申请日2012.05.07
公开(公告)日2013.07.17
IPC分类号C02F11/02; C02F3/32
摘要
本发明涉及一种木质填料蚯蚓生物滤池及其处理村镇剩余污泥的方法。木质填料蚯蚓生物滤池自上而下由内装多孔球形填料(2)的锥形布水器，3-5级内装木质填料(8)和赤子爱胜蚓(6)的滤床反应器，以及上部设有上清液回流管(10)，底部设有排泥管(13)的沉淀池构成。来自生物反应池后的二次沉池中的剩余污泥进入污泥调节池中稀释后，由蠕动泵泵入锥形布水器，均匀分布后，进入滤床反应器，经赤子爱胜蚓(6)摄食消化和微生物分解等作用，实现剩余污泥的减量化和稳定化处理，最后以蚓粪污泥的形式排放至沉淀池中。蚓粪污泥经浓缩和自然干化后，可作为土壤改良剂，沉淀池中的上清液通过回流管(10)回到生物反应池，二沉池中循环处理。
权利要求书
1.一种木质填料蚯蚓生物滤池，包括锥形布水器、滤床反应器和沉淀池， 其特征在于：在滤床反应器上面设有内装多面空心球填料(2)的锥形布水器， 锥形布水器顶部开有进泥口(1)，底部设有与锥形布水器固定连接的承托板(3)， 承托板(3)上开设分布均匀的承托板通孔(5)，通孔孔径为3-5mm，开孔率 为60-80%，承托板(3)外径大于锥形布水器，在承托板(3)底面开设能使锥 形布水器稳固的固定在下面的滤床反应器之上的承托板凹槽(4)，在滤床反应 器内装有木质填料(8)，滤床反应器壁四周等距开有四个直径为30-40mm的通 风孔(7)，滤床反应器底部也设置承托板(3)，承托板(3)的形状和结构与 锥形布水器底部设有的承托板(3)相同，承托板(3)底面的承托板凹槽(4) 内稳固的固定下一层滤床反应器，位于最底下一层滤床反应器下面的承托板(3) 外边缘用固定螺栓(9)与铁支架(11)固定连接，铁支架(11)内有沉淀池， 沉淀池通过支撑架(12)与地面固定连接，沉淀池上部池壁设有与生物反应池连 接的上清液回流管(10)，底部设有排泥管(13);
上述锥形布水器内的多面空心球填料(2)是由江西萍乡市金达莱化工填料 有限公司生产，该填料由两个半球合成一个球形，每个半球有十二片半扇形球瓣， 沿中心轴呈放射形布置，填料粒径25mm，孔隙率84%，堆积密度145kg/m3;
上述滤床反应器中填充的木质填料(8)是扬州市御雅轩工艺品有限公司采 用荷木制成的球型填料，粒径为20mm，中心开有直径为8-10mm的孔洞，木质 填料(8)堆积密度为265kg/m3。
2.一种利用权利要求1所述的木质填料蚯蚓生物滤池处理村镇剩余污泥的方 法，其特征在于：第一步，先在每节滤床反应器中填充木质填料(8)，其堆积 密度为265kg/m3，填充量为滤床反应器体积的65%～85%，再投加赤子爱胜蚓(6)， 密度为48.0g蚯蚓/L木质填料,再将三节滤床反应器堆叠固定成为一体，在最上 一节滤床反应器上固定安装锥形布水器，将最下面一节滤床反应器固定在铁支架 (11)上;
第二步，把剩余污泥加水稀释至挥发性悬浮固体浓度VSS为800mg/L，然 后泵入锥形布水器，均匀布水后进入填充有木质填料(8)与赤子爱胜蚓(6)的 滤床反应器，每天每平方米填料控制水力负荷为4.0m3/m2·d，剩余污泥在经过 滤床反应器的过程中被赤子爱胜蚓(6)摄食消化和微生物代谢分解，形成蚓粪 污泥排放至沉淀池中，最后，蚓粪污泥经浓缩后农用，沉淀池中的上清液通过回 流泵回到曝气池，进入后续处理。
说明书
