多层污泥好氧发酵装置及方法与流程

本发明涉及污泥好氧发酵技术领域，尤其涉及一种多层污泥好氧发酵装置及方法。

背景技术：

随着我国城市化进程的加快，污泥产量日益提高，从而由污泥处理带来的一系列问题日益紧迫。在城市污水和工业废水处理过程中，产生的污泥量约占总处理的0.3％～0.5％(以含水率97％计)，污泥成分复杂，含有病源微生物、寄生虫卵、有毒有害的重金属及大量的难降解物质，如处理不当，容易对环境造成二次污染。但是污泥中也包含很多丰富的营养物质(如氮、磷、钾)，这些营养物质经过适当处理，可以改良土壤。虽然我国引进了一批先进的污泥处理设备，同时污泥处理的技术也有了较大的发展，但是由于我国污泥处理系统在成套化水平上与发达国家还有较大差距，所以仍然存在设备落后、管理水平较差、维护水平较低、效率低、经济性差等问题。

城镇污泥含有大量有机质且重金属含量较少，适宜进行好氧堆肥。好氧堆肥可使污泥稳定化，并能在高温发酵时将污泥中的病原菌、寄生虫卵等杀灭，其最终的产物还能作为肥料和土壤的改良剂。但在污泥堆肥中，由于影响因素较多，通常不能达到最佳堆肥效果；同时由于堆肥周期通常需要15～20天，土地占用面积较大；堆肥过程中通风效果较差，导致发酵不均匀，效果差，发酵时间长；同时堆肥过程中氨气、挥发性有机物等臭气污染难以得到控制，容易造成二次污染。

现有技术中的一种污泥好氧发酵处理的方法为：为了解决堆肥占地面积大等问题，专利(CN201110310239)介绍了一种污泥高温好氧发酵装置，其使用交错设置的多层污泥发酵条堆进行污泥好氧发酵，通过条堆中的通风管进行曝气，提供堆肥过程中所需的氧气。

上述现有技术中的一种污泥好氧发酵处理的方法的缺点为：由于每层污泥高度较低，在曝气过程中，热量散失快，污泥难以维持足够的高温时间，不能满足无害化要求；此外，由于布置层数较多，每层都需布置翻堆机，同时每块托板需进行翻转，装置整体结构复杂，容易出现故障。污泥含水率高，发酵时间长，需要大容积发酵仓，同时需要大量辅助设备进行污泥转仓等，土地占用量大。污泥好氧发酵过程中，臭气产生不可避免，现有污泥发酵技术臭气控制困难，容易造成二次污染。污泥好氧发酵堆体较高，容易造成堆体发酵不均匀，且由于堆体的压实作用，通风效果较差，造成发酵时间长，发酵效果差。

技术实现要素：

本发明的实施例提供了一种多层污泥好氧发酵装置及方法，以提供多层的发酵装置，提高发酵效率，解决现有污泥发酵设施占地大、运行繁琐、投资大、臭气污染严重的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明一方面提供了一种多层污泥好氧发酵装置，其特征在于，该装置包括多层发酵空间，每层发酵空间包括：平料装置、输送装置、曝气装置和翻抛装置；所述平料装置位于所述输送装置的进料端的上部，所述翻抛装置位于所述输送装置的出料端的上部，所述曝气装置通过所述输送装置的间隙进行曝气；

每层发酵空间的所述平料装置和所述输送装置将进入该层发酵空间内的物料进行平整铺料，将物料铺放平整并达到一定高度，所述曝气装置提供氧气并控制堆体温度将物料进行发酵，物料发酵达到高温期，所述翻抛装置将物料翻抛蓬松进入下一层发酵空间，使物料自动进行下一阶段的发酵；经过多层发酵空间的发酵后进入最后一层发酵空间，所述输送装置将经过多次发酵后的物料排出装置。

优选地，所述装置，还包括：进料密封门，密封门驱动装置，卸料门和卸料门驱动装置；

所述进料密封门置于所述装置的顶部，所述进料密封门与所述密封门驱动装置连接，所述密封门驱动装置控制所述进料密封门的开合；

所述卸料门置于所述装置的底部，所述卸料门与所述卸料门驱动装置连接，所述卸料门驱动装置控制所述卸料门的开合。

优选地，所述平料装置置于所述每层发酵空间的上部，所述平料装置对在所述输送装置进料端达到一定高度的物料进行平整。

优选地，所述翻抛装置置于第一层发酵空间的中部，所述翻抛装置将该层空间中的物料翻抛蓬松，并通过翻抛的方式将物料抛洒进入下一层发酵空间。

优选地，所述输送装置置于所述每层发酵空间的底部，所述输送装置包括：传动装置和传送带，所述传动装置带动所述传送带将物料进行移动。

优选地，所述曝气装置包括曝气室和引风口，每层发酵空间中的所述曝气室通过所述传送带的缝隙进行曝气，用于在该层发酵空间进行发酵时提供氧气，并根据该层发酵空间中的具体情况设置不同的通风措施，控制物料堆体的温度；

