控制相应的摄像头来提高磁场的发生频率,温湿度传感器可以实时监测加热室内的温度情况,进而与电加热丝进行联动保持物料始终处于合适的温度下进行烘干,电源用于为上述组件进行供电。

作为优选,包括精加工设备;所述精加工设备包括加工室、进料管、液压杆、分料盘、粉碎杆、电加热丝以及筛板;所述进料管安装于加工室上端,所述液压杆安装于加工室内顶端,所述分料盘安装于液压杆下端,所述粉碎杆均匀安装于分料盘下端,所述电加热丝镶嵌安装于分料盘内部,所述筛板安装于加工室下端。物料通过进料管筛板进入到加工室筛板之后,通过启动液压杆筛板进而使得粉碎杆筛板对物料进行挤压粉碎,同时电加热丝筛板可以对物料进行加热,而粉碎到合适尺寸的物料可以直接通过筛板筛板被收集,可以实现烘干、粉碎和过筛的一体化,不仅可以节约大量的工序时间,同时在粉碎的时候同步加热可以提高烘干效果,同时粉碎后的物料可以直接通过筛板筛板,可以同步减轻粉碎杆筛板的粉碎压力以及筛板筛板的过滤压力。

作为优选,包括混合设备;所述混合设备包括接料室、混料管、振动电机、接料台以及重量检测器;所述接料室安装于筛板下端,所述混料管安装于接料室侧壁上,所述接料室下端安装有振动电机,所述接料室内底端安装有接料台,所述重量检测器镶嵌安装于接料台上表面。通过筛板筛板过滤下来的物料直接落至接料台筛板上,然后重量检测器筛板可以及时检测到物料的重量,然后通过混料管筛板按照比例输送一定量的其他物质与其混合,再利用振动电机筛板的振动效果来加速混合,与整体混合相比,不仅节约一定的时间,同时前期的少量混合也可以提高最终的混合效果。

作为优选,通过筛板后的物料与低质土壤的质量比为1:5~15。更优选,通过筛板后的物料与低质土壤的质量比为1:8~12。更优选,通过筛板后的物料与低质土壤的质量比为1:9~10。

作为优选,以易腐垃圾为原料制备草坪基质的设备制备草坪基质的方法,包括以下步骤,

(S01)收集易腐垃圾,去除易腐垃圾中的不可降解物质后称重;

(S02)将步骤(S01)称重过的易腐垃圾送入垃圾粉碎设备中碾碎;

(S03)将步骤(S02)碾碎后的易腐垃圾送入烘干设备中烘干,待烘干物料重量降低至设定重量值时,停止烘干;

(S04)将步骤(S03)烘干后的物料再次送入垃圾粉碎设备中碾碎;

(S05)将步骤(S04)碾碎后的物料送入好氧发酵设备中进行好氧发酵;

(S06)检测步骤(S05)好氧发酵后物质中的可溶性盐浓度EC值和种子发芽指数GI,若可溶性盐浓度EC值的范围处于1mS/cm~4mS/cm,且种子发芽指数GI>50%,则进行后续步骤,否则继续进行步骤(S05)中的好氧发酵;

(S07)对步骤(S06)检测符合要求的物料送入精加工设备进行精加工;

(S08)取适量低质土壤,将步骤(S07)精加工后的物料与低质土壤一起送入混合设备中进行混合。

本发明减少缩短了易腐垃圾的发酵时间,其中在烘干时引入新型的烘干设备,可以在保证设定重量的前提下对物料进行减重的同时满足后续好氧发酵的合理含水率,从而保证了物料的一致性,不易对后续的发酵等工艺步骤造成干扰或者影响,间接提高了成品的质量,实现了发酵时间缩短;本发明通过易腐垃圾-发酵产物-低质土壤的科学结合,形成易腐垃圾的生态利用,增加了易腐垃圾发酵产物的应用场景,提高易腐垃圾发酵产物的价值。

作为优选,所述步骤(S03)中的烘干温度均为55℃~65℃。更优选,所述步骤(S03)中的烘干温度均为57℃~62℃。具有良好的烘干效果。

作为优选,所述步骤(S05)中好氧发酵时间为13天~20天。更优选,所述步骤(S05)中好氧发酵时间为15天~18天。兼顾时效性的同时,更好的充分发酵。

作为优选,所述步骤(S03)中设定重量值的计算公式为,

Y=(1-A1)/(1-A2)*100%*X;

