一种蚯蚓处理污泥的装置及方法与流程

本发明属于污泥处理技术领域，具体地说是一种蚯蚓处理污泥装置及方法。

背景技术：
随着我国农村污水处理技术的快速发展以及农村污水处理率的快速提高，污水处理厂产生的污泥量日益增加。而污泥尚未得到有效、安全地处理和处置，已成为影响农村污水处理厂正常运行和发展的瓶颈，直接影响污水处理效益的发挥。污泥中含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，极易对地下水、土壤、空气等环境造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康。相对于城市污水处理厂，我国大部分农村地区的污水处理厂比较分散，污水处理量和污泥产生量相对较少，在农村地区实行污泥集中收集和处理处置是十分困难的。另外，传统的污泥处理方法不适合应用在缺乏资金、专业技术人员的农村地区。因此，寻找投资少、运行成本低、操作简单、具有一定环境、经济效益的污泥处理处置技术，开展农村污水处理厂污泥处理处置工作，切实推进污泥减量化、稳定化、无害化、资源化技术是解决我国农村环境问题的重中之重。

技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种蚯蚓处理污泥的装置及方法。该装置及方法结合污泥的理化性质、蚯蚓处理污泥的特点以及蚯蚓的生理习性进行污泥处理，具有自行通风、机械自动排蚓粪功能。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种蚯蚓处理污泥的装置，包括支撑架、箱体、污泥刮板组件及刮板驱动装置，其中箱体设置于支撑架上，并箱体的四周密布有通气孔，所述箱体的底板为网状结构，所述污泥刮板组件设置于箱体的内侧底部，所述污泥刮板组件与位于箱体外部的所述刮板驱动装置连接，并通过所述刮板驱动装置的驱动往返运动，从而推动箱体底部的污泥从所述底板的网孔中漏出。所述蚯蚓处理污泥的装置进一步包括蚓粪斗和皮带输送机，所述蚓粪斗设置于箱体的底部外侧，所述皮带输送机设置于所述蚓粪斗的下方，用于接收和输送由所述蚓粪斗漏出的蚓粪。所述箱体的一侧设有多个风管，各风管的一端插入所述箱体内、靠近底部的位置，所述风管上沿轴向设有多个朝下的风口，所述风管的另一端与风源连接。所述箱体的相对侧壁上设有刮板轨道，所述污泥刮板组件的两侧与两个所述刮板轨道滑动连接，所述皮带输送机的输送方向与所述污泥刮板组件的运动方向平行。所述污泥刮板组件包括水平刮板、竖直刮板及刮板连接板，其中刮板连接板上依次间隔设有多个水平刮板，各水平刮板上靠近两端均设有竖直刮板，并各水平刮板的两端端部均为尖状端，所述刮板连接板的两侧分别与所述刮板轨道滑动连接，所述刮板连接板的一端与所述刮板驱动装置连接。所述刮板驱动装置包括凸轮驱动电机、凸轮、连接杆及滚轮，其中连接杆的一端与所述污泥刮板组件连接，另一端转动安装有滚轮，所述凸轮驱动电机安装在所述支撑架上，并输出轴上连接有所述凸轮，所述凸轮与所述滚轮配合连接。所述凸轮驱动电机的输出轴竖直设置、并与所述滚轮的轴线平行。一种利用所述蚯蚓处理污泥的装置处理污泥的方法，该方法包括以下几个步骤：1)先在箱体内添加15～20cm厚度的污泥，再将蚯蚓添加到装有污泥的箱体内，蚯蚓在箱体内进行污泥的处理，处理时间为15～20天；2)经过15～20天后，在箱体内再添加15～20cm的污泥，开启风源，通过风管向箱体的底部鼓风，促使活动在箱体底部的蚯蚓离开底层向上层转移；3)开启凸轮驱动电机，所述凸轮驱动电机带动凸轮旋转，所述凸轮经过与其接触的滚轮推动污泥刮板组件往返运动，往返运动的污泥刮板组件推动处理好的污泥从箱体底部的网孔中漏出，并经过蚓粪斗落到下方的皮带输送机上，进行输送。