所述引风口置于所述每层发酵空间顶部的中心位置，所述引风口在曝气时将该层发酵空间内物料发酵产生的臭气进行收集处理。

优选地，所述装置的多层发酵空间为3层或3层以上，根据需要设置不同的层数，并在每层发酵空间配置相应的平料装置、输送装置、曝气装置和翻抛装置。

本发明的另一方面提供了一种多层污泥好氧发酵方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：物料进入所述第一层发酵空间，利用所述平料装置和所述输送装置将物料铺放平整并达到一定高度，通过所述曝气装置提供氧气并控制堆体温度将物料进行发酵，当物料发酵达到高温期，利用所述翻抛装置将物料翻抛蓬松进入下一层发酵空间，自动进行下一阶段的发酵；

物料从进入第二层发酵空间开始，不断从所述输送装置的进料端移动到所述输送装置的出料端进行发酵，再进入下一层发酵空间；

物料经过多层发酵空间的发酵后，进入最后一层发酵空间得到发酵后的熟料，发酵后的熟料通过所述输送装置排出装置。

优选地，所述的物料进入所述第一层发酵空间，所述平料装置和所述输送装置将物料铺放平整并达到一定高度，包括：

物料在所述输送装置的进料端达到一定的高度后，打开第一层发酵空间的所述平料装置和所述输送装置，由所述传动装置带动所述传送带使物料移动一定距离，物料经所述平料装置对物料进行平整；

每层发酵空间中，所述传送带在平整过程中的移动距离相同，都为第一层发酵空间中所述传送带总长度的1/3～1/5。

优选地，所述的物料从进入第二层发酵空间开始，不断从所述输送装置的进料端移动到所述输送装置的出料端进行发酵，再进入下一层发酵空间，包括：

物料从进入第二层发酵空间开始，利用所述平料装置和所述输送装置将进入该层发酵空间内的物料进行平整铺料，通过所述曝气装置提供氧气并控制堆体温度将物料进行发酵，物料发酵达到松软，通过所述输送装置的输送，在重力作用下进入下一层发酵空间；

物料以上述方式进入除第一层发酵空间的多层发酵空间中进行多次发酵。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过采用多层发酵装置，降低污泥好氧发酵处理的占地面积；多层污泥好氧发酵装置的各层通过设置不同的曝气参数，提高发酵效率，减少能耗；通过设置臭气引导收集装置，将臭气收集处理，解决臭气污染问题。在本发明实施例提出的多层装置中，物料分层布置，提高空间利用率，减小占地面积，且该装置设备简单，故障率低。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多层污泥好氧发酵装置的装置结构图；

图2为本发明实施例提供的一种多层污泥好氧发酵装置的装置结构简图；

图3为本发明实施例提供的一种多层污泥好氧发酵方法的发酵流程图；

其中，1-进料密封门，2-密封门驱动装置，3-1#平料装置，4-1#传送装置，5-1#传送带，6-1#曝气室，7-翻抛装置，8-1#引风口，9-2#平料装置，10-2#传送装置，11-2#传送带，12-2#曝气室，13-2#引风口，14-3#平料装置，15-3#传送装置，16-3#传送带，17-3#曝气室，18-3#引风口，19-卸料门，20-卸料门驱动装置。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

本发明实施例提供了一种多层污泥好氧发酵装置和方法，能够显著地提高污泥好氧发酵的效率，解决现有污泥发酵设施占地大、运行繁琐、投资大、臭气污染严重的问题。

本发明的一方面提供了一种多层污泥好氧发酵装置。

本发明实施例提供的一种多层污泥好氧发酵装置的结构图如图1-2所示，该装置包括多层发酵空间，每层发酵空间主要包括：平料装置、输送装置、曝气装置和翻抛装置；平料装置位于输送装置的进料端的上部，翻抛装置位于输送装置的出料端的上部，曝气装置通过输送装置的间隙进行曝气。整个装置采取半连续运行方式，可实现每天进料和出料。