其中,Y为设定重量值,X为初始物料重量值,A1为初始物料含水率,A2为目标物料含水率,A2设定的取值范围是55%~60%。

作为优选,所述可溶性盐浓度EC值的检查方法为,

取步骤(S05)好氧发酵后的物质鲜样,按照一定的固液比用去离子水浸泡并振荡,浸泡并振荡结束后离心过滤取滤液,并用电导率仪测定,得可溶性盐浓度EC值。检查方法简单,检查效果良好。

作为优选,所述种子发芽指数GI的检查方法为,

取步骤(S05)好氧发酵后的物质鲜样,按照一定的固液比用去离子水浸泡并振荡,浸泡并振荡结束后离心过滤,取适量滤液置于垫有滤纸的培养皿中,在培养皿中加入种子并放入恒温培养箱中培养,

采用公式,GI=(浸提液种子发芽率*根长)/(对照组种子发芽率*根长)×100%,得种子发芽指数GI。检查方法简单,检查效果良好。

作为优选,检测步骤(S05)好氧发酵后物质中的pH值,若pH值为7.0~9.0,则进行后续步骤,否则继续进行步骤(S05)中的好氧发酵。选用杭州米科传感技术有限公司生产的型号为MIK-pH162的pH值测试仪。

作为优选,检测步骤(S05)好氧发酵后物质中的有机质含量,若有机质含量为60%~70%,则进行后续步骤,否则继续进行步骤(S05)中的好氧发酵。选用山东方科仪器有限公司生产的型号为FK-CT04的有机质含量检测仪。

作为优选,检测步骤(S05)好氧发酵后物质中的全氮含量,若全氮含量为2.1%~2.5%,则进行后续步骤,否则继续进行步骤(S05)中的好氧发酵。选用南北仪器有限公司生产的型号为TFC的全氮全磷全钾含量测试仪。

作为优选,检测步骤(S05)好氧发酵后物质中的全磷含量,若全磷含量为1.2%~1.5%,则进行后续步骤,否则继续进行步骤(S05)中的好氧发酵。

作为优选,所述物质鲜样和去离子水的固液比1:8~12。更优选,所述物质鲜样和去离子水的固液比1:9~11。使得检查结果更为准确。

作为优选,所述浸泡并振荡的时间为1h~3h。作为优选,所述浸泡并振荡的时间为1.5h~2.5h。能使得物质鲜样在去离子水中溶解的更为充分,也能兼顾时效性。

作为优选,所述电导率仪的型号为DDS-307A型电导率仪。

作为优选,所述滤液的取用量为3ml~10ml。更优选,所述滤液的取用量为4ml~8ml。

作为优选,所述种子选用颗粒饱满的水稻种子。

作为优选,所述种子的加入量为5粒~15粒。更优选,所述种子的加入量为8粒~12粒。

作为优选,所述恒温培养箱中的温度为25℃。

作为优选,所述恒温培养箱中的培养时间为48h~96h。更优选,所述恒温培养箱中的培养时间为60h~84h。

作为优选,所述步骤(S08)中精加工后的物料与低质土壤的混合比例为1:5~15。更优选,所述步骤(S08)中精加工后的物料与低质土壤的混合比例为1:8~12。更优选,所述步骤(S08)中精加工后的物料与低质土壤的混合比例为1:9~10。

本发明具有如下有益效果:

(1)加热机构用于对物料在特定的温度条件下进行加热烘干;翻料机构用于对物料进行翻动,从而保证物料可以充分且均匀的受热,使得烘干效果更好;控制机构用于服务加热机构和翻料机构,保证其可以稳定高效的运行;

(2)加热室用于承纳物料,通过进风管输入热风,并经过电加热丝的加热后使其保持烘干温度,以合适的温度对物料进行加热,最终热风带着物料水分蒸发后的水汽通过出风管排出,通过气流加热的方式可以显著提高对物料的烘干效果;

(3)减少缩短了易腐垃圾的发酵时间,其中在烘干时引入新型的烘干设备,可以在保证设定重量的前提下充分对物料进行烘干,从而保证了物料的一致性和好氧发酵最优含水率,不易对后续的发酵等工艺步骤造成干扰或者影响,间接提高了成品的质量;

