申请日2019.09.18
公开(公告)日2019.12.03
IPC分类号C02F11/02; C02F11/13
摘要
本发明提供了一种蚯蚓处理市政污泥的工艺流程，包括以下步骤：摊平接种：将污泥加入引诱剂后传送至处理室内的传送带摊平，摊平厚度为5‑10厘米，接种蚯蚓;蚯蚓处理：保持处理室温度15‑25℃，遮光通风，蚯蚓处理2‑7天;传送污泥：利用传送带将蚯蚓处理后的污泥从处理室传送至相邻的烘干室;加热驱赶：利用烘干室底部的加热装置加热污泥，温度不高于40℃，加热1‑2天，并利用强光对蚯蚓进行驱赶，驱赶至处理室，处理室内有下一批次传送摊平的污泥;降低含水量：继续加热烘干污泥至含水量低于60%，温度低于30℃，加热烘干2‑7天。本发明另一方面提供了一种蚯蚓处理市政污泥设备，实现蚯蚓自动回收，减少人工分离蚯蚓过程，提高利用蚯蚓处理污泥的效率。
权利要求书
1.一种蚯蚓处理市政污泥的工艺流程，其特征在于：包括以下步骤：
摊平接种：将污泥加入引诱剂后传送至处理室(24)内的传送带(1)摊平，摊平厚度为5-10厘米，接种蚯蚓，接种量为20-40公斤/平方米;
蚯蚓处理：保持处理室(24)温度15-25℃，遮光通风，蚯蚓处理2-7天;
传送污泥：利用传送带(1)将蚯蚓处理后的污泥从处理室(24)传送至相邻的烘干室(23);
加热驱赶：利用烘干室(23)底部的加热装置加热污泥，温度不高于40℃，加热1-2天，并利用强光对蚯蚓进行驱赶，驱赶至处理室(24)，处理室(24)内有下一批次传送摊平的污泥;
降低含水量：继续加热烘干污泥至含水量低于60%，温度低于30℃，加热烘干2-7天。
2.根据权利要求1所述的蚯蚓处理市政污泥的工艺流程，其特征在于：步骤摊平接种包括以下步骤：
摊平：将污泥传送至处理室(24)内的传送带(1)摊平，摊平厚度为5-10厘米;
接种：静置1-2天，等待烘干室(23)蚯蚓返回处理室(24)，通过称重获得返回蚯蚓重量;
补充：补充新蚯蚓，接种量为20-40公斤/平方米。
3.根据权利要求2所述的蚯蚓处理市政污泥的工艺流程，其特征在于：所述步骤补充中计算补充新蚯蚓重量的方法包括以下步骤：
称量处理室(24)内摊平的污泥重量m1，称量静置后污泥的重量m2，设定单位面积蚯蚓重量为m，处理室(24)内传送带(1)的面积为S，则待补充新蚯蚓的重量为M=m*S-(m2-m1)。
4.根据权利要求2所述的蚯蚓处理市政污泥的工艺流程，其特征在于：所述步骤加热驱赶中加热装置分梯度加热，靠近处理室(24)，温度逐级降低，利用温度梯度引导蚯蚓向处理室(24)移动。
5.根据权利要求4所述的蚯蚓处理市政污泥的工艺流程，其特征在于：步骤加热驱赶还包括以下步骤：利用烘干室(23)产生的水蒸汽、热空气对处理室(24)进行加热加湿。
6.一种蚯蚓处理市政污泥设备，其特征在于：包括传送带(1)和设置在其上的外壳(2);所述外壳(2)上设置有通气孔(21)，所述通气孔(21)上设置有过滤器(211)，所述外壳(2)内设置有隔板(22)，形成烘干室(23)和处理室(24)，所述隔板(22)底部设置有通过孔(221);所述处理室(24)设置有进料口(241)、摊平装置(242)、温湿度控制装置(243)，所述烘干室(23)内设置有日光灯(231)，所述烘干室(23)内的传送带(1)下方设置有烘干加热装置(232);所述传送带(1)靠近烘干室(23)的转折处设置有刮刀(11)。
