专利名称：脉冲燃烧干燥式无排水屎尿处理方法
技术领域：
本发明涉及屎尿处理方法，具体地是一种无需系统外排水的无排水屎尿处理方法。
背景技术：
以往的屎尿处理多采用厌氧消化、需氧消化等方法，但由于存在系统外排水的可能性，需要进行标准脱氮、高负荷脱氮、膜处理等进一步处理才允许排放。最近多用膜处理方法。这些传统的屎尿处理方法存在很多问题，排水量大(屎尿、净化槽污泥中水分约占97％)；装置设置面积大；设置场所难以确保；先期投入高；膜处理维修费用高(更换膜)；必须配有污泥处理设备；更新及改造旧屎尿处理设备难以进行，费用高；对于屎尿与净化槽污泥成分的比率变化难以适应等等。
本发明的目的是提供一种设置面积小，无需系统外排水的无排水屎尿处理方法。
发明内容
本发明涉及一种无排水屎尿处理方法，其步骤是在直立圆柱形的干燥室顶部装有脉冲燃烧器，使其向下排出的脉中燃烧气与装入的已分离出屎渣的屎尿、净化槽污泥及它们的混合物相接触；控制干燥室的温度在120℃～150℃，将上述混合物转化为水蒸气与干燥粉末，干燥粉末于干燥室底部排出，带有水蒸气的燃烧废气则由干燥室下部侧面抽出，维持温度120℃～150℃，除去带有水蒸气的燃烧废气中的粉尘，最后经除臭处理再排入大气。屎尿与净化槽污泥中的水分全部以水蒸气形式排出。另一种处理步骤是；干燥粉末与带有水蒸气的燃烧废气由干燥室底部排出，排出的物料维持温度120℃～150℃，并被送入燃烧装置中，提供燃料与燃烧用空气，使带有水蒸气的燃烧废气中夹带的干燥粉末及臭气成分一同燃烧，然后燃烧废气经除尘处理再排入大气。采用这种步骤时，由于干燥粉末燃烧后仅残余燃烧灰烬，固体排出物的体积显著减少。
简要
附图1为本发明一个实施方式示意图，附图2为本发明的另一种实施方式示意图，附图3为本发明所用脉冲燃烧器实例结构示意剖面图。
本发明最佳实施方式首先是屎尿的前处理工作。将水槽与运送来的屎尿投入接收罐中，该物料经一次屎渣过筛(粗筛)，二次屎渣过筛(细筛)分离出屎渣，通过筛的屎尿存于储备罐中。经一次、二次过筛的屎尿，用屎渣粉碎泵粉碎后第三次过筛，使之通过网眼孔径为5mm的筛子，再一次分离出屎渣，滤过物储备在服务罐中。下面，我们将依照图1说明本发明的实施步骤。服务罐(未在图中标出)中储存的屎尿由屎尿供给泵(未在图中标出)从直立圆柱形干燥室1的屎尿供给口2送入，干燥室顶部装有燃烧器3，使上述屎尿在燃烧气排气管35出口处呈雾状喷向脉冲燃烧器向下排出的燃烧气并与之相接触。由于脉冲燃烧气的温度在1000℃以上，故最好先使之与二次空气混合，待温度降至500℃～600℃后再送入干燥室中。屎尿中的固体成分大多具有细胞膜结构，所以若采用普通的热风干燥，细胞内的水分全部蒸发所需时间很长，但脉冲干燥方法则不然，脉冲燃烧气频率每秒50～700(H2)，通常使用的脉冲燃烧气频率为每秒100～150(H2)，同时伴有声波与压力波，声波、压力波可迅速破坏细胞膜，使细胞瞬间脱水立刻变为干燥粉末与水蒸气。为防止废气中的水蒸气结露腐蚀金属，干燥室温度宜控制在100℃以上，考虑到干燥粉末点火点为205℃，为不致引起干燥粉末着火，温度应低于205℃，因此干燥室的最佳温度应控制在120℃～150℃。当脉冲燃烧气与含水97％的屎尿在干燥器中接触时，屎尿迅速脱水，干燥器中温度转为120-150℃。干燥室的温度可通过控制燃料投量，脉冲燃烧气中添加的二次空气量；屎尿的供给速度等加以调节。比重大的干燥粉末多沉积在干燥室底部；用耙斗装载机4收集，再经干燥室底部的螺旋运输机5排出。干燥粉末呈纤维状或微粒状，但无粘着性，不易附着于干燥室内壁，故可用耙斗装载机清除；然后从干燥室底部排出。比重较小的干燥粉末连同废气一齐通过一次除尘装置6，二次除尘装置7，经除尘处理后，由螺旋运输机5排出。除尘处理后的燃烧气被抽风机抽出，使之通过除臭装置8，除臭处理后排入大气。带有水蒸气的燃烧废气在离开干燥室后，其温度始终维持在露点以上进行除尘、脱臭等处理。以上以屎尿为例进行了说明，其它如净化槽污泥及屎尿与净化槽污泥的混合物等也可作同样处理。
