一种沉水植物资源化处理方法和装置与流程

1.本发明属于沉水植物资源化利用领域，更具体地，涉及一种沉水植物 资源化处理方法和装置。


背景技术：

2.沉水植物是整个植物体沉没在水下的植物类群，属于大型草本植物， 近年来，广泛应用于水生态修复工程中，通过定期收割将系统中氮磷等营 养物质去除，达到降低水体富营养化的目的。研究表明，在植物生长旺季， 沉水植物的收割量可达1-3kg/m3，库容1万m3的湖泊，一年的沉水植物收 割量能够达到200-600吨，后续的资源化利用逐渐成为热点。目前主要的利 用方式为饲料开发和堆肥。然而，出于安全性考虑，在水质较好的天然水 体中收割的沉水植物可用于饲料开发，而针对的再生水水域(如湿地公园) 收割的沉水植物(水率一般80-90％，不能直接用于堆肥，堆肥工艺适用于 含水率较低(60％-70％)的物质)的后续处理问题尚未有很好的方法解决。
3.因此，目前亟待提出一种沉水植物资源化处理方法和装置，以解决再 生水水域收割的沉水植物的后续处理问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种沉水植物资源化处理 方法和装置。本发明将沉水植物资源形成可持续发展的闭环，符合循环经 济及绿色可持续发展理念。
5.为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种沉水植物资源化处理装 置，该装置包括进料设备、切割破碎机、螺旋压榨机、压榨液储存池和堆 肥设备，任选地还包括潜污泵和水解酸化池；
6.所述进料设备、切割破碎机、螺旋压榨机依次连接；
7.所述螺旋压榨机设置有滤液出口管线和滤渣出口管线；
8.所述滤液出口管线与所述压榨液储存池连接；
9.所述滤渣出口管线与所述堆肥设备连接；
10.所述潜污泵设置于所述压榨液储存池内，用于将从所述螺旋压榨机流 进所述压榨液储存池的滤液送入所述水解酸化池。
11.本发明另一方面提供了一种沉水植物资源化处理方法，采用所述的沉 水植物资源化处理装置，该方法包括如下步骤：
12.s1：对所述沉水植物进行破碎脱水处理，得到滤液和滤渣；
13.s2：将所述滤渣通过堆肥处理制得有机营养土；
14.s3：将所述滤液直接作为液态肥，或者，作为液态碳源；任选地，将 所述滤液作为液态碳源前，对所述滤液进行水解酸化处理。
15.本发明的技术方案具有如下有益效果：
16.本发明对再生水水域(如湿地公园)收割的沉水植物进行资源化处理 后所产生有机肥及液态碳源均可回用于湿地公园陆生植物和潜流湿地，即 可减少湿地公园化肥施用量，也可解决目前再生水补水潜流湿地碳源缺失 导致的脱氮效率较低的问题，这样，沉水植物资源形成可持续发展的闭环， 符合循环经济及绿色可持续发展理念。
17.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
18.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的 上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性 实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
19.图1示出了本发明实施例1提供的一种沉水植物资源化处理装置的示 意图。
20.图2示出了本发明实施例1提供的一种沉水植物资源化处理方法的工 艺流程图。
21.附图标记说明如下：
22.1-进料仓；2-进料机；3-切割破碎机；4-螺旋压榨机；5-滤液出口管线； 6-滤渣出口管线；7-压榨液储存池；8-潜污泵；9-水解酸化池；10-液态碳源 排出管线；11-传送带；12-全自动好氧堆肥罐；13-鼓风机；14-进料口；15
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通气管；16-底部进气口；17-产料口；18-搅拌器。
具体实施方式
23.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明 的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这 里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加 透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