7.根据权利要求6所述的蚯蚓处理市政污泥设备，其特征在于：所述烘干加热装置(232)加热温度呈梯度设置，沿传送带(1)前进方向，温度逐渐升高。
8.根据权利要求7所述的蚯蚓处理市政污泥设备，其特征在于：所述隔板(22)上设置有风扇(222)。
9.根据权利要求7所述的蚯蚓处理市政污泥设备，其特征在于：所述处理室(24)下传送带(1)的底部设置有称重测量仪(244)。
10.根据权利要求9所述的蚯蚓处理市政污泥设备，其特征在于：所述传送带(1)上设置有防滑装置，所述防滑装置包括凸肋(121)，所述凸肋(121)设置在传送带(1)上。
说明书
一种蚯蚓处理市政污泥的工艺流程及设备
技术领域
本发明涉及农业废弃物的处理领域，尤其涉及一种蚯蚓处理市政污泥的工艺流程及设备。
背景技术
现在污水处理厂每天产生大量污泥，污水处理厂的污泥是在城市生活污水和工业废水进行净化处理过程中产生的沉淀物质以及污水表面的浮渣，是一种固液混合物，在没有外力作用下，其固液比例相对稳定，含水量可达95%以上，经脱水后，含水量在70-80%。根据污水处理的工艺，污泥可以分为初次沉淀污泥、腐殖污泥、剩余的活性污泥以及消化污泥等。未经适当处理的污泥进入环境后，直接会给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类活动构成了严重威胁。
城市污泥含有大量的各种致病菌、虫卵、重金属等有害物质，并散发浓烈的恶臭，国内外常用的污泥处理方法有地表弃置、卫生填埋、海洋投放、堆肥、焚烧等。
这些方法中，地表弃置因被现行环保法规禁止而正在逐步停止使用;卫生填埋因土地资源紧缺、易产生二次污染和居民反对等压力，而难于继续实行;海洋投放会污染海洋，对海洋生态系统和人类食物链造成威胁，已被国际公约明令禁止;使用焚烧方法处理城市污泥会耗费大量能源，而且焚烧过程中还不可避免地产生高稳定性的剧毒物质二噁英等有害物质，对环境产生二次污染;污泥高温堆肥技术自身产生一定热量，并且高温持续时间长，不需外加热源，即可达到无害化，使纤维素这种难于降解的物质分解，使堆肥料有了较高程度的腐殖化，提高有效养分，但堆肥时间长，占地面积大，可操作性不强，有利于病虫害滋生。
使用城市污泥作为农田肥料，会直接造成严重的环境污染，即使利用堆肥的方法处理城市污泥，虽然可以减少各种致病菌、虫卵等生物物质的危害，但是仍无法消除重金属等污染物的危害。蚯蚓在土壤中有着重要的环境净化作用，利用蚯蚓对土壤中的有机废弃物进行生物处理，越来越受到研究人员的关注和重视。蚯蚓可以吞食土壤中大量的有机废弃物，并通过与微生物的协同作用，进行分解，甚至能对土壤中的有害重金属产生降解作用，从而促进土壤生态系统的再循环。因此，现有污泥处理方法存在缺陷，急需提供一种污染小、占地少、处理污泥速度快的污泥无害化工艺方法。
因此，本领域亟需一种蚯蚓处理市政污泥的工艺流程及设备。
有鉴于此，提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蚯蚓处理市政污泥的工艺流程及设备，以解决上述至少一项技术问题。
具体的，本发明提供了一种蚯蚓处理市政污泥的工艺流程，包括以下步骤：
摊平接种：将污泥加入引诱剂后传送至处理室，摊平厚度为5-10厘米，接种蚯蚓，接种量为20-40公斤/平方米;
