申请日2012.05.15
公开(公告)日2013.02.06
IPC分类号C02F11/12; C02F11/02
摘要
本发明公开了一种污泥快速箱式生物干化的装置及方法，属于环境保护技术领域。本发明箱式生物干化装置，采用一个或多个钢结构箱体作为污泥生物干化装置，易采用机械设备进行搬运。其中，箱体中下部设有一个栅形隔板，隔板上垫有聚酯滤布，隔板上部为生物干化区，干化区内设有测温探头，隔板下部为布气室，通过鼓风供氧系统对箱体定时鼓风。本发明还公开了一种污泥快速箱式生物干化方法，采用农业有机废弃物作为生物干化调理剂，物料经掺混、搅拌，破碎、装箱等步骤进行污泥箱式生物干化发酵。生物干化堆体温度控制在45℃-70℃之间，生物干化时间为7-10天，即可实现生物干化产品含水率在40%以下。且生物干化产品可作为园林绿化用肥等，实现污泥和有机废弃物的资源化利用。
权利要求书
1.一种污泥快速生物干化的装置，其特征在于，包括：
至少一钢结构生物干化箱体(1)，其中，箱体中下部设有一水平隔板(13)，该水平 隔板(13)将箱体内部分为位于上部分的生物干化区(3)，以及位于下部分的布气室 (4)，生物干化区(3)和布气室(4)之间分布有气流通道;所述生物干化区(3)内 设有至少一测温探头(6);所述布气室(4)设有至少一与外界连通的通气口(7)，该 通气口(7)和鼓风机(9)的排气管连接;
以及，一控制设备(8)，其根据测温探头(6)的温度来控制鼓风机(9)运行。
2.根据权利要求1所述的一种污泥快速生物干化的装置，其特征在于：箱体侧面还设有 保温垫层(5)。
3.根据权利要求1所述的一种污泥快速生物干化的装置，其特征在于：箱体顶部为敞口 的或设有一盖板(11)，所述盖板上设有废气排出管(16)。
4.根据权利要求1所述的一种污泥快速生物干化的装置，其特征在于：所述的水平隔板 (13)为栅形隔板，该栅形隔板上设有一层滤布(14)。
5.根据权利要求1所述的一种污泥快速生物干化的装置，其特征在于：该通气口(7) 通过一软管(10)和鼓风机(9)的排气管连接，所述软管为内嵌不锈钢钢丝的软管。
6.一种污泥快速箱式生物干化的方法，包括以下步骤：
1)混合物料：将脱水污泥和调理剂混合，使混合料的含水率在60%-65%之间;
2)搅拌物料：将混合料搅拌，使颗粒直径小于20mm;
3)箱式生物干化：经搅拌均匀后的物料再输送至权利要求1至五任一项所述的污泥快 速生物干化装置中进行干化，堆体高度控制在1.0m-1.5m之间。
7.根据权利要求6所述的一种污泥快速箱式生物干化的方法，其特征在于：步骤1)所 述的调理剂为农业有机废弃物。
8.根据权利要求6所述的一种污泥快速箱式生物干化的方法，其特征在于：步骤1)污 泥和调理剂混合后，生物干化堆体中的碳氮比控制在：25:1-35:1之间。
9.根据权利要求6所述的一种污泥快速箱式生物干化的方法，其特征在于：控制生物干 化堆体温度在45℃-70℃之间，生物干化时间为7-10天。
10.根据权利要求6所述的一种污泥快速箱式生物干化的方法，其特征在于：污泥快速生 物干化装置的鼓风机的工作模式为间歇曝气的工作模式。
说明书
一种污泥快速箱式生物干化的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种污泥快速箱式生物干化的装置，尤其是涉及一种强制通风以及快速的 箱式生物干化处理装置。
背景技术
据中国水网报道，截止至2011年底，我国建成运行污水处理厂3100多座，设计处理 生活污水1.39亿m3/d，年产生含水量80%的污泥2000余万吨。而目前全国城镇污水处 理厂的污泥只有10%左右通过堆肥技术处理处置后回用到土地、大约20%采用填埋、少 量采用焚烧和建材材料等，其余大部分随意外运、简单填埋或堆放。
“十二五”期间全国城镇污泥处理处置规模将达到2500万吨/年(80%含水量)，36个重 点城市污泥处理处置率达到80%，其他设市城市达70%，县城及重点镇达到30%。污泥 处理处置技术路线的选择则坚持污泥土地利用为主，协同焚烧和建材利用、污泥填埋等处 置方式为辅。