(4)通过易腐垃圾-发酵产物-低质土壤的科学结合,形成易腐垃圾的生态利用,增加了易腐垃圾发酵产物的应用场景,提高易腐垃圾发酵产物的价值。

附图说明

图1为本发明烘干设备的结构示意图;

图2为本发明翻料组件的结构示意图;

图3为本发明翻料束条部分展开时的结构示意图;

图4为本发明磁升球的结构示意图;

图5为本发明精加工设备和混合机构的结构示意图。

附图中的标记为:11-加热室;12-进风管;13-多孔网板;14-电加热丝;15-出风管;21-升降导杆;22-磁升球;221-上中空透明端;222-下磁端;223-含水变色硅胶填料;23-翻料束条;231-磁动束条;232-磁吸尾端;233-非弹性拉绳;31-控制器;32-电磁铁;33-摄像头;34-温湿度传感器;35-电源;41-加工室;42-进料管;43-液压杆;44-分料盘;45-粉碎杆;46-电加热丝;47-筛板;51-接料室;52-混料管;53-振动电机;54-接料台;55-重量检测器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述;显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以易腐垃圾为原料制备草坪基质的设备制备草坪基质的方法,包括以下步骤,

(S01)收集易腐垃圾,去除易腐垃圾中的不可降解物质后称重;

(S02)将步骤(S01)称重过的易腐垃圾送入垃圾粉碎设备中碾碎;垃圾粉碎设备选用北京三态环境科技有限公司生产的型号为STPSJ-10齿辊式破碎机;

(S03)将步骤(S02)碾碎后的易腐垃圾送入烘干设备中烘干,待烘干物料重量降低至设定重量值时,停止烘干;烘干温度均为55℃~65℃;

设定重量值的计算公式为,

Y=(1-A1)/(1-A2)*100%*X;

其中,Y为设定重量值,X为初始物料重量值,A1为初始物料含水率,A2为目标物料含水率,A2设定的取值范围是55%~60%;

(S04)将步骤(S03)烘干后的物料再次送入垃圾粉碎设备中碾碎;

(S05)将步骤(S04)碾碎后的物料送入好氧发酵设备中进行好氧发酵;好氧发酵时间为13天~20天;好氧发酵设备选用河南毅腾环保设备有限公司生产的型号为YTSH01的好氧发酵设备;

(S06)检测步骤(S05)好氧发酵后物质中的可溶性盐浓度EC值和种子发芽指数GI,若可溶性盐浓度EC值的范围处于1mS/cm~4mS/cm,且种子发芽指数GI>50%,则进行后续步骤,否则继续进行步骤(S05)中的好氧发酵;

可溶性盐浓度EC值的检查方法为,

取步骤(S05)好氧发酵后的物质鲜样,按照一定的固液比用去离子水浸泡并振荡,浸泡并振荡结束后离心过滤取滤液,并用电导率仪测定,得可溶性盐浓度EC值;物质鲜样和去离子水的固液比1:8~12;浸泡并振荡的时间为1h~3h;电导率仪的型号为DDS-307A型电导率仪;

种子发芽指数GI的检查方法为,

取步骤(S05)好氧发酵后的物质鲜样,按照一定的固液比用去离子水浸泡并振荡,浸泡并振荡结束后离心过滤,取适量滤液置于垫有滤纸的培养皿中,在培养皿中加入种子并放入恒温培养箱中培养,

采用公式,GI=(浸提液种子发芽率*根长)/(对照组种子发芽率*根长)×100%,得种子发芽指数GI;物质鲜样和去离子水的固液比1:8~12;浸泡并振荡的时间为1h~3h;滤液的取用量为3ml~10ml;种子选用颗粒饱满的水稻种子;种子的加入量为5粒~15粒;恒温培养箱中的温度为25℃;恒温培养箱中的培养时间为48h~96h;

检测步骤(S05)好氧发酵后物质中的有机质含量、全氮含量及全磷含量,若pH值为7.0~9.0、有机质含量为60%~70%、全氮含量为2.1%~2.5%且全磷含量为1.2%~1.5%,则进行后续步骤,否则继续进行步骤(S05)中的好氧发酵;

(S07)对步骤(S06)检测符合要求的物料送入精加工设备进行精加工;