24.本发明一方面提供了一种沉水植物资源化处理装置，该装置包括进料 设备、切割破碎机、螺旋压榨机、压榨液储存池和堆肥设备，任选地还包 括潜污泵和水解酸化池；
25.所述进料设备、切割破碎机、螺旋压榨机依次连接；
26.所述螺旋压榨机设置有滤液出口管线和滤渣出口管线；
27.所述滤液出口管线与所述压榨液储存池连接；
28.所述滤渣出口管线与所述堆肥设备连接；
29.所述潜污泵设置于所述压榨液储存池内，用于将从所述螺旋压榨机流 进所述压榨液储存池的滤液送入所述水解酸化池。
30.根据本发明，优选地，所述进料设备包括进料仓和进料机；所述进料 仓、进料机和所述切割破碎机依次连接。
31.根据本发明，优选地，所述进料机为带式进料机。
32.根据本发明，优选地，，所述水解酸化池设置有液态碳源排出管线。
33.根据本发明，优选地，所述堆肥设备包括传送带、全自动好氧堆肥罐 和鼓风机；所述全自动好氧堆肥罐包括进料口、通气管、底部进气口、产 料口、在线溶氧监测探头和搅拌器；
34.所述滤渣出口管线通过所述传送带与所述全自动好氧堆肥罐的进料口 连接；所
述鼓风机与所述全自动好氧堆肥罐的底部进气口连接；
35.所述通气管设置于所述全自动好氧堆肥罐的罐壁上部；所述产料口设 置于所述全自动好氧堆肥罐的罐壁下部；所述搅拌器设置于所述全自动好 氧堆肥罐内部，所述搅拌器的搅拌杆连接于所述全自动好氧堆肥罐内的顶 部。
36.所述在线溶氧监测探头用于检测所述全自动好氧堆肥罐内的do浓度；
37.根据本发明，优选地，所述全自动好氧堆肥罐的体积为4-8m3。
38.本发明另一方面提供了一种沉水植物资源化处理方法，采用所述的沉 水植物资源化处理装置，该方法包括如下步骤：
39.s1：对所述沉水植物进行破碎脱水处理，得到滤液和滤渣；
40.s2：将所述滤渣通过堆肥处理制得有机营养土；
41.s3：将所述滤液直接作为液态肥，或者，作为液态碳源；任选地，将 所述滤液作为液态碳源前，对所述滤液进行水解酸化处理。
42.在本发明中，所述滤液因碳氮磷含量较高，其处置方式实际可分为三 种：1、若沉水植物含碳量较高，可作为液态碳源；2、若沉水植物含碳量 较高，但其可生化成分低(所述滤液中cod：tn范围为10-30，bod：cod 范围为20-60％)，可先经过水解酸化，将难降解的大分子物质转化成易降 解的小分子物质再用作潜流湿地的液态碳源；3、若沉水植物氮磷含量较高 可直接作为液态肥使用。
43.根据本发明，优选地，所述沉水植物的含水率与打捞后停滞时间有关， 一般为80-95％。
44.根据本发明，优选地，所述沉水植物为苦草、马来眼子菜、龙须眼子 菜、菹草、金鱼藻、穗花狐尾藻和篦齿眼子菜中的至少一种。在本发明中， 通过目测、触摸和研磨等方法判断以上沉水植物的质地情况。发现苦草、 马来眼子菜、龙须眼子菜及菹草质地比较接近，纤维含量比较高，用研钵 研磨时比较困难，而金鱼藻、穗花狐尾藻和篦齿眼子菜则相对质地柔软， 纤维含量低。就堆肥处理而言，前3种沉水植物有利于堆体的通风供养， 后3种沉水植物则更易腐熟。
45.在本发明中，进行堆肥处理的最适初始含水率在60％～70％。破碎脱 水是固体废物预处理的方式之一，可以通过破碎对固体尺寸和形状进行控 制，脱水可降低其含水率，更加有利于固体废物的资源化和减量化。
46.在本发明中，在高温好氧堆肥处理过程中，最适宜的有机物含量变化 范围为20％～80％，太大、太小都不合适。当有机质含量＜20％时，不能产 生足够的热量来维持堆肥过程所需要的温度，影响无害化处理。同时，有 机质含量过低，还限制堆肥微生物的生长繁殖，最终导致堆肥工艺失败。 当有机质含量＞80％时，因为此时对通风量的要求很高，往往达不到完全好 氧而产生恶臭，也不能使好氧堆肥工艺顺利进行。以往实践证明，在堆肥 过程中，需要适量的无机物等增大堆肥的孔隙率，为通风供养提供环境。 根据本发明，优选地，所述滤渣的含水率为60-70％，有机质含量为40-60％ (比压榨脱水处理前略低)，总养分含量＞5％，满足堆肥处理要求。
47.根据本发明，优选地，所述堆肥处理的步骤可为利用堆肥包对相应体 积的滤渣进行堆肥处理，如图1所示。
48.根据本发明，优选地，所述堆肥处理的周期为7-10d，冬季时，根据本 领域公知常
