一种使用回流料的污泥快速生物干化装置的制作方法

本实用新型专利涉及一种使用回流料的污泥快速生物干化装置，属于环境保护技术领域。

背景技术：

城镇污水处理厂处理污水的过程中必然会产生污泥，且含水率高(98％左右)，产量极大。据住建部的数据，预计2015年，全年城镇污水处理厂湿污泥(含水率80％)；产生量将达3359万吨；预计到2020年，污泥产量将达6000万吨/年。

目前主要的污泥处理处置方式有焚烧、填埋、堆肥和干化，但焚烧投资和运营成本高，且易造成二次污染；填埋需要对污泥进行前处理，符合标准才可准许进入填埋场；堆肥是一种较好的资源循环利用方式，但存在占地大、时间长、效率低等缺点。污泥生物干化是在污泥中添加适量的农作固体废弃物为辅料，利用微生物的代谢功能，无需外部热源，通过辅助曝气等方式，降低污泥含水率。目前国内外现有应用的生物干化案例不多，多数需要投加大量辅料，或因生物干化装置设计不成熟，尺寸较小，难以实现工业化生产运行需要，且不能根据污泥产量调整干化规模，还存在物料密实、布气不均导致堆料厌氧发酵、臭味严重等问题，甚至需要通过添加额外微生物菌剂或辅助热源才可实现生物干化的目的。

技术实现要素：

本实用新型技术的目的在于提供一种使用回流料的污泥快速生物干化装置，可有效解决现有污泥干化设备辅料投加量大、能耗高，物料密实，布气不均且多数需添加额外微生物菌剂或借助外部热源等问题，提供一种使用回流料、低能耗、布气均匀、规模可调、无需额外添加生物菌剂、可实现工业化生产的快速生物干化装置。

为实现如上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种使用回流料的污泥快速生物干化装置，其特征在于，包括一生物干化槽，所述生物干化槽体内部分为上部的生物干化区和下部的布气区；所述布气区包括T形布气渠、 布气主干管和布气支管；所述T形布气渠占地面积至少为生物干化区的25％；T形布气渠延槽体长度方向布置，布气支管沿T形布气渠布置，布气主干管与T形布气渠垂直，并与布气支管连通。

在本实用新型的较佳实施例中，所述生物干化槽体长度为10-12m，宽度为4-5m，高度为1.2-1.8m。

在本实用新型的较佳实施例中，所述生物干化区高度为1.0-1.4m，侧墙设有保温垫层，垫层厚度至少50mm。

在本实用新型的较佳实施例中，所述T形布气渠沿槽体长度方向布置，与侧墙间距大于400mm，渠间间距大于400mm，由上部承托层和下部管路层组成，承托层高度为80mm，宽度为130mm，管路层高度为100mm，宽度为90mm。

在本实用新型的较佳实施例中，所述承托层设置有H形不锈钢支架，支架设有夹层以固定单丝聚酯滤布，滤布孔隙小于0.5mm。

在本实用新型的较佳实施例中，所述管路层底部安装布气支管，布气支管管径为40-80mm，管路两侧设有斜向上的布气孔，与支管中心点形成120°夹角，布气支管上的布气孔孔径为8-10mm，轴向间距为200-500mm。

在本实用新型的较佳实施例中，所述布气主干管与与鼓风曝气设施连通。

在本实用新型的较佳实施例中，鼓风曝气设施包括至少一鼓风机、一止回阀和一蝶阀；所述鼓风机采用间歇运行模式，由时间继电器控制。

在本实用新型的较佳实施例中，还包括污泥掺混设备，其中，污泥掺混设备包括至少一污泥给料机、回流料料仓、皮带输送机、双轴搅拌机和电路控制柜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型生物干化装置采用混砖结构长方形的槽体，具有耐腐蚀、占地面积小、具有一定高度，充分利用场地的立体空间。

2、本实用新型装置设计了一种布气系统，可实现分区布气，适应不同污泥产量的处理规模。该布气系统中布气支管管路两侧设有斜向上的布气孔，与支管中心点形成120° 夹角，可保证物料掉落布气槽内时，不会堵塞布气孔，有利于均匀布气。

3、本实用新型装置设计了一种布气渠承托层，承托层上设有滤布夹层，可保证在污泥堆料过程中，滤布不会因铲车移动或曝气而发生位移。滤布在承载污泥堆料的同时，有利于布气的均匀性。

4、本实用新型装置通过堆体温度测量结果控制曝气时间和曝气量，槽体周围设置保温垫层，减少温度流失，生物干化过程无需翻抛、搅拌和添加额微生物菌剂和外部热源，混合物料能充分进行好氧发酵反应，生物干化时间短、效果好。

