一种多层好氧发酵体系及其发酵方法与流程

本发明属于好氧堆肥技术领域，具体涉及一种多层好氧发酵体系及其发酵方法。

背景技术：

随着我国城市化的发展，城市生活污水排放量不断增长，污水处理设施也不断增多，伴随而来的污水处理过程产生的脱水污泥成为新的环境问题。因此，城市生活污水污泥资源化已成为新的环境研究热点。

在众多的污泥资源化方法中，污泥好氧发酵法因具有基建投资和运行费用较低、污泥稳定化和无害化程度高、操作方便以及发酵成品可进行农业应用等优点而受到人们的关注。但是，反应过程中伴随着有机物的大量分解会产生大量的氨气，并且在高温期释放到大气中，不仅污染了环境，也降低了堆肥产品的农用价值。

常见的发酵形式有自然通风的条垛式、封闭的仓式、封闭的滚筒式以及近年来出现的立式发酵体系。但以上方法都需要混合一定量的调理剂，如木屑、秸秆、稻草等材料降低含水率，改善通风。

传统的好氧发酵体系由于投加了调理剂，而调理剂多属于难降解的木质素类物质，因此降低了发酵效率，并且发酵过程臭气问题较突出，氮素损失严重。

技术实现要素：

本发明为解决污泥好氧发酵过程中氮素损失大以及调理剂投加成本高的问题而提供了一种多层好氧发酵体系及其发酵方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种多层好氧发酵体系，包括发酵罐体，其特征在于：所述的发酵罐体内部由上到下交替铺设有污泥层和竹炭层，其中底层为竹炭层，该竹炭层由多个开口向下的半圆筒形竹炭水平单层排列而成，在发酵罐体的上部和下部分别设有出气口和进气口。

进一步优选，所述的污泥层的铺设厚度为2-3cm。

本发明所述的多层好氧发酵体系的发酵方法，其特征在于具体步骤为：将市售的圆筒形竹炭破碎形成半圆筒形竹炭，再将脱水污泥与竹炭层交替分层铺设于发酵罐体的内部，保证发酵罐体底层通风口处布置一层竹炭层，该竹炭层由多个开口向下的半圆筒形竹炭水平单层排列而成，每层脱水污泥的厚度为2-3cm，然后将铺设好的竹炭层和脱水污泥进行好氧发酵，通风速率为0.05-2m³/min，发酵周期为28d。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明所使用的分隔材料竹炭能够减少氨气挥发，降低总氮损失，与传统调理剂木屑相比，具有多孔结构，能够有效吸附发酵过程中产生的臭气；

2、发酵过程不需要额外投加调理剂，所使用的竹炭在发酵周期结束后能够重复利用，降低了污泥处理成本；

3、发酵底物组成单一，避免了添加木屑等调理剂造成的底物中含有大量难降解材料，提高了发酵效率。

附图说明

图1是本发明中多层好氧发酵体系的结构示意图；

图2是本发明实施例和对比例发酵过程氨气累积量与发酵时间的关系曲线；

图3是本发明实施例和对比例发酵过程温度与发酵时间的关键曲线。

图面说明：1、发酵罐体，2、污泥层，3、竹炭层，4、半圆筒形竹炭，5、出气口，6、进气口。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

如图1所示，多层好氧发酵体系，包括发酵罐体1，所述发酵罐体1的内部由上到下交替铺设有污泥层2和竹炭层3，其中底层为竹炭层3，该竹炭层3由多个开口向下的半圆筒形竹炭4水平单层排列而成，污泥层2的铺设厚度为2-3cm，在发酵罐体1的上部和下部分别设有出气口5和进气口6。

实施例

将市售的圆筒形竹炭破碎形成半圆筒形竹炭，再将脱水污泥与竹炭层交替分层铺设于发酵罐体的内部，保证发酵罐体底层通风口处布置一层竹炭层，该竹炭层由多个开口向下的半圆筒形竹炭水平单层排列而成，每层脱水污泥的厚度为2-3cm，然后将铺设好的竹炭层和脱水污泥进行好氧发酵，通风速率为1m³/min，发酵周期为28d。

对比例

将脱水污泥与木屑层交替分层铺设于发酵罐体的内部，保证发酵罐体底层通风口处布置一层木屑层，该木屑层为单层布置，每层脱水污泥的厚度为2-3cm，然后将铺设好的木屑层和脱水污泥进行好氧发酵，通风速率为1m³/min，发酵周期为28d。

图2是上述实施例和对比例发酵过程氨气累积量与发酵时间的关系曲线，由图可知：与对比例相比，实施例中氨气挥发总量由2491.6mg降至2080.1mg，氨气挥发总量明显降低，结果表明使用竹炭作为分层材料，明显降低了堆肥过程中氨气的挥发。

图3是上述实施例和对比例发酵过程温度与发酵时间的关键曲线，由图可知：两组堆肥条件下均能顺利实现升温过程，并且实施例中堆肥高温期温度上升至59.4℃，而对比例中为55.6℃，即在不使用传统调理剂的情况下，堆肥过程依然能够顺利完成，并且高温期的最高温度高于对比例。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种多层好氧发酵体系及其发酵方法，属于好氧堆肥技术领域。本发明的技术方案要点为：一种多层好氧发酵体系，包括发酵罐体，所述的发酵罐体内部由上到下交替铺设有污泥层和竹炭层，其中底层为竹炭层，该竹炭层由多个开口向下的半圆筒形竹炭水平单层排列而成，在发酵罐体的上部和下部分别设有出气口和进气口。本发明还具体公开了该多层好氧发酵体系的发酵方法。本发明所使用的分隔材料竹炭能够减少氨气挥发，降低总氮损失，与传统调理剂木屑相比，具有多孔结构，能够有效吸附发酵过程中产生的臭气，发酵底物组成单一，避免了添加木屑等调理剂造成的底物中含有大量难降解材料，提高了发酵效率。

技术研发人员：李云蓓;黄标兵;鲍林林;靳鹏飞;浮豪杰;卫栋慧
受保护的技术使用者：河南师范大学
技术研发日：2016.12.07
技术公布日：2017.11.17