焚烧投资和运行成本高，且易产生二次污染物。2007年，住房和城乡建设部颁发了 《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(CJ/T249-2007)标准，要求污泥用于混合填 埋时，污泥含水率必须低于60%才能进入填埋场。因此，填埋时，仍需要做进一步干化 处理。且填埋需大量的场地、运输费用和存在污染地下水的风险。而污泥生物干化是利用 微生物有机物降解所产生的生物热能，通过强制鼓风等过程调控手段促进水分蒸发，从而 提高干化效率、缩短干化时间。与普通的堆肥工艺相比，生物干化主要是强调快速去除物 料中的水分，实现减容减量和稳定化要求，污泥生物干化法既可以解决有机废弃物污染的 问题，同时产品又可以进行土地利用，起到改良土壤的效果。
污泥生物干化在污泥中添加适量城市和农村有机固体废弃物作为调理剂，创造适宜好 氧微生物生长的多孔、透气环境条件，无需外部热源，利用微生物代谢产生的热量，辅以 适当通气，将污泥中水分蒸发、排除。污泥经生物干化后,达到减量化、资源化和无害化 的要求。且合理利用有机废物资源，实现资源再生利用。具有节约能源、缩短干化时间、 便于污泥后续处理利用等特点。
中国专利文献CN101857470(申请号：201010183298.6)公开了一种污泥的快速堆肥化 的方法，中国专利文献CN101357816A(申请号：200810013365.2)公开了“微生物快速 干化污泥工艺方法及处理产物”、中国专利文CN101817699公开了“污泥生物干化的系统 和方法”，中国专利文献CN101746941A(申请号：200810239356.5)公开了“一种城市污 水厂脱水污泥生物干化处理方法”，上述公开的方法中添加多种生物调理剂，且需要额外 添加微生物菌剂，增加了对外源添加剂的依赖。且生物干化装置体积庞大，不宜移动，不 利于实现城市污泥的工业化规模处理。后者需额外添加多种碱性破解剂、调理剂和接种剂 等且需要借助外部热源进行生物干化。目前的生物干化方法应用案例不多，且生物干化装 置体积庞大，以砖砌或水泥铸成的槽式固定装置，无法移动，臭味严重，且多数需添加微 生物菌剂并借助外部热源和翻抛或搅拌装置。
发明内容
本发明主要解决的技术问题为：解决现有污泥干化设备能耗高，生物干化装置体积庞 大，无法移动，物料密实、严重厌氧，臭味严重，且多数需添加微生物菌剂并借助外部热 源和翻抛或搅拌装置的缺陷。提供一种可移动、低能耗、物料蓬松、无需翻抛和额外添加 生物菌剂、可实现工业化生产的快速箱式生物干化装置和方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
技术方案一：
一种污泥快速箱式生物干化的装置，其包括：
至少一钢结构生物干化箱体(1)，其中，箱体中下部设有一水平隔板(13)，该水平 隔板(13)将箱体内部分为位于上部分的生物干化区(3)，以及位于下部分的布气室(4)， 生物干化区(3)和布气室(4)之间分布有气流通道;所述生物干化区(3)内设有至少 一测温探头(6);所述布气室(4)设有至少一与外界连通的通气口(7)，该通气口(7) 和鼓风机(9)的排气管连接;
以及，一控制设备(8)，其根据测温探头(6)的温度来控制鼓风机(9)运行。
在本发明的较佳实施例中，箱体的侧面还设有保温垫层(5)。
在本发明的较佳实施例中，箱体(1)长度为2.0-8.0m，宽度为1.0-3.0m，高度为 1.0-2.0m。
在本发明的较佳实施例中，该通气口(7)通过一软管(10)和鼓风机(9)的排气管 连接，所述软管为内嵌不锈钢钢丝的软管。
在本发明的较佳实施例中，箱体顶部为敞口的或设有一盖板(11)，所述盖板上设有 废气排出管(16)。
在本发明的较佳实施例中，所述生物干化箱体的前侧设置门(2)。箱体侧面设有样品 取样孔(12)。
在本发明的较佳实施例中，所述的水平隔板(13)为栅形隔板，该栅形隔板上设有一 层滤布(14)。使得布气室的气流可以通到干化区，而干化区的物料又不会掉落到布气室 中。
技术方案二：
一种污泥快速箱式生物干化的方法，包括以下步骤：
