专利名称：一种自然干化与消化污泥的干化床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及污泥处理技术，具体指一种自然干化与消化污泥的干化床。
背景技术：
城镇污水厂在污水净化过程中会产生含水率不同的半固态或固态污泥，这种污泥是一种由微生物、有机残片、无机颗粒、胶体等组成的复杂的非均质体。这种污泥中既含有碳、氮、磷、钾等植物养分，也含有病原体、重金属以及有机污染物等有毒有害物质。城镇污水厂污泥处理的主要目标是减量化、稳定化和无害化，避免次生污染。污泥干化是促进污泥回用的重要因素，无论是焚烧还是土地利用，干化都是重要的一步。现有污水厂对污泥处理主要有两种方案一是采用“浓缩-调质-机械脱水”污泥处理方案，这种方法占地少，但药剂消耗量大，能耗高；另一种方法是污泥干化室，常规的干化室多为天然滤层干化室，其优点是建设成本低，但抗渗性能差，存在二次污染风险，同时受大气降水影响，污泥干化效果不稳定。CN101113068 (
公开日为2008年I月30日)公开了一种“污泥浓缩干化一体池”，涉及一种污泥处理的设备，主要解决常规浓缩池投资大和时间长的问题。池体底部由下至上依次设有防渗层、排水层、带孔的导流排水管、滤水层，池体顶部设有刮泥板，刮泥板的两侧设有连接件，连接件外端滑动设置在池体壁的滑槽上；池体中部还可以设有隔离墙。该实用新型具有浓缩、干化双重作用，充分利用下层滤料过滤排出污泥下层水，大大缩短了污泥脱水周期、投资省。但该设备使用受地域的限制，在阳光较小的地区，污泥干化周期长；该设备的使用还受使用地区气候的限制，在降水量较多的地区，污泥干化周期长，同时，在冬季污泥的减量化效果不明显，在夏季污水蒸发量大，该设备的运行又会对周边环境产生较大影响。
实用新型内容针对现有技术存在的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是如何提高污泥干化的稳定性，降低运行成本；并且使用不受地域和气候的限制，而提供一种新型的自然干化与消化污泥的干化床。解决该技术问题，本实用新型是这样实现的一种自然干化与消化污泥的干化床，包括干化室、在干化室底板上设有防水土工膜，在防水土工膜上设有滤层；其特征在于所述滤层厚度为65(T750mm，采用砾石滤料铺设，滤层由上滤层、中滤层和下滤层三层三种不同粒径的滤料构成；其中上滤层厚度为200-300mm，滤料粒径为3-5mm;中滤层厚度为200mm,滤料粒径为8_15mm ;下滤层厚度为250mm,料粒径为30_40mm ;在所述下滤层中设有穿孔集水管，穿孔集水管与渗滤液排水管相连；所述干化室的一侧壁设有进泥管，与所述侧壁相对的另一侧上设有清液排水管，所述上清液排水管的高度高于所述上滤层；所述干化室的顶部设有阳光板顶盖。进一步地，所述穿孔集水管为以O. 8%-1. 5%的坡度坡向所述渗滤液排水管，所述干化室底板以O. 8%-l. 5%的坡度坡向所述穿孔集水管。所述上清液排水管为多个，在所述干化室侧壁的不同高度上分级设置，上清液排水管上设有闸阀。更近一步地，所述阳光板顶盖带有通气管，在所述阳光板顶盖的外表面上设置有活动蒸发窗。一种利用本实用新型所述的自然干化与消化污泥的干化床进行污泥干化和消化处理的方法，包括如下步骤1)污泥通过进泥管进入干化室，进泥周期持续60d，进泥深度不超过1.0m，有机负荷为O. 6-3. 5 kg VSS/(m3. d) ;2)当渗滤液产量接近零时，在晴天打开顶盖的蒸发窗；3)经过180d的处理后，采用机械或人工方式将干泥饼运出所述干化室后外 运。相对于现有技术，本实用新型具有如下优点(I)本实用新型采用特殊的三层滤层结构，当污泥通过进泥管进入干化室后，绝大部分污泥颗粒被截留在上滤层表面，污泥中的水分大部分经渗滤液排水管排出干化室系统；少部分通过上清液排水管排出干化室系统或被蒸发掉；本实用新型中污泥的整个干化和消化过程都是在自然状态下完成的，提高污泥干化的稳定性，无需大型设备或能量输入，管理维护简便，又可以降低运行成本。(2)通过在干化室顶部设置具有隔热保温作用的阳光板顶盖，可以避免大气降水对污泥干化产生不利影响，同时维持污泥常温消化的温度需求；污泥消化反应可分解部分有机质，提高污泥稳定性；有机质大分子的分解可促进污泥毛细水和吸附水的释放，这有利于提高污泥固体物质含量并改善污泥脱水性能，降低污泥比阻，强化渗滤作用，提高渗滤液产量，进而改善污泥减量化效果。(3)本实用新型设有不同高度的带闸阀的上清液排水管；当污泥沉淀一定时候，上层水份难以从稠密污泥层中往下渗透而析出上清液，上清液可由相应高度的上清液排水管进行排放，提高污泥干化速度。(4)本实用新型兼具强化渗滤干化减量和常温消化稳定化两种功能，处理效率较高且运行成本低，对气候适应性强，在土地和劳动力资源丰富的地区是一种极有发展潜力的污泥处理技术。