一种木质填料蚯蚓生物滤池及处理村镇剩余污泥的方法
技术领域
本发明涉及一种木质填料蚯蚓生物滤池结构，本发明进一步涉及将其用于处 理村镇剩余污泥的方法。
背景技术
村镇环境治理与保护是我国构建和谐社会，建设社会主义新农村关键时期的 一项重要任务，随着我国对村镇生活污水治理及其处理设施建设的加强，村镇生 活污水处理率不断提高，剩余污泥的产量也不断增加，其处理与处置问题愈加突 出。若剩余污泥没有得到合理的处理与处置，将对村镇的水体、土地等自然环境 造成严重污染，威胁水源安全和人居环境。
基于我国村镇发展的经济技术水平、基础设施、环境条件和自然条件等，由 于常规污泥处理的工程造价高、能源消耗高，因此，村镇剩余污泥的处理与处置 不适合采用污泥厌氧消化、好氧消化、污泥焚烧等常规污泥处理与处置工艺，
蚯蚓生物滤池技术是在普通生物滤池的基础上，引入一更高营养级的蚯蚓， 通过拓展和延长食物链而发展起来的一种生态处理技术。目前已经较多的应用于 生活污水的处理，而利用蚯蚓生物滤池处理剩余污泥的技术，国内外报道较少。
经对现有技术的检索发现，中国发明专利(ZL200810042365.5)提供了一种 利用蚯蚓生物滤池处理城镇剩余污泥的方法。该方法所采用的滤池为单层滤池， 滤池内部上、下层填装粒径为10-13mm和6-9mm的陶粒，其堆积密度分别为： 830kg/m3和940kg/m3蚯蚓接种密度为1.13×105条/m3，顶部采用弹性填料进行 简易布水。上述技术在实际应用中主要存在以下局限性与不足：
1.填料选取不合理。一方面，陶粒堆积密度大，且其表面粗糙，对蚯蚓体 壁磨损程度大，不适合蚯蚓在滤池内生长，另一方面，陶粒为实心结构，在滤床 内堆积密实，孔隙率低，连通性差，限制了蚯蚓在滤床中的投加密度。
2.布水均匀性差。上述滤池没有设置专用布水器，布水均匀性较差，使得 滤床的有效利用空间降低。
3.上述设计中的蚯蚓生物滤池其蚯蚓投加密度为1.13×105条/m3，每条蚯蚓 重量约为0.3g,其有机负荷为35-65gVSS/(kg蚯蚓·d)，换算成容积负荷仅为 1.0-1.9kgVSS/(m3·d)，平均容积负荷为1.45kgVSS/(m3·d)，与《室外排水规范》 (GB50014-2006)中的常规好氧消化的容积负荷0.7-2.8kgVSS/(m3·d)，其平均 容积负荷为1.75kgVSS/(m3·d)相比，缺乏竞争优势，使该技术的推广受到限制。
发明内容
本发明目的是针对现有的蚯蚓生物滤池处理剩余污泥的方法在实际应用中 所存在的不足，设计了一种布水均匀，容积负荷高的木质填料蚯蚓生物滤池，该 滤池造价低，运行维护方便，可根据实际处理需求进行自由组合，处理村镇剩余 污泥减量稳定化效果良好。
本发明的目的是通过以下措施来实现的：
木质填料蚯蚓生物滤池的结构要点是：在滤床反应器之上设有内装多孔球形 填料的锥形布水器，锥形布水器顶部开有进泥口，底部设有承托板，承托板上开 设分布均匀的通孔，通孔孔径为3-5mm，开孔率为40-50%，承托板外径大于锥 形布水器，在承托板底面开设能使之稳固的固定在滤床反应器之上凹槽;在滤床 反应器内装有木质填料，滤床反应器器壁四周等距开有4个直径为30-40mm的 通风孔用于滤床反应器内部的通风;滤床反应器底部设置有穿孔的承托板，承托 板的形状和结构与锥形布水器底部设有的承托板相同，承托板底面的凹槽内稳固 的固定下一层滤床反应器;位于最底下一层滤床反应器下面垂直距离10cm处， 放置进行泥水分离的沉淀池，沉淀池的固定采用四根与沉淀池材料相同并与沉淀 池焊接牢固的支撑架(PVC柱子)，支撑架与地面固定连接;沉淀池上部池壁设 有与生物反应池连接的上清液回流管，底部设有排泥管。