5、本实用新型装置第一轮生物干化采用蘑菇渣为辅料，之后采用干化产物为辅料进行回流，有效减少辅料投加量，减少生物干化产量，同时降低辅料投加费用，降低生物干化成本。

附图说明

图1为本实用新型的生物干化槽体的俯视图；

图2为本实用新型的生物干化槽体的侧视图；

图3为本实用新型的布气渠承托层立体结构示意图；

图4A为本实用新型布气支管的俯视图，B为横切面示意图。

图1至图4中：

1生物干化槽 ，2生物干化区， 3布气区， 4门， 5保温垫层， 6 T形布气渠， 7布气主干管，8布气支管， 9 H形不锈钢支架， 10夹层， 11滤布， 12排气管， 13阀门， 14布气孔， 15测温探头， 16鼓风机。

具体实施方式

实施例1：

本实用新型一种使用回流料的污泥快速生物干化装置，包括污泥掺混设备、生物干化槽体和鼓风曝气设施。

参见图1至图3，本实用新型的生物干化槽1为长方体的砖混结构，尺寸为：长度10m，宽度4m，高度1.5m。所述生物干化槽1内上部为生物干化区2，下部为布气区3。所述生物干化区2侧墙及门4上设有保温垫层5。所述的保温垫层5材料为泡沫或者海绵，厚 度为50mm。

所述布气区3由T形布气渠6、布气主干管7和布气支管8组成，T形布气渠6延槽体长度方向布置，与侧墙间距大于400mm，渠间间距大于400mm。所述T形布气渠6由上部承托层和下部管路层组成，承托层高度为80mm，宽度为130mm，管路层高度为100mm，宽度为90mm。布气支管8沿T形布气渠6的下部管路层布置。

承托层设有H形不锈钢支架9，支架上部设有一夹层10，滤布11置于夹层10中，滤布为单丝聚酯滤布，孔隙小于0.5mm，可保证在污泥堆料过程中，滤布不会因铲车移动或曝气而发生位移。

所述布气主干管7与T形布气渠6、布气支管8均呈90°垂直，布气主干管7与布气支管8相通，且与鼓风机排气管12相通，每个布气主干管设有独立阀门13，可实现生物干化区分区布气，适应不同污泥产量的处理规模；布气支管8管径为60mm，管路两侧分别设有一排斜向上的布气孔14，两侧的布气孔14交替设置，每个布气孔14与支管中心点所在的半径，与竖直线形成60°夹角，以此，两侧的布气孔与支管中心点之间形成120度夹角。布气孔14孔径为10mm，轴向间距为250mm，该设计方案可保证物料掉落布气槽内时，不会堵塞布气孔，有利于均匀布气。

所述生物干化区2内设有至少一测温探头15，槽体外设有其控制设备，可根据测温探头15所测温度，控制鼓风机的运行，将生物干化堆体温度控制在45-70℃之间。所述鼓风机16的供气方式为底部间歇供气方式，可一台或多台为布气区进行布气供氧。

生物干化过程为，通过污泥掺混设备将污泥和辅料混合搅拌均匀，再由装载机从门4转移至生物干化槽体1中，鼓风机16开始鼓气供氧，产生的水蒸汽从顶部排出，生物干化时间为5-7天，生物干化产品含水率40％以下，生物干化产物作为干化辅料与新鲜污泥重新混合回流。污泥掺混设备包括至少一污泥给料机、回流料料仓、皮带输送机、双轴搅拌机和电路控制柜。

实施例2：

在厦门市某污水处理厂内建设污泥快速生物干化装置，将含水率80％的湿污泥与辅料首轮按质量比1:1混合搅拌均匀，得到透气性良好的混料，再转移至生物干化槽中进行 静态好氧发酵。采用底部强制通风曝气模式，使污泥混料在12h左右快速升温至50℃以上，并维持50-55℃以上的高温超过5天。7天后污泥混料含水率可降至35％-40％。之后，将产物继续与污泥(污泥用量与首轮相同)混合搅拌，进行次轮干化。如此往复共计7轮(回流6次)，处理污泥约76.2吨，使用蘑菇渣辅料约18.2吨(含水率30％)，最终得到干化产物约28吨，扣除辅料用量，相当于76.2吨污泥减量至9.8吨，减量约87.1％。生物干化结束后检测产物各项指标，结果如下：

总氮(以N计)：1.62×10⁴mg/kg，总磷(以P₂O₅计)：2.38×10⁴mg/kg，总钾(以K₂O计)：0.92×10⁴mg/kg，总铜：70.3mg/kg，总铅：35.7mg/kg，总锌：692mg/kg，总铬：25.6mg/kg，总镉：2.18mg/kg，总镍：26.1mg/kg；总砷：2.67mg/kg，总汞：0.756mg/kg，污泥含水率：36.292％，有机物含量：51.30％，pH：7.6，可满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》GB/T 23486-2009要求。