该装置每层发酵空间中的各组成部分的具体内容如下：

(1)平料装置

平料装置置于每层发酵空间的上部，平料装置对在输送装置进料端达到一定高度的物料进行平整。

平料装置与输送装置进行相互配合的同步操作，平料装置的平整操作与输送装置的移动操作相互配合，直到在输送装置的传送带上铺放平整合适高度的物料堆体。

(2)翻抛装置

翻抛装置置于第一层发酵空间的中部，翻抛装置将传送带上的物料翻抛蓬松，并将该层空间中的物料通过翻抛的方式抛洒进入下一层发酵空间。

从第一层发酵空间通过翻抛的方式使物料进入下一层发酵空间，增加堆体疏松度，提高曝气效率，同时有利于维持堆体的温度。

(3)输送装置

输送装置置于每层发酵空间的底部，输送装置包括：传动装置和传送带，传动装置提供驱动力，带动传送带将物料进行平稳的移动。

(4)曝气装置

曝气装置包括曝气室和引风口，每层发酵空间中的曝气室通过传送带的缝隙进行曝气，用于在该层发酵空间进行发酵时提供氧气，并根据该层发酵空间中的具体情况设置不同的通风措施，控制物料堆体的温度，即每层发酵空间的曝气室可分成多段，执行不同的曝气参数。

引风口置于每层发酵空间顶部的中心位置，引风口在曝气时将该层发酵空间内物料发酵产生的臭气进行收集处理。

(5)进料门与出料门

进料密封门置于所述装置的顶部，进料密封门与密封门驱动装置连接，密封门驱动装置控制进料密封门的开合。

卸料门置于所述装置的底部，卸料门与卸料门驱动装置连接，卸料门驱动装置控制卸料门的开合。

本发明实施例提供的装置，多层发酵空间的层数可为3层或3层以上，根据需要设置不同的层数，并在每层发酵空间配置相应的平料装置、输送装置、曝气装置和翻抛装置。本发明实施例提供的装置采用多层布料的方式，物料在每层物料发酵结束后，自动进入下一层物料开始下一阶段发酵。

本发明的另一方面提供了一种多层污泥好氧发酵方法。

该方法的具体步骤如图3所示，具体如下：

S310：物料进入第一层发酵空间，平料装置和输送装置将物料铺放平整并达到一定高度，通过曝气装置提供氧气并控制堆体温度将物料进行发酵，物料发酵达到高温期，利用翻抛装置将物料翻抛蓬松进入下一层发酵空间，自动进行下一阶段的发酵。

物料在输送装置的进料端达到一定的高度后，打开第一层发酵空间的平料装置和输送装置，由传动装置带动传送带使物料移动一定距离(距离为传送带总长度的1/3～1/5)，物料经平料装置对物料进行平整。

物料在每层发酵空间输送装置上的铺放高度适中，能够保证在物料压实作用较小的情况下，减少堆体温度的散失。

根据物料的不同发酵情况，可将曝气室分成多段，执行不同的曝气参数。

S320：物料从进入第二层发酵空间开始，不断从输送装置的进料端移动到输送装置的出料端进行发酵，再进入下一层发酵空间。

物料从进入第二层发酵空间开始，利用平料装置和输送装置将进入该层发酵空间内的物料进行平整铺料，通过曝气装置提供氧气并控制堆体温度将物料进行发酵，物料发酵达到松软，通过输送装置的输送，在重力作用下进入下一层发酵空间。

物料以上述方式进入除第一层发酵空间的多层发酵空间中进行多次发酵。

在每层发酵空间中，传送带在平整过程中的移动距离相同，都为第一层发酵空间中传送带总长度的1/3～1/5。

根据物料的具体发酵情况，设置3层或3层以上的多层发酵空间，并在每层发酵空间配置相应的平料装置、输送装置、曝气装置和翻抛装置。

S330：物料经过多层发酵空间的发酵后，进入最后一层发酵空间得到发酵后的熟料，发酵后的熟料通过输送装置排出装置。

经过一段时间发酵后的物料到达卸料门处，通过卸料门驱动装置控制卸料门，将卸料门打开，启动输送装置带动传送带使物料排出发酵装置，发酵后的熟料可由输送机装入运输车中进行后续利用。