蚯蚓处理：保持处理室温度15-25℃，遮光通风，蚯蚓处理2-7天;
传送污泥：利用传送带将蚯蚓处理后的污泥从处理室传送至相邻的烘干室;
加热驱赶：利用烘干室底部的加热装置加热污泥，温度不高于40℃，加热1-2天，并利用强光对蚯蚓进行驱赶，驱赶至处理室，处理室内有下一批次传送摊平的污泥;
降低含水量：继续加热烘干污泥至含水量低于60%，温度低于30℃，加热烘干2-7天。
采用上述方案，步骤摊平接种，采用高密度、多品种接种蚯蚓，提高蚯蚓处理适用性，能高效处理不同组分的污泥，所述蚯蚓品种可为秦优1号蚓、太平2号蚓、微小双胸蚓、赤子爱胜蚓等任意三种，蚯蚓品种可为其他新品种，不受限制;步骤蚯蚓处理，为蚯蚓提供适合环境;步骤传送污泥，通过传送带传送污泥，实现流水化处理，提高效率;步骤加热驱赶，利用温度升高、湿度降低、强光对蚯蚓进行驱赶，处理室内新摊平的污泥引诱蚯蚓自动返回处理室，实现蚯蚓自动回收，存活的蚯蚓更适应污泥的处理，提高效率;步骤降低含水量，降低污泥的含水量，低温烘干，避免杀死蚯蚓茧，制备含水量低于60%的土壤;整个过程利用传送带进行污泥的传送，利用蚯蚓的趋湿、趋阴凉的特性，实现蚯蚓自动回收，继续处理新批次的污泥，减少人工分离蚯蚓过程，提高自动化程度，提高利用蚯蚓处理污泥的效率。
进一步，所述蚯蚓处理市政污泥的工艺流程，在步骤摊平接种前包括以下步骤：混合发酵：将含水量60-80%的污泥、碳氮比调节剂、引诱剂、菌液混合，搅碎，发酵2-7天。
采用上述方案，用碳氮比调节剂补充有机物，调整碳氮比为30左右，所述碳氮比调节剂可以为秸秆、木屑、落叶等，为蚯蚓提供食物，引诱剂引诱蚯蚓向处理室移动，菌液发酵有机物，培养有益菌群，改良土壤菌群结构，防止有害菌群释放的有害气体杀死蚯蚓，并使土壤发出臭气，菌液采用EM菌发酵液，能有效改良菌群结构，调节pH，提高蚯蚓的成活率;
进一步，所述蚯蚓处理市政污泥的工艺流程，在步骤降低含水量后包括以下步骤：铲出回收：烘干室的传送带继续传送，刮掉传送带上的污泥，回收土壤及少量蚯蚓、蚯蚓茧。
采用上述方案，可回收到含水量60%以下的土壤，可作为园艺、农业使用，回收的蚯蚓若为活体继续使用，若死亡晒干可作为饲料或药物原料，回收到蚓茧则分离出进行培育，能更好适应污泥处理。
优选的，所述步骤混合发酵、所述步骤蚯蚓处理、所述步骤降低含水量处理时间相同，本批次的步骤蚯蚓处理与下批次步骤混合发酵、上批次的步骤降低含水量同时进行。
采用上述方案，所述步骤混合发酵、所述步骤蚯蚓处理、所述步骤降低含水量用时较长，将三个批次采用流水线作业，制备过程重叠，节省时长，提高处理效率。
进一步，步骤摊平接种包括以下步骤：摊平：将污泥传送至处理室内的传送带摊平，摊平厚度为5-10厘米;接种：静置1-2天，等待烘干室蚯蚓返回处理室，通过称重获得返回蚯蚓重量;补充：补充新蚯蚓，接种量为20-40公斤/平方米。
采用上述方案，若出现蚯蚓死亡、未爬回处理室时，及时提醒工作人员补充蚯蚓数量，引入新蚯蚓防止品种劣化，不健康的蚯蚓被淘汰。
优选的，所述步骤补充中计算补充新蚯蚓重量的方法包括以下步骤：计算：称量处理室内摊平的污泥重量m1，称量静置后污泥的重量m2，设定单位面积蚯蚓重量为m，处理室内传送带的面积为S，则待补充新蚯蚓的重量为M=m*S-(m2-m1)。
采用上述方案，利用静置前后污泥的重量差来获得蚯蚓返回量，这里计算的蚯蚓返回量均为活性大、健康的蚯蚓量，从而保证蚯蚓处理污泥的效率。