(S08)取适量低质土壤,将步骤(S07)精加工后的物料与低质土壤一起送入混合设备中进行混合;其中精加工后的物料与低质土壤的混合比例为1:5~15。

以易腐垃圾为原料制备草坪基质的设备,包括烘干设备;如图1所示的烘干设备包括加热机构、翻料机构以及控制机构;加热机构包括加热室11、进风管12、多孔网板13、电加热丝14以及出风管15;出风管15和进风管12分别安装于加热室11的上下两端,多孔网板13和电加热丝14均安装于加热室11内部,且电加热丝14位于多孔网板13下侧;翻料机构和控制机构均安装于加热室11内部。

翻料机构包括多个翻料组件;翻料组件包括升降导杆21、如图2所示的磁升球22以及翻料束条23;升降导杆21固定安装于多孔网板13上端,且升降导杆21为竖直方向,磁升球22滑动连接于升降导杆21上,翻料束条23分散连接于磁升球22上端。

磁升球22包括上中空透明端221、如图4所示的下磁端222以及含水变色硅胶填料223;上中空透明端221和下磁端222上下连接并共同构成一个完整的球体,上中空透明端221上开设有多个均匀分布的溢气孔,含水变色硅胶填料223填充于上中空透明端221内侧,含水变色硅胶填料223的粒径大于溢气孔的孔径。

翻料束条23包括如图3所示的磁动束条231、磁吸尾端232以及多根非弹性拉绳233;磁动束条231一端固定连接于磁升球22上端,磁吸尾端232固定连接于磁动束条231远离磁升球22的一端,非弹性拉绳233分散连接于磁动束条231和磁升球22之间。

控制机构包括控制器31、多个电磁铁32、摄像头33、温湿度传感器34以及电源35;电磁铁32分别对应升降导杆21安装于上侧,控制器31与电磁铁32、摄像头33、温湿度传感器34和电源35均电性连接。

包括精加工设备;精加工设备包括加工室41、进料管42、液压杆43、如图5所示的分料盘44、粉碎杆45、电加热丝46以及筛板47;进料管42安装于加工室41上端,液压杆43安装于加工室41内顶端,分料盘44安装于液压杆43下端,粉碎杆45均匀安装于分料盘44下端,电加热丝46镶嵌安装于分料盘44内部,筛板47安装于加工室41下端。通过筛板后的物料与低质土壤的质量比为1:5~15。

包括混合设备;混合设备包括接料室51、混料管52、振动电机53、接料台54以及重量检测器55;接料室51安装于筛板47下端,混料管52安装于接料室51侧壁上,接料室51下端安装有振动电机53,接料室51内底端安装有接料台54,重量检测器55镶嵌安装于接料台54上表面。

以易腐垃圾为原料制备草坪基质的设备,包括烘干设备;烘干设备包括加热机构、翻料机构以及控制机构,加热机构用于对物料在特定的温度条件下进行加热烘干,翻料机构用于对物料进行翻动,从而保证物料可以充分且均匀的受热,使得烘干效果更好,控制机构用于服务加热机构和翻料机构,保证其可以稳定高效的运行。

加热机构包括加热室11、进风管12、多孔网板13、电加热丝14以及出风管15,出风管15和进风管12分别安装于加热室11的上下两端,多孔网板13和电加热丝14均安装于加热室11内部,且电加热丝14位于多孔网板13下侧,翻料机构和控制机构均安装于加热室11内部,加热室11用于承纳物料,通过进风管12输入热风,并经过电加热丝14的加热后使其保持60℃,以合适的温度对物料进行加热,最终热风带着物料水分蒸发后的水汽通过出风管15排出,通过气流加热的方式可以显著提高对物料的烘干效果。

翻料机构包括多个翻料组件,翻料组件包括升降导杆21、磁升球22以及翻料束条23,升降导杆21固定安装于多孔网板13上端,且升降导杆21为竖直方向,磁升球22滑动连接于升降导杆21上,翻料束条23分散连接于磁升球22上端,其中磁升球22可以在控制机构的驱动下上下移动,同时翻料束条23在上升时会触发展开动作,从而充分对物料进行翻动,保证物料在气流的作用下充分烘干。