图I是本实用新型的平面图；图2为图I的A-A剖面图；图3为穿孔集水管的示意图。图中，I-干化室、2-进泥管、3-上滤层，4-中滤层，5-下滤层，6_上清液排水管，7-渗滤液排水管，8-阳光板顶盖，9-通气管，10-活动蒸发窗，11-穿孔集水管，12-防水土工膜，13-干化室底板。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。参见图2，从图上可以看出，一种自然干化与消化污泥的干化床，包括干化室I、在干化室底板13上设有防水土工膜12，在防水土工膜12上设有滤层；其特征在于所述滤层厚度为65(T750mm，采用砾石滤料铺设，滤层由上滤层3、中滤层4和下滤层5三层三种不同粒径的滤料构成；其中上滤层3厚度为200-300mm，滤料粒径为3_5mm ;中滤层4厚度为200mm,滤料粒径为8_15mm ;下滤层5厚度为250mm,料粒径为30_40mm ;在所述下滤层5中设有穿孔集水管11，穿孔集水管11与渗滤液排水管7相连；所述干化室I的一侧壁设有进泥管2，与所述侧壁相对的另一侧上设有清液排水管6，所述上清液排水管6的高度高于所述上滤层3 ;所述干化室I的顶部设有阳光板顶盖8。所述防水土工膜在本实用新型中为HDPE 土工膜。所述穿孔集水管11为以O. 8%-1. 5%的坡度坡向所述渗滤液排水管7，保证通过滤层的污泥中的水能完全汇集至穿孔集水管11中；所述干化室底板13以O. 8%-1. 5%的坡度坡向所述穿孔集水管11，保证了汇集在穿孔集水管11中的水能顺利通过穿孔集水管11全部进入渗滤液排水管7，进而排出干化室系统。坡度是地表的陡缓程度，通常把坡面的垂直高度和水平宽度的比叫做坡度，表示坡度最为常用的方法就是百分比法，破向为地形坡面的朝向，也可理解为水流的方向，本实用新型中所述穿孔集水管11为以O. 8%-1· 5%的坡度坡向所述渗滤液排水管7是指穿孔集水管11的设置相对与水平面具有一定的倾斜，其较低一边与所述渗滤液排水管7连接；本实用新型中所述干化室底板13以O. 8%-1. 5%的坡度坡向所述穿孔集水管11是指干化室底板13的整个表面以一定的角度倾斜至一最低处，穿孔集水管11连接在干化室13该最低处。所述上清液排水管6为多个，在所述干化室I侧壁的不同高度上分级设置，上清液排水管6上设有闸阀。所述上清液排水管6管径为50mm。多个上清液排水管6在竖直方向可以是等距离设置也可以不等距离设置。当上清液到达某一上清液排水管6的高度时，便打开该上清液排水管或比其高度更低的上清液排水管6及时将难以从稠密污泥层中渗透的上清液排出，提高污泥干化速度。阳光板顶盖8具有隔热保温作用，可以保证污泥常温消化反应顺利进行，实现污泥稳定化。阳光板顶盖8可以为人字形、平板形，或一个顶端朝上的圆锥体形等形状。阳光板顶盖8上带有通气管9，在阳光板顶盖8的外表面上设置有活动蒸发窗10，当所述渗滤液产量接近零时，选择晴天打开阳光板顶盖8的蒸发窗10，利用蒸发风干作用进一步加速污泥干化进程。渗滤液排水管7和所述穿孔集水管11的管径均为110mm。此外，可根据实际污泥处理需求设置隔墙将干化室I分为若干块，循环使用，减少干化室占地面积。本实用新型工作原理污泥自进泥管2进入干化室I，进泥周期持续60d，进泥深度不超过1.0m，有机负荷为O. 6-3. 5 kg VSS/(m3. d);本实用新型所述自然干化与消化污泥的干化床的一个完整的污泥处理周期为180d，其中，单位“d”表示“天”，“VSS”表示“挥发性固体”。、在污泥处理过程中，上滤层3通过沉淀、拦截、吸附和筛滤等作用将绝大部分的污泥颗粒截留在其表面，下滤层5的滤料粒径较大过滤作用非常有限，其主要作用是作为上滤层3的承托层，但是由于上滤层3与下滤层5滤料粒径差距较大，直接使用下滤层5将上滤层3承托的话，当进行污水过滤时上滤层3滤料会损失较多，因此，将滤料粒径位于上滤层3滤料粒径和下滤层5滤料粒径之间的中滤层4放在上滤层3与下滤层5之间，一方面可以将少量没有被上滤层3拦截住的污泥颗粒再进行一次过滤、拦截，另一方面辅助下滤层5更好地承托上滤层3，降低每个污水处理周期上滤层3滤料的损失。因此根据上滤层3的厚度，对中滤层4和下滤层5选择适当的厚度，既可以节约原料，降低成本，又可以对上滤层3起到更好的承托作用。经过上滤层3将绝大部分的污泥颗粒截留下来后，污泥中的自由水和常温消化反应释放出的水，大部分通过砾石滤层汇入穿孔集水管11，最终经渗滤液排水管7排出干化室系统；少部分难以穿过稠密污泥层的水将形成上清液，通过上清液排水管6排出干化室系统或通过蒸发窗10蒸发掉。经渗滤液排水管7排出的渗滤液和经上清液排水管6排出的上清液中细菌含量与污水厂二级生物处理系统出水相当，但COD、TN和TP等污染物含量较高，因此，该渗滤液和上清液均需回流至污水厂进水井与原水混合后进行生物处理。在污泥处理过程中，当所述渗滤液产量接近零时，选择晴天打开阳光板顶盖8的