实施例二

本发明实施例提供了一种多层污泥好氧发酵装置的结构图如图1所示，该装置包括：进料密封门1，密封门驱动装置2，1#平料装置3，1#传送装置4，1#传送带5，1#曝气室6，翻抛装置7，1#引风口8，2#平料装置9，2#传送装置10，2#传送带11，2#曝气室12，2#引风口13，3#平料装置14，3#传送装置15，3#传送带16，3#曝气室17，3#引风口18，卸料门19，卸料门驱动装置20。第一层发酵空间包括：1#平料装置3，1#传送装置4，1#传送带5，1#曝气室6，翻抛装置7和1#引风口8；第二层发酵空间包括：2#平料装置9，2#传送装置10，2#传送带11，2#曝气室12和2#引风口13；最后一层发酵空间包括：3#平料装置14，3#传送装置15，3#传送带16，3#曝气室17和3#引风口18；进料密封门1和密封门驱动装置2位于装置顶部，卸料门19和卸料门驱动装置20位于装置底部。

用本发明实施例提供的装置进行污泥的好氧发酵的具体运行过程如下：

进料前密封盖1由电动闸门驱动装置2打开，经搅拌混合的物料输送进入多层发酵装置上层发酵区域，混合物料达到一定高度后，打开1#平料装置3和1#输送装置4，由输送装置4带动1#传送带5使物料移动一定距离(为1#传送带总长度的1/3～1/5)。混合物料经1#平料装置3使物料平整后，通过上层发酵区域的1#曝气室6提供氧气，曝气时通过1#引风口8将臭气进行收集处理。物料发酵一段时间后，达到高温期，通过1#传送装置4带动1#传送带5使物料经过翻抛装置7翻抛蓬松，同时利用翻抛使物料进入中层发酵区域。

物料进入中层发酵区域后，打开中层的平料装置9及中层输送装置10，2#输送带11移动一定距离(为2#传送带总长度的1/3～1/5，与1#传送带移动距离相同)并带动物料通过平料装置平整，平整物料后通过中层曝气室12提供氧气并控制物料堆体的温度，曝气时通过2#引风口将臭气进行收集处理，使物料开始第二阶段发酵。物料经过第二阶段发酵后，变得松散，通过输送装置10的输送，在重力作用下进入下层发酵区域。

物料进入下层发酵区域后，开启3#物料输送装置15及3#平料装置14，3#输送带16移动一定距离(与1#传送带移动距离相同)并带动物料通过3#平料装置14平整，平整物料后通过3#曝气室17提供氧气去除物料堆体的水分，曝气时通过3#引风口收集臭气进行处理，物料经过一段时间的发酵后到达卸料门19处，通过卸料门传送装置20将卸料门19打开，启动3#输送装置15，带动3#传送带使物料排出发酵装置，发酵后的熟料可由输送机装入运输车中。

本发明实施例提供的装置，具有以下优点：

(1)本发明实施例提供的装置整体为半连续运行，可实现每天进料和出料。

(2)本发明实施例提供的装置采用多层布料的方式，提高空间利用率，减小占地面积；物料在每层物料发酵结束后，自动进入下一层物料开始下一阶段发酵。

(3)本发明实施例提供的装置每层物料高度合适，能够保证在物料压实作用较小的情况下，减少堆体温度散失。

(4)本发明实施例提供的装置在上层发酵区域通过翻抛的方式使物料进入中层发酵区域，增加了堆体疏松度，提高了曝气效率，同时有利于维持物料堆体的温度。

(5)本发明实施例提供的装置在每层发酵区域可根据发酵不同阶段的情况，设置不同的通风措施，每层发酵区域也可进行分区曝气，提高曝气效率，减少能耗。

(6)本发明实施例提供的装置在每层物料进行通风时，均通过引风机将臭气收集处理，解决臭气控制不当造成二次污染的问题。

(7)本发明实施例提供的装置整体结构简单，故障率低。

综上所述，本发明实施例通过设计了一种多层好氧发酵装置，提供了一种污泥减量化、稳定化、无害化、资源化的处理方法，本装置通过设置多层发酵空间的工艺，将物料进行分层设置和多次发酵，提高了空间利用率，降低占地面积；通过采用翻抛的方式增加了堆体疏松度，提高了曝气效率，同时有利于维持堆体温度；各层发酵空间根据物料不同的发酵阶段设置不同的曝气参数和不同的通风措施，提高了发酵效率，减少能耗；通过设置臭气引导收集装置，将臭气收集处理，解决臭气污染问题。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。