1)混合物料：将脱水污泥和调理剂混合，使混合料的含水率在60%-65%之间;
2)搅拌物料：将混合料搅拌，使颗粒直径小于20mm;
3)箱式生物干化：经搅拌均匀后的物料再输送至前述的污泥快速生物干化装置中进 行干化，堆体高度控制在1.0m-1.5m之间。
在本发明的较佳实施例中，所述的调理剂为农业有机废弃物。所述的农业有机废弃物 包括食用菌培养基下脚料、烟叶渣、玉米芯、农作物秸秆等中的一种或是其混合物。
在本发明的较佳实施例中，步骤1)污泥和调理剂混合后，生物干化堆体中的碳氮比 控制在：25:1-35:1之间。
在本发明的较佳实施例中，控制生物干化堆体温度在45℃-70℃之间，生物干化时间 为7-10天。
在本发明的较佳实施例中，污泥快速生物干化装置的鼓风机的工作模式为间歇曝气的 工作模式。即先鼓风曝气一段时间后停止曝气，间隔一段时间后重新开始鼓风曝气。
在本发明的较佳实施例中，完成堆体的装填后，对堆体进行间歇通风，通风风量为 10-50m3/min，通风间隔为：生物干化时间为1-2天时，通风1min停止20min，生物干化 时间为2-4天时，通风2min停止30min,生物干化时间为4-7天时，通风1min停止30min。
本发明生物干化装置采用钢结构长方形的箱体，体积适中，通风口采用活动接头，箱 体四周采用泡沫或海绵材料进行保温，无需翻抛、搅拌和额外添加微生物菌剂，采用时间 -温度反馈控制系统，尽量避免进行厌氧发酵反应，从而保证物料能充分和快速地进行生 物干化，生物干化时间短，为一种全新的、高效的、可移动及产品化的处理设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明生物干化装置采用钢结构长方形的箱体，体积适中，具有质地轻、耐腐蚀、 抗老化、每个箱体可以互相叠加，任意移动，充分利用场地的立体空间。
2、通风口采用活动接头来连接箱体、气管和鼓风机，搬运箱体时就不会影响气管和 气路，全套设备可分置在集装箱内随时移动，便于工业化生产和运输。
3、采用泡沫或海绵材料对箱体进行保温，保证四周温度不容易散发，有利于堆体生 物干化。并防止靠近箱壁的发酵污泥因与箱体中部的发酵污泥的温度差异过大导致污泥沉 降差异进而产生裂缝，易终造成发酵干化过程中布气室内的风压过小，导致发酵干化的产 品质量不均匀。
4、采用废弃的蘑菇土作等农业有机废弃物为污泥生物干化的调理剂，调整污泥含水 率，有利于改善生物干化堆体的好氧生物降解条件，有效控制厌氧区域的出现，无需进行 堆体翻抛，无需收集尾气进行脱臭处理，简化设施，节省投资和运行成本。不需对污泥再 进行干燥脱水，来源广、易降解，可大大缩短生物干化发酵时间，从而降低生物干化成本。
5、污泥和辅料掺混搅拌系统，可实现自动生产，并且能达到均匀混合，解决了人工 混合搅拌速度慢、人工成本高、混合不均匀等问题。使后续的污泥生物干化发酵能够更充 分，效率更高，节约生产成本。
6、无需翻抛或者搅拌，降低生物干化装置能耗，避免破坏堆体的稳定性和堆体的好 氧环境，从而延长生物干化周期并降低生物干化效果。同时避免翻抛后通风曝气嘴被堵住 以及产生大量臭气排放。
7、无需额外添加微生物菌剂，降低运行成本，同时避免了液态微生物菌剂带来的二 次污染，以及固态菌剂细菌成活低等问题。
8、采用时间-温度反馈控制系统，根据测温探头检测的温度值，反馈至电路控制箱， 再自动调整鼓风机的工作频率，可根据需要调节生物干化物料的发酵温度，尽量避免进行 厌氧发酵反应，防止发生含水率过快降低造成发酵不完全以及发酵温度过高造成孔隙率过 低，进而导致部分区域布气、风压和产品质量不均匀的状况，从而保证物料能充分和快速 地进行生物干化。
9、鼓风机控制模式为间歇式控制模式，合理控制通风量，维持理想的堆体温度和好 氧降解速率，可以在很好对堆体供氧的同时，快速地去除水分、减小臭气发生量和缩短生 物干化周期，同时降低生物干化能耗。
10、生物干化堆体温度在45℃-70℃之间，生物干化时间为7-10天，能有效杀灭病原 菌。
11、生物干化时间短，7-10天即可实现生物干化产品含水率在40%以下，生物干化 产品可作为园林绿化用肥等，实现污泥和有机废弃物的资源化利用。