上述锥形布水器内是江西萍乡市金达莱化工填料有限公司生产的多面空心 球填料，该填料由两个半球合成一个球形，每个半球有十二片半扇形球瓣，沿中 心轴呈放射形布置，填料粒径25mm，孔隙率84%，堆积密度145kg/m3;
上述滤床反应器中填充的木质填料由扬州市御雅轩工艺品有限公司生产，采 用荷木制成粒径为20mm，中心开有直径为8-10mm的孔洞的球型填料，木质 填料密度为265kg/m3。木质填料的填充量为滤床反应器体积的65%-85%。
利用上述的木质填料蚯蚓生物滤池处理村镇剩余污泥的方法：先构建三节滤 床反应器，每节滤床反应器由厚度为5mm的有机玻璃制成，反应器内径为300 mm，外径为305mm，高度为350mm;每节滤床反应器中投加赤子爱胜蚓，该 蚓种属正蚓科，爱胜蚓属，俗称红蚯蚓，具有食性广泛，趋肥性高等优点，投加 密度为48g蚯蚓/L木质填料,投加时蚯蚓体长约为5.0cm,单体重量约为0.3g， 再将三节滤床反应器堆叠，在最上一节滤床反应器上安装锥形布水器，将最下面 一节滤床反应器固定在铁支架上;将来自二沉池中的剩余污泥引入调节池，加水 稀释至挥发性悬浮固体浓度VSS为800mg/L，控制水力负荷为4.0m3/m2·d，经 由蠕动泵泵入蚯蚓生物滤池顶部的锥形布水器，泥水混合物经过顶部的锥形布水 器均匀布水后进入填充有木质填料与赤子爱胜蚓的滤床反应器，剩余污泥在经过 滤床反应器的过程中被赤子爱胜蚓摄食消化和微生物代谢分解，形成蚓粪污泥排 放至沉淀池中，蚓粪污泥经浓缩后进行外运，可用于污泥农用，沉淀池中的上清 液通过回流泵回到生物反应池，并进入后续处理。
本发明的优点如下：
1.本发明所提供的木质填料蚯蚓生物滤池，采用中部开有贯穿球体的孔洞 的木质填料作为蚯蚓生物滤池的填料，较之前的蚯蚓生物滤池所采用的陶粒填料 相比，木质填料堆积密度分别是陶粒粒径为10-13mm和6-9mm的堆积密度的 1/4和1/3，对蚯蚓的胁迫性降低;而且填料中部开有贯通型的孔洞，增加了滤床 内孔隙率和连通性，能够提高滤池的蚯蚓投加密度，并有利于蚯蚓的摄食活动。
2.本发明所提供的木质填料蚯蚓生物滤池，设计有锥形布水器，使得剩余 污泥能够均匀进入蚯蚓生物滤池，防止因进泥不均匀而造成滤池局部厌氧，影响 处理效果。
3.该木质填料蚯蚓生物滤池平均容积负荷为2.4kgVSS/(m3·d)，与目前已有 的蚯蚓生物滤池平均容积负荷为1.47kgVSS/(m3·d)相比，该木质填料蚯蚓生物 滤池处理剩余污泥的能力显著提高。且与我国《室外排水规范》(GB50014-2006) 中的常规好氧消化的平均容积负荷1.75kgVSS/(m3·d)相比，其处理能力也具有 明显优势。
4.本发明所提供的利用木质填料蚯蚓生物滤池处理剩余污泥的方法，基建 成本低，组装方便，特别适合于处理我国经济技术相对薄弱的广大村镇地区，以 及不具备建立剩余污泥处理构筑物的小型污水厂所产生的剩余污泥，能够实现剩 余污泥的就地处理与处置，避免产生二次污染。
5.经本发明处理后的剩余污泥转变成含有蚯蚓排泄物的的蚓粪污泥，这种 经蚯蚓处理产生的蚓粪污泥中含有植物生长所必须的氮、磷、钾等大量营养元素， 可以用作土壤改良剂，具有良好的经济效益。