所述步骤1)和2)中，所述污泥中进一步添加树叶、秸秆、杂草或木屑中的一种或多种，并与污泥混合搅拌，形成污泥混合物。所述步骤1)中，在箱体内先后添加污泥混合物以及蚯蚓后，将箱体置于阴暗环境中。本发明的优点及有益效果是：1.本发明的箱体上端为敞开式，四周密布有很多通气孔，下端设有网状底板，起到了良好的通风作用，以达到蚯蚓高效处理污泥的目的。2.本发明的箱体的一侧设有风管，蚯蚓处理完污泥后，需要排污泥(蚓粪)时，通过风管向箱体内鼓弱风，以达到绝大部分的蚯蚓离开污泥底层的目的。3.本发明的箱体的另一个侧面设有刮板驱动装置，在箱体内刮板驱动装置通过连接杆与刮板连接板连接，绝大部分的蚯蚓离开污泥底层后，通过刮板驱动装置的带动，其刮板连接板进行往返运动，把蚯蚓处理完的污泥刮下来。4.本发明的箱体内设有通过刮板连接板连接的多个水平刮板，各水平刮板的两侧比较尖锐，以达到高效刮污泥的目的。另外，箱体的两侧设有刮板轨道，以达到刮板连接板的往返运动不偏离的目的。5.本发明的箱体下方设有网状底板，其一方面起到良好通风的作用，另一方面其网格大小恰好达到在处理污泥过程中污泥、蚓粪以及蚯蚓不漏进皮带输送机的目的。6.本发明的箱体的底部外侧设有蚓粪斗，以达到刮下来的污泥(蚓粪)全部落在皮带输送机的目的。7.本发明的最下方设有皮带输送机，达到接收和输送处理完污泥的目的。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是图1的侧面图；图3是本发明中凸轮与滚轮配合的结构示意图；图4是本发明中箱体底板的结构示意图；图5是本发明中刮板组件的俯视图；图6是本发明中刮板组件的正视图；图7是本发明中风管上的风口结构示意图。其中：1为皮带输送机，2为支撑架，3为蚓粪斗，4为网状底板，5为风管，6为箱体，7为通气孔，8为刮板轨道，9为连接杆，10为凸轮，11为凸轮驱动电机，12为水平刮板，13为尖状端，14为竖直刮板，15为滚轮，16为刮板连接板，17为排风孔。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。如图1-2所示，本发明提供的一种蚯蚓处理污泥的装置，包括支撑架2、箱体6、污泥刮板组件及刮板驱动装置，其中箱体6设置于支撑架2上，并箱体6的四周密布有很多通气孔7，所述箱体6的底板4为网状结构，所述污泥刮板组件设置于箱体6的内侧底部，所述污泥刮板组件与位于箱体6外部的所述刮板驱动装置连接，并通过所述刮板驱动装置的驱动进行往返运动，从而推动箱体6底部的污泥从所述底板4的网孔中漏出。所述蚯蚓处理污泥的装置进一步包括蚓粪斗3和皮带输送机1，所述蚓粪斗3设置于箱体6的底部外侧，所述皮带输送机1设置于所述蚓粪斗3的下方，用于接收和输送由所述蚓粪斗3漏出的蚓粪。所述箱体6的一侧设有多个平行布设的风管5，各风管5的一端插入所述箱体6内、靠近底部的位置，所述风管5的另一端与风源连接。各风管5上沿轴向设有多个朝下的风口，所述风口在风管5的底部沿周向分布最大角度为120°，如图7所示。蚯蚓处理完污泥后，需要排污泥(蚓粪)时，通过风管5向箱体6内鼓弱风，以达到绝大部分的蚯蚓离开污泥底层的目的。