其次是有关经螺旋运输机5排出的干燥粉末的处理方法，这些粉末由运输机械送入回收漏斗进行回收，从中定量排放到固化装置，固化后呈片状定量排出。将一次、二次、三次过筛回收的屎渣与粒状固化物一并放入燃烧炉中燃烧。固体成分约占全部屎尿量的3％。一次、二次、三次过筛屎渣的发热量为6000kcal/kg，耙斗装载机收集的或经一次除尘装置回收的干燥粉末的发热量为4000kcal/kg，其真实比重为1.55，堆积比重为0.08，二次除尘装置所回收粉尘的发热量为2250kcal/kg，真实比重为1.59，堆积比重为0.22。
附图2所示为本发明的另一种实施方式，在这种实施方式中，干燥室1装有二个燃烧器3。与前述附图1实施步骤相同，使脉冲燃烧气与喷入的已分离出屎渣的屎尿、净化槽污泥及它们的混合物相接触，干燥室温度控制在120℃～150℃，将上述混合物转化为水蒸气与干燥粉末，但不同的是，干燥粉末与含水蒸气的燃烧废气一并由干燥室底部排出，维持温度120℃～150℃的干燥粉末被送入干燥粉末燃烧装置9中，提供燃料10及燃烧用空气11，使带有水蒸气的燃烧废气中夹带的干燥粉末及臭气成分在600℃～800℃燃烧，然后经除尘装置7除尘处理后排入大气。燃烧所产生的热量由热回收装置12回收，进行有效再利用。使用这种实施模式，由于在燃烧同时也除去了废气中的臭气成分，无需安装个别除臭装置。燃烧后灰分仅占屎尿或净化槽污泥总量的0.1％。
下面是有关脉冲燃烧气的说明。热脉冲燃烧气由所谓脉冲燃烧器产生，是一种频率为每秒500～700(H2)的脉动燃烧气。送入此燃烧气范围的含水原料不仅接受热风干燥作用，而且还受到快速脉动作用所产生的物理性冲击(声波力及压力)作用，由于含水原料可于瞬间脱水干燥，这种用脉冲燃烧器热风源进行含水原料高效脱水的干燥机很受注目。
脉冲燃烧器的设计以喷气式发动机技术为基础，其中，可以用于干燥含水原料的脉冲燃烧器有多种型号，以附图3所示特公平6-339号公开的脉冲燃烧器为代表举例说明，脉冲燃烧室3具有装备至少一个空气送入管31，至少一个燃料送入管32及至少一种点火装置33的燃烧室34，和与其沿轴线A-A顺次安装的、直径渐变粗大的燃烧气排气管35，并且，燃烧室与排气管35接口处36的直径有回缩的形状特征。点火装置33采用电气点火栓(ignition plug)，或引火灯(pilot flame)等。附图1～附图3所示的脉冲燃烧器，在其本体外装有夹套37，向套管中吹入二次空气后，燃烧器本体冷却同时，二次空气也得以预热，这样，通过使预热的二次空气与燃烧气排气管35附近排出的脉冲燃烧气相混合，达到调节排入干燥器中的脉冲燃烧气温度的目的。本发明不仅使用这种脉冲燃气发生器所产生的脉冲燃烧气，也使用其它方式的脉冲燃气发生器产生的脉冲燃烧气。
下面是有关脉冲燃烧器的起动说明，通过空气输入管31向燃烧室34送入空气，柴油等燃料油由燃料输入管32呈雾状喷出，当燃烧室34充满空气及燃料时，电气点火栓33点火产生火花，发生爆发性燃烧，燃烧产生热气经排气管35排出。由于燃烧时燃烧室34内瞬间高压，空气及燃料的供给被暂时阻断，但当燃烧气经由排气管35排出后，燃烧室34内呈低压状态，空气与燃料的供给重新恢复，然后经过再次点火、爆发性燃烧后转变为热气，如此周而复始。这样，间歇性的爆炸燃烧不仅产生了脉动热气，也产生了声波。所以装入的或到达排气管35出口的含水原料除接受热气干燥外，还受到快速脉动气体产生的物理冲击作用(声波及压力波)，湿润的原料可被瞬间脱水。像这样起动脉冲燃烧器一段时间后，燃烧室34的内壁即呈灼热状态，输入的空气及燃料即使不经电气点火产生电火花，也可通过与灼热内壁相接触自动点火，重复间断的爆发性燃烧。其工作原理同热球式发动机是一样的。这种状态下，电气点火栓点火停止，燃烧室仍可正常工作。