磁升球22包括上中空透明端221、下磁端222以及含水变色硅胶填料223,上中空透明端221和下磁端222上下连接并共同一个构成一个完整的球体,上中空透明端221上开设有多个均匀分布的溢气孔,含水变色硅胶填料223填充于上中空透明端221内侧,且粒径大于溢气孔的孔径,含水变色硅胶填料223初始状态下为潮湿的,在多孔网板13上分布均匀,其会随物料同步受热烘干,并且其具备在不同潮湿程度下变色的能力,从而可以对各区域的烘干效果进行表征,当局部区域出现烘干效果不佳的情况时,控制结构可以单独控制磁升球22提高翻动频率,从而提高该局部区域的烘干效果,含水变色硅胶填料223用于在正常状态下对翻料束条23进行吸附收纳,保证其在下落时可以为完整的球体进入到物料内。

翻料束条23包括磁动束条231、磁吸尾端232以及多根非弹性拉绳233,磁动束条231一端固定连接于磁升球22上端,磁吸尾端232固定连接于磁动束条231远离磁升球22的一端,非弹性拉绳233分散连接于磁动束条231和磁升球22之间,正常状态下在下磁端222对磁吸尾端232的吸附作用下进行收纳合拢,在控制结构施加磁场时,上中空透明端221会向上展开,并在非弹性拉绳233的牵引作用下展开到合适的位置,并在上升过程中对物料进行翻动。

控制机构包括控制器31、多个电磁铁32、摄像头33、温湿度传感器34以及电源35,电磁铁32分别对应升降导杆21安装于上侧,控制器31与电磁铁32、摄像头33、温湿度传感器34和电源35均电性连接,控制器31用于控制其余组件,电磁铁32与升降导杆21相对应,通过通电来施加磁场进而控制磁升球22的上升以及翻料束条23的展开,摄像头33可以及时采集上中空透明端221的图像资料,并通过控制器31的图像处理技术来判断区域的烘干情况,然后单独控制相应的摄像头33来提高磁场的发生频率,温湿度传感器34可以实时监测加热室11内的温度情况,进而与电加热丝14进行联动保持物料始终处于合适的温度下进行烘干,电源35用于为上述组件进行供电。

包括进行精加工的精加工设备;精加工设备包括加工室41、进料管42、液压杆43、分料盘44、粉碎杆45、电加热丝46以及筛板47,进料管42安装于加工室41上端,液压杆43安装于加工室41内顶端,分料盘44安装于液压杆43下端,粉碎杆45均匀安装于分料盘44下端,电加热丝46镶嵌安装于分料盘44内部,筛板47安装于加工室41下端,物料通过进料管42进入到加工室41之后,通过启动液压杆43进而使得粉碎杆45对物料进行挤压粉碎,同时电加热丝46可以对物料进行加热,而粉碎到合适尺寸的物料可以直接通过筛板47被收集,可以实现烘干、粉碎和过筛的一体化,不仅可以节约大量的工序时间,同时在粉碎的时候同步加热可以提高烘干效果,同时粉碎后的物料可以直接通过筛板47,可以同步减轻粉碎杆45的粉碎压力以及筛板47的过滤压力。

包括步骤S5中进行混合的混合设备;混合设备包括接料室51、混料管52、振动电机53、接料台54以及重量检测器55,接料室51安装于筛板47下端,混料管52安装于接料室51侧壁上,接料室51下端安装有振动电机53,接料室51内底端安装有接料台54,重量检测器55镶嵌安装于接料台54上表面,通过筛板47过滤下来的物料直接落至接料台54上,然后重量检测器55可以及时检测到物料的重量,然后通过混料管52按照比例输送一定量的其他物质与其混合,再利用振动电机53的振动效果来加速混合,与整体混合相比,不仅节约一定的时间,同时前期的少量混合也可以提高最终的混合效果。

实施例1:

以易腐垃圾为原料制备草坪基质的方法,包括以下步骤,

(S01)收集易腐垃圾,去除易腐垃圾中的不可降解物质后称重;

(S02)将步骤(S01)称重过的易腐垃圾送入垃圾粉碎设备中碾碎;

(S03)将步骤(S02)碾碎后的易腐垃圾送入烘干设备中烘干,待烘干物料重量降低至设定重量值时,停止烘干;烘干温度均为60℃;

设定重量值的计算公式为,

Y=(1-A1)/(1-A2)*100%*X;