所述箱体6的相对侧壁上设有刮板轨道8，所述污泥刮板组件的两侧与两个所述刮板轨道8滑动连接，以达到污泥刮板组件的往返运动不偏离的目的。如图5-6所示，所述污泥刮板组件包括水平刮板12、竖直刮板14及刮板连接板16，其中刮板连接板16上依次间隔设有多个水平刮板12，各水平刮板12上靠近两端均设有竖直刮板14，并各水平刮板12的两端端部均为尖状端13，以达到高效刮污泥的目的。所述刮板连接板16的两侧分别与所述刮板轨道8滑动连接，所述刮板连接板16的一端与所述刮板驱动装置连接。所述刮板驱动装置驱动所述刮板连接板16往返运动，所述水平刮板12将底部污泥水平方向切割，然后通过竖直刮板14刮扫，将污泥刮到底板4下方的蚓粪斗3内，最后落到皮带输送机1上，所述污泥刮板组件的运动方向与所述皮带输送机1的输送方向平行。所述刮板驱动装置包括凸轮驱动电机11、凸轮10、连接杆9及滚轮15，其中连接杆9的一端与所述刮板连接板16连接，另一端转动安装有滚轮15，所述凸轮驱动电机11安装在所述支撑架2上，所述凸轮10设置于所述凸轮驱动电机11的输出轴上、并与所述滚轮15配合，如图3所示。所述凸轮驱动电机11的输出轴竖直设置、并与所述滚轮15的轴线平行安装，从而保证所述凸轮驱动电机11输出轴旋转运动转换为刮板连接板16的水平直线往返运动。待绝大部分的蚯蚓离开污泥底层后，通过凸轮10的运动带动连接杆9及刮板连接板16往返运动，其刮板连接板16进行往返运动的同时，通过水平刮板12和竖直刮板14的协同动作把蚯蚓处理完的污泥由所述底板4的网孔中刮落到蚓粪斗3内。利用本发明提供的一种蚯蚓处理污泥的装置处理污泥的方法，包括以下几个步骤：1)将污泥添加到箱体6内，箱体6内污泥的添加厚度为15～20cm，将蚯蚓添加到装有污泥的箱体6内，蚯蚓在箱体6内进行污泥处理，处理时间为15～20天；2)经过15～20天后，在箱体6内再添加15～20cm的污泥，开启风源，通过风管5向箱体6的底部鼓风，促使活动在箱体6底部的绝大部分蚯蚓离开底层向上层转移；3)开启凸轮驱动电机11，所述凸轮驱动电机11带动凸轮10旋转，所述凸轮10经过与其接触的滚轮15推动污泥刮板组件往返运动，往返运动的污泥刮板组件推动处理好的污泥从箱体6底部的网孔中漏出，并经过蚓粪斗3落到下方的皮带输送机1上，进行收集输送。所述步骤1)和2)中，所述污泥中进一步添加树叶、秸秆、杂草或木屑中一种或多种，并与污泥混合搅拌，形成污泥混合物。在箱体6内先后添加完污泥混合物及蚯蚓后，将箱体6置于阴暗环境中。实施例本实施例中，所述箱体6为上方敞开的长方体。由于蚯蚓的生存需要良好的通气环境，以便补充氧气，排出二氧化碳，因此箱体的四周密布有很多微型通气孔7，通气孔7的直径为1.0～1.2mm，通气孔7总面积为箱体四周面积的15～25％。所述支撑架2、蚓粪斗3、底板4、箱体6及污泥刮板组件均采用不锈钢材质，所述底板4上的网格为边长为6～8mm的菱形或正方形，如图4所示。所述刮板轨道8是通过焊接方式设在箱体6内，材质为不锈钢，其运动方向上的长度约为箱体6长度的1/5～1/3。优良品种的蚯蚓在繁殖效率、生命力方面明显强于普通的蚯蚓，在污泥处理效果方面也有较明显的差异，本发明选用赤子爱胜蚓。利用蚯蚓处理污泥，需要将污泥经过简单的预处理，主要是控制污泥含水率、调节pH值、监控有毒有害物质，以达到污泥作为蚯蚓饲料的标准再投入。通过板框压滤机或带式压滤机压滤后的污泥，其含水率在80～85％，而蚯蚓适合在含水率为60～70％的环境中生活。