蒸发窗10，利用蒸发风干作用进一步加快污泥干化速度。经过180d的处理后，被截留的污泥成为体积更小的、稳定性较高的干泥饼，其含水率为72%-78%，有机质含量为34%-40%，可以采用机械或人工方式将干泥饼外运，干化室系统随即进入下一个进泥周期。上滤层3的过滤作用最强，关于上滤层3滤层厚度的选择会对过滤的效果产生较大影响。因此，上滤层3厚度的选择，一般会根据表示污泥过滤特性的污泥比阻的大小来选择。当污泥比阻较大时，上滤层3的厚度也就越厚，同时滤料粒径也可以做适当调整。当污泥的比阻较大时，污泥中的有机质含量较高，当污泥中有机质含量较高时，污泥的脱水性能就减低。处理合流制系统污水厂污泥，污泥比阻一般为5X1013m/kg 12X1013m/kg，因此上滤层的厚度选择为200mm;处理分流制系统污水厂污泥时，该污泥比阻为IOXlO13m/kg 30X1013m/kg，其有机质含量比合流制系统污水厂污泥中有机质的含量高，污泥的脱水性能较差，上滤层的厚度选择为250mm。使用本实用新型处理污泥，一个完整的污泥处理周期后，会有部分污泥残留在上滤层3中，同时上滤层3的滤料也会有一定的损失，为保证本实用新型的干化效率和干化效果，在所述自然干化与消化污泥的干化床进入下一个进泥周期前，可以对上滤层3进行清洗，并适当补充滤料。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种自然干化与消化污泥的干化床，包括干化室(I )、在干化室底板(13)上设有防水土工膜(12)，在防水土工膜(12)上设有滤层；其特征在于所述滤层厚度为65(T750mm，采用砾石滤料铺设，滤层由上滤层(3)、中滤层(4)和下滤层(5)三层三种不同粒径的滤料构成；其中上滤层(3)厚度为200-300mm，滤料粒径为3_5mm ;中滤层(4)厚度为200mm，滤料粒径为8_15mm ;下滤层(5)厚度为250mm,料粒径为30_40mm ； 在所述下滤层(5)中设有穿孔集水管(11)，穿孔集水管(11)与渗滤液排水管(7)相连； 所述干化室(I)的一侧壁设有进泥管(2)，与所述侧壁相对的另一侧上设有清液排水管(6)，所述上清液排水管(6)的高度高于所述上滤层(3)； 所述干化室(I)的顶部设有阳光板顶盖(8)。
2.根据权利要求I所述的自然干化与消化污泥的干化床，其特征在于所述穿孔集水管(11)为以0.8%-1. 5%的坡度坡向所述渗滤液排水管(7)，所述干化室底板(13)以0. 8%-1. 5%的坡度坡向所述穿孔集水管(11)。
3.根据权利要求I所述的自然干化与消化污泥的干化床，其特征在于所述上清液排水管(6)为多个，在所述干化室(I)侧壁的不同高度上分级设置，上清液排水管(6)上设有闸阀。
4.根据权利要求1-3任一项所述的自然干化与消化污泥的干化床，其特征在于所述阳光板顶盖(8)带有通气管(9)，在所述阳光板顶盖(8)的外表面上设置有活动蒸发窗(10)。
专利摘要本实用新型涉及污泥处理技术，具体指一种自然干化与消化污泥的干化床；一种自然干化与消化污泥的干化床，包括干化室、在干化室底板上设有防水土工膜，在防水土工膜上设有滤层，滤层厚度为650~750mm，采用砾石滤料铺设，滤层由上滤层、中滤层和下滤层三层三种不同粒径的滤料，在所述下滤层中设有穿孔集水管，穿孔集水管与渗滤液排水管相连，所述干化室的一侧壁设有进泥管，与所述侧壁相对的另一侧上设有清液排水管，所述上清液排水管的高度高于所述上滤层，干化室的顶部设有阳光板顶盖；本实用新型限定的技术方案的使用不受地区和气候的限制，污泥干化速度快、稳定化程度高，同时不存在对地下水的二次污染。
文档编号C02F11/16GK202529971SQ20122016257
公开日2012年11月14日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者张勤, 张智, 张腾璨, 王敏, 胡坚, 袁绍春, 赵冀平, 邓胜平, 郭飞, 魏婷 申请人:重庆大学