其中,Y为设定重量值,X为初始物料重量值,A1为初始物料含水率,A2为目标物料含水率,A2设定的取值范围是55%~60%;

(S04)将步骤(S03)烘干后的物料再次送入垃圾粉碎设备中碾碎;

(S05)将步骤(S04)碾碎后的物料送入好氧发酵设备中进行好氧发酵;好氧发酵时间为13天~20天;

(S06)检测步骤(S05)好氧发酵后物质中的可溶性盐浓度EC值和种子发芽指数GI,若可溶性盐浓度EC值的范围处于1mS/cm~4mS/cm,且种子发芽指数GI>50%,则进行后续步骤,否则继续进行步骤(S05)中的好氧发酵;

检测步骤(S05)好氧发酵后物质中的有机质含量、全氮含量及全磷含量,若pH值为7.0~9.0、有机质含量为60%~70%、全氮含量为2.1%~2.5%且全磷含量为1.2%~1.5%,则进行后续步骤,否则继续进行步骤(S05)中的好氧发酵。

可溶性盐浓度EC值的检查方法为,

取步骤(S05)好氧发酵后的物质鲜样,按照一定的固液比用去离子水浸泡并振荡,浸泡并振荡结束后离心过滤取滤液,并用型号为DDS-307A型电导率仪测定,得可溶性盐浓度EC值;物质鲜样和去离子水的固液比1:10;浸泡并振荡的时间为2h;电导率仪的;

种子发芽指数GI的检查方法为,

取步骤(S05)好氧发酵后的物质鲜样,按照一定的固液比用去离子水浸泡并振荡,浸泡并振荡结束后离心过滤,取适量滤液置于垫有滤纸的培养皿中,在培养皿中加入种子并放入恒温培养箱中培养,

采用公式,GI=(浸提液种子发芽率*根长)/(对照组种子发芽率*根长)×100%,得种子发芽指数GI;物质鲜样和去离子水的固液比1:10;浸泡并振荡的时间为2h;滤液的取用量为5ml;种子选用颗粒饱满的水稻种子;种子的加入量为10粒;恒温培养箱中的温度为25℃;恒温培养箱中的培养时间为72h;

(S07)对步骤(S06)检测符合要求的物料送入精加工设备进行精加工;

(S08)取适量低质土壤,将步骤(S07)精加工后的物料与低质土壤按照1:9的配比一起送入混合设备中进行混合。

收集农村易腐垃圾后将不可降解物质挑拣出后称重,输送进入智能有机质垃圾处理设备(YHZH-B1000)进行机械碾碎后,进入烘干设备中进行初步烘干,烘干温度约为60℃,待烘干物质重量降低至设定重量后,停止初步烘干。

设定重量计算方式为:Y=(1-A1)/(1-A2)*100%*X

其中,Y为设定重量值,X为初始物料重量值,A1为初始物料含水率,A2为目标物料含水率,A2设定的取值范围是55%~60%。

表1:易腐垃圾情况表

一般来说,易腐垃圾若进行有效好氧发酵,主要取决于易腐垃圾的含水率和碳氮比。因此,需要依照如表1所示的值,对应计算初烘干后的设定重量。

初步烘干后,易腐垃圾料样品的基本情况如表2所示:

表2:初步烘干后易腐垃圾料样品的基本情况表

经过该初步烘干过程,基本可以在不需要添加其他辅料的情况下可进行二次好氧发酵。

好氧发酵:

将所得出烘干料经过垃圾粉碎设备碾碎后,输送至好氧发酵设备中进行好氧发酵15天左右。该设备将利用好氧生物菌群在充分供氧的条件下,将初步烘干料进行进一步分解。经过好氧发酵后的物料pH可以得到明显提升,其基本情况如表3所示:

表3:好氧发酵后易腐垃圾料样品的基本情况表

好氧发酵物料评估:

首先对发酵物料进行无害化及养分的评估

易腐垃圾发酵处理产物首先要进行无害化评价,以确保其作为有机肥料的安全性。对精料进行无害化评价主要以可溶性盐浓度(EC值)和种子发芽指数(GI)作为衡量指标。基质中的可溶性盐浓度(EC值)会影响植物对水分的吸收,正常的EC值在1mS/cm~4mS/cm,高浓度可溶性盐会使植物根系产生反渗透压,使植物根尖变褐色或干枯。种子发芽指数(GI)既能体现发酵物的腐熟度,又能反映其对种子的毒害程度,当GI>50%时表示发酵产物对种子基本无毒害;当GI>80%时,表示发酵物达到完全腐熟。