识适当调整。
49.根据本发明，优选地，所述全自动好氧堆肥罐内的do≥2mg/l，溶氧 不足时启动所述鼓风机进行曝气，保障所述全自动好氧堆肥罐内的好氧状 态。
50.根据本发明，优选地，所述滤液中cod：tn范围为10-30，bod：cod 范围为20-60％时，将所述滤液作为液态碳源前，对所述滤液进行水解酸化 处理，将大分子变为小分子，然后作为液态碳源。
51.在本发明中，所述水解酸化处理的步骤可参照《水解酸化反应器污水 处理工程技术规范》hj2047-2015进行。
52.以下通过实施例进一步说明本发明。
53.实施例1
54.本实施例提供一种沉水植物资源化处理装置，如图2所示，该装置包 括进料设备、切割破碎机3、螺旋压榨机4、压榨液储存池7、堆肥设备、 潜污泵8和水解酸化池9；
55.所述进料设备包括进料仓1和进料机2；所述进料机2为带式进料机；
56.所述进料仓1、进料机2、所述切割破碎机3和所述螺旋压榨机4依次 连接；
57.所述螺旋压榨机4设置有滤液出口管线5和滤渣出口管线6；
58.所述滤液出口管线5与所述压榨液储存池7连接；所述潜污泵8设置 于所述压榨液储存池7内，用于将从所述螺旋压榨机4流进所述压榨液储 存池7的滤液送入所述水解酸化池9。所述水解酸化池9设置有液态碳源排 出管线10。
59.所述堆肥设备包括传送带11、全自动好氧堆肥罐12和鼓风机13；所 述全自动好氧堆肥罐12包括进料口14、通气管15、底部进气口16、产料 口17、在线溶氧监测探头(未示出)和搅拌器18；
60.所述滤渣出口管线6通过所述传送带11与所述全自动好氧堆肥罐12 的进料口14连接；所述鼓风机13与所述全自动好氧堆肥罐12的底部进气 口16连接；
61.所述通气管15设置于所述全自动好氧堆肥罐12的罐壁上部；所述产 料口17设置于所述全自动好氧堆肥罐12的罐壁下部；所述搅拌器18设置 于所述全自动好氧堆肥罐内部；
62.所述在线溶氧监测探头(未示出)用于检测所述全自动好氧堆肥罐12 内的do浓度；
63.所述全自动好氧堆肥罐12的体积为6m3。
64.采用本实施例所述的沉水植物资源化处理装置进行沉水植物资源化处 理方法，其工艺流程如图2所示，所述沉水植物的含水率为80-95％，所述 沉水植物为苦草、马来眼子菜、龙须眼子菜、菹草质、金鱼藻、穗花狐尾 藻和篦齿眼子菜中的至少一种。
65.该方法包括如下步骤：
66.s1：利用上述装置对所述沉水植物进行破碎脱水处理，得到滤液和滤 渣；
67.s2：所述滤渣的含水率为70％，有机质含量为40-60％，总养分含量＞ 5％，利用堆肥设备对相应体积的滤渣进行堆肥处理制得有机营养土，作为 林木施肥使用；所述堆肥处理的周期为7-10d。所述全自动好氧堆肥罐12 内的do≥2mg/l，溶氧不足时启动所述鼓风机13进行曝气，保障所述全自 动好氧堆肥罐12内的好氧状态。
68.s3：所述滤液的cod：tn范围为10-30，bod：cod范围为20-60％， 对所述滤液进行水
解酸化处理，将难降解的大分子物质转化成易降解的小 分子物质，然后用作潜流湿地的液态碳源；所述水解酸化处理的步骤可参 照《水解酸化反应器污水处理工程技术规范》hj2047-2015进行。
69.根据《土壤农化分析》中植物检测方法对利用本实施例的方法制得的 有机营养土使用效果进行了检测，将本实施例的有机营养土用在草坪上， 使用量为50g/m2，使用1个月后，对比空白样方(未施加有机营养土)，使 用本实施例的有机营养土后草的各项指标见表1。
70.根据《水和废水监测方法》第四版增补版中水质的监测方法对利用本 实施例的方法制得的液体碳源在再生水补给潜流湿地中应用效果进行检 测，检测结果见表2。空白组为未施加液体碳源。
71.由此可知利用本实施例的方法制得的有机营养土和液态碳源的使用效 果良好，符合实用要求。
72.表1
[0073][0074]
表2
[0075][0076]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽 性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范 围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更 都是显而易见的。