为了使污泥的含水率控制在适合蚯蚓生存的含水率范围，在压滤后的污泥中添加树叶、秸秆、杂草、木屑等一种或多种，并与污泥混合搅拌，形成污泥混合物，所添加的树叶、秸秆、杂草、木屑等的比例为污泥重量的20～40％。添加树叶、秸秆、杂草、木屑等的目的除了能够降低污泥的含水率之外，还能够增加污泥的透气性以及调整污泥中的碳氮比，使蚯蚓高效处理污泥。蚯蚓一般在弱酸或中性的环境中生存，污泥的pH值过高或过低都会危害蚯蚓的生长，以pH值6.0～7.0为最佳。因此，污泥必须控制在适当的pH值范围后才能作为饲料投入。当污泥pH值小于6.0时，可添加澄清的生石灰水。当污泥pH值为7.0～9.0时，可用污泥(污泥混合物)重量0.01～0.5％的磷酸二氢铵调节，浓度过高会导致蚯蚓产茧率急剧下降。当pH值超过9.0时，可用醋酸或柠檬酸作为缓冲剂，添加量为污泥(污泥混合物)重量的0.01～1.0％，可使pH值调至6.0～7.0，添加量过大会导致蚯蚓产茧率急剧下降。此外，有必要定期对污泥中的Cu、Pb等重金属含量进行检测，严重超标时需要经过化学方法减量，避免浓度过高的重金属导致蚯蚓生长不良或死亡。箱体6内的污泥厚度要适当，厚度过大易使通气不良；厚度过小，不仅导致装置占地面积增大，而且易失去水分，从而影响蚯蚓的生长繁殖和污泥处理效果。此外，蚯蚓的密度对处理效果有较大的影响，过密影响蚯蚓取食、活动及生长繁殖，过稀则处理效果不佳。本发明中，向箱体6中先后添加15～20cm厚经过预处理的污泥，以及适量的蚯蚓(50g蚯蚓/kg污泥混合物)。添加以后，绝大部分的蚯蚓在污泥中下层活动的同时，对污泥开始进行处理。通常情况下，蚯蚓处理污泥需要15～20天的时间，在处理过程中，在污泥最上方添加一些树叶或稻草等，以创造蚯蚓喜好的阴暗生存环境的同时，还起到一定程度地保持污泥混合物含水率的作用。此外，为了保持适宜的湿度，向箱体内还可喷洒水。箱体6四面的通气孔7与箱体6底部的底板4上的网格起到通气的作用，以达到蚯蚓高效处理污泥的目的。经过15～20天蚯蚓的处理，原来的污泥混合物已转变成蚓粪，污泥中的污染物浓度已大幅度降低，蚯蚓也逐渐开始变黑变细。如果此时开启凸轮驱动电机11，则箱体6内污泥刮板连接板16开始往返运动，在往返运动过程中蚓粪和蚯蚓一并被污泥刮板组件刮下来，甚至可能出现水平刮板切掉蚯蚓的情况，导致大量的蚯蚓会死亡。把蚯蚓和蚓粪分离的工作费工费时，虽然报道中有不少的处理方法，但效率均不高。本发明为了达到只刮掉蚓粪，留住蚯蚓的目的，采取以下工作方式：经过15～20天，蚯蚓处理完污泥后，在箱体6中再次添加新一批15～20cm后的污泥混合物。此时，箱体6中污泥和蚓粪的厚度加起来在30～35cm左右。蚯蚓的嗅觉很灵敏，逐渐爬到新污泥层中去，为了进一步保证蚯蚓爬到上层，开启风源并等待1.0～2.0小时，由于蚯蚓喜欢安静的环境，蚯蚓将远离底层转移到新的污泥层区域。此时，开启凸轮驱动电机11驱动凸轮10旋转，凸轮10经过连接杆9驱动污泥刮板组件进行往返运动过程中，逐渐把处理完的污泥(蚓粪)刮下来，直至把所有处理完的污泥(蚓粪)刮完。由于刮板轨道8的存在，能够保证污泥刮板组件按设计的轨道运行。蚓粪通过蚓粪斗3全部收集在皮带输送机1上，最后送走至蚓粪收集区。在利用蚯蚓处理污泥过程中，需要注意的一点是蚯蚓有祖孙不同堂的习性，如不定期地重新分配蚯蚓，还会造成近亲交配的情况，使得种群退化，影响污泥处理效果。通过蚯蚓处理污泥最终得到的蚓粪是极佳的优质肥料。因此，以上利用蚯蚓处理污泥的整个过程，即是污泥减量化、稳定化、无害化、资源化的过程。