测定上述两个指标,首先取发酵产物鲜样,按照固液比1∶10用去离子水浸泡,振荡2h,离心过滤后取滤液。采用DDS-307A型电导率仪测定EC值,GI值的测定则取5mL滤液于垫有滤纸的培养皿中,加入10粒颗粒饱满的种子(水稻),放入25℃恒温培养箱中培养72h,计算方法如下:

易腐垃圾发酵处理产物进行养分评估,以确保其作为草坪机质的养分有效性。根据测定的发酵产物的元素和养分含量(氮、磷、钾),以肥力较低的土壤作为供试土壤,开展田间试验或盆栽试验。以折合氮含量0.05%、0.08%、0.10%、0.12%来添加发酵产物,可以于冬季种植如黑麦草、高羊茅等对氮养分反应较为敏感的绿肥作物,也可以于春季种植水稻,从而根据作物的生长以及产量来判断肥料的肥效。

发酵物料精加工:

对发酵完全的物料进行一系列精加工。具体步骤包括:烘干、粉碎、过筛。

草坪基质配方混合

通过将精加工物料与其他物质(主要为低质土壤)按照1:10的配比进行充分混合,作为草坪繁育基质,无需再添加其他辅料,从而完成易腐垃圾的资源化利用。

发酵物料养分评估试验:

该试验设置了步骤(S03)中的初烘干物料,步骤(S06)中的好氧发酵物料,以及步骤(S07)中的精加工物料三种易腐垃圾处理产物,4个物料添加量梯度(以干重每亩计:1t、1.5t、2t、2.5t),采用田间小区试验,每个小区大小为3m*4m=12㎡,同时设置不施用任何物料的对照组。

目标物料重量与初始物料的关系:①初烘干物料:含水率约为60%,按照每小区12㎡计算,4个梯度每小区所需粗料重量分别为:50kg、75kg、100kg、125kg。②好氧发酵物料:含水率约为25%,按照每小区12㎡计算,4个梯度每小区所需粗料重量分别为:20kg、30kg、40kg、50kg。③精加工物料:目标含水率为40%,按照每小区12㎡计算,4个梯度每小区所需粗料重量分别为:16kg、24kg、32kg、40kg。待物料投入小区充分混合后,播种黑麦草种子,观察出苗及生长情况,并于次年3~4月收获,测定其生物产量,从而评估通过此方法产生的易腐垃圾发酵产物的肥效。

对每个小区收获的黑麦草鲜重进行产量测定,发现对于不施用任何易腐垃圾处理物料的小区,其黑麦草产量换算成亩产为523kg/亩,施用最高量初烘干物料的小区黑麦草亩产为1560kg/亩,相对于空白对照有显著的增加,而施用最高量好氧发酵物料和精加工物料处理的黑麦草亩产分别为2380kg/亩和2450kg/亩,又显著高于施加初烘干物料的处理,且与施用常规有机肥处理下的黑麦草产量2155kg/亩差异不大。上述结果说明,易腐垃圾处理产物作为有机物料添加至低肥力土壤中可以明显提高土壤的肥效。

易腐垃圾草皮基质配方探究试验:

试验处理:5个好氧发酵物料梯度(100g/kg,200g/kg,300g/kg,400g/kg,500g/kg)和空白对照(CK),利用马尼拉草茎进行根茎繁殖。每个处理5个重复,共计6*5=30个育秧盘。评价指标通过成坪效果评价。

结果如表4所示,好氧发酵物料添加量为10%~20%时,即可达到较好的成坪效果,然而随着好氧发酵物料添加量的增加反而降低了马尼拉草茎的繁殖。

表4:不同配方基质的高羊茅草成坪效果评价表

注:目测成坪度:通过目测观察已有植物地上部茎叶冠盖占预期要求覆盖面积的百分数,有%表示,数值在1~100间。成坪效果评价,根据目测成坪度判断,成坪度小于40为“差”,40~55为“较差”,55~70为“一般”,70~85为“较好”,大于85为“好”。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式;但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。

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06120116501476