工业实用生1)屎尿与净化槽污泥的处理无稀释过程，而是以高热效率被瞬间干燥，转化为干燥粉末与水蒸气，无需向外排水。
2)设备和处理过程简便，系统建设费用与安装面积仅占湿式处理法的三分之一至四分之一。
3)附图2所示的实施方式中，屎尿原料经瞬间干燥后，干燥粉末(屎尿的固体成分)的灼烧与废气的除臭可同时进行。
4)可实现计算机自动控制，设备维修简单易行。
权利要求
1.一种无排水屎尿处理方法，包括如下步骤使在直立圆柱形干燥室顶部安装的脉冲燃烧器向下送出脉冲燃烧气；使该燃烧气与加入的已分离出屎渣的屎尿、净化槽污泥及它们的混合物相接触；控制干燥室温度120℃～150℃，将上述混合物转化为水蒸气与干燥粉末；将干燥粉末从干燥室底部排出，将含水蒸气的燃烧废气由干燥室较低部侧面抽出；维持温度120℃～150℃；除尘处理带有水蒸气的燃烧废气；将除尘后的燃烧气进行脱臭处理；以及将脱臭后的气体排入大气。
2.根据权利要求1的无排水屎尿处理方法，其中，所述脉冲燃烧气与二次空气混合后调节脉冲燃气温度为500℃～600℃时送入干燥室。
3.根据权利要求1的无排水屎尿处理方法，其中，脉冲燃烧器具有装备至少一个空气输入管，至少一个燃料输入管，以及至少一种点火装置的燃烧室，和一个燃烧气排出管；燃烧气排出管出口逐渐增大，上述燃烧室和燃烧器排出管沿同一轴线顺次排列，并且燃烧室与燃烧气排出管接口部分的直径有回缩的形状特征，在脉冲燃烧器燃烧室内，燃料以燃烧方式工作。
4.一种无排水屎尿处理方法，包括以下步骤使在直立圆柱形的干燥室顶部安装的脉冲燃烧器向下输送脉冲燃烧气；使该燃烧气与加入的已分离出屎渣的屎尿、净化槽污泥及它们的混合物相接触；控制干燥室温度120℃～150℃，将上述混合物转化为水蒸气与干燥粉末；将干燥粉末与带有水蒸气的燃烧气一并由干燥室底部排出；维持排出物料的温度于120℃～150℃，并将其送入燃烧装置中；提供燃料与燃烧用空气，使含有水蒸气的燃烧气中夹带的干燥粉末及臭气成分一同燃烧；将燃烧后的物料进行除尘处理；除尘后的气体排入大气。
全文摘要
本发明涉及一种无需系统外排水的无排水屎尿处理方法,其步骤是:在直立的圆柱形的干燥室顶部装有脉冲燃烧器,使其向下排出的脉冲燃烧气与已分离出屎渣的屎尿、净化槽污泥及它们的混合物相接触,控制干燥室的温度在120℃～150℃,将上述混合物转化为水蒸气与干燥粉末,干燥粉末于干燥室底部排出,带有水蒸气的燃烧废气则由干燥室下部侧面抽出,维持温度120℃～150℃,除去带有水蒸气的燃烧废气中的粉尘,将除去粉尘的燃烧气除臭,将除臭处理后的气体排入大气。另一种处理步骤是,干燥粉末与带有水蒸气的燃烧废气一并由干燥室底部排出,维持温度120℃～150℃,将上述混合物送入燃烧装置中,提供燃料与燃烧用空气,使带有水蒸气的燃烧废气中夹带的干燥粉末及臭气成分一同燃烧,然后经除尘处理排入大气。
文档编号C02F1/04GK1180343SQ97190118
公开日1998年4月29日 申请日期1997年2月28日 优先权日1997年2月28日
发明者岸本健, 窪谷笃芳, 圆川隆, 浅津健夫, 菊地敏明, 贵俊二, 田路仁 申请人:大阪富士工业株式会社, 岸本健