进一步，所述步骤加热驱赶中加热装置分梯度加热，靠近处理室，温度逐级降低，利用温度梯度引导蚯蚓向处理室移动。
采用上述方案，温度更缓和，防止蚯蚓死亡，温度梯度也会导致湿度梯度，共同趋使蚯蚓向处理室方向移动，加快蚯蚓的移动效率。
进一步，步骤加热驱赶还包括以下步骤：利用烘干室产生的水蒸汽、热空气对处理室进行加热加湿。
采用上述方案，烘干室加热器不超过40℃，蒸发出的水蒸气流向处理室，可增加处理室空气湿度，防止污泥水分蒸发导致蚯蚓死亡，温热的空气可防止处理室温度过低，导致蚯蚓死亡或代谢缓慢;或是减少处理室加湿加热装置的使用，节约能源。
进一步，在步骤接种中蚯蚓返回量过大，分离出较大个体的蚯蚓，用于繁殖或原料。
采用上述方案，蚯蚓能够增长繁殖，满足长期供应，减少成本。
本发明另一方面提供了一种蚯蚓处理市政污泥设备，包括传送带和设置在其上的外壳，所述外壳上设置有通气孔，所述通气孔上设置有过滤器，所述外壳内设置有隔板，形成烘干室和处理室，所述隔板底部设置有通过孔;所述处理室设置有进料口、摊平装置、温湿度控制装置，所述烘干室内设置有日光灯，所述烘干室的底部设置有烘干加热装置;所述传送带靠近烘干室的转折处设置有刮刀。所述烘干加热装置可以设置在传送带的表面下方，可以悬挂设置在传送带上方。
采用上述方案，通过所述外壳将蚯蚓处理过程封闭，提供蚯蚓的生存提供避光环境，所述外壳和过滤器防止臭味扩散导致空气污染;所述通气孔、温湿度控制装置为蚯蚓生存提供通风、阴凉、潮湿的生存环境;所述处理室提供蚯蚓生存环境，引诱蚯蚓从烘干室返回;所述传送带用于污泥从处理室传送至所述烘干室，便于自动化处理;所述烘干室用于驱赶蚯蚓至处理室，减少土壤含水量，便于土壤的贮存与转移;所述通过孔用于传送带、污泥、蚯蚓的通过;所述进料口用于污泥进料;所述摊平装置用于摊平污泥混和物，便于蚯蚓对污泥的处理以及烘干、铲出;所述日光灯用于驱赶蚯蚓;所述烘干加热装置用于减少污泥的水分，形成园艺、农业可利用的土壤;所述刮刀用于将处理形成的土壤从传送带上刮下来。整个过程实现蚯蚓的自动回收，流水化处理，提高处理效率，还密闭防臭，对环境友好;蚯蚓成活率高，活性高，不断提高蚯蚓对污泥的适用性。
优选的，所述通过孔宽度与传送带宽度相同，所述通过孔高度与摊平装置底端的高度相同。
采用上述方案，所述通过孔能对通过的污泥进行摊平修整，便于后续烘干。
进一步，所述烘干室靠近刮刀的一侧设置有挡板，所述挡板通过旋转机构与外壳连接。
采用上述方案，所述挡板通过旋转实现打开和关闭，在传送带移动时打开，在传送带停止时关闭，进一步保证外壳内部的密闭性。
进一步，所述烘干加热装置加热温度呈梯度设置，沿传送带前进方向，温度逐渐升高。
采用上述方案，利用温度梯度驱赶蚯蚓逆传送带前进方向移动，实现有效驱赶。
优选的，所述烘干加热装置，包括第一加热器、第二加热器和第三加热器，所述第一加热器设定温度为35-40℃，所述第二加热器设定温度为30-35℃，第三加热器设定温度为25-30℃。
采用上述方案，所述第一加热器、第二加热器、第三加热器可为单个长条形也可为多个设置，所述烘干加热装置覆盖烘干室下传送带的底面，温度的设置减少蚯蚓和蚯蚓茧的死亡，有利于适应污泥处理蚯蚓的繁育。
进一步，所述烘干室内设置有紫外灯。
采用上述方案，所述紫外灯一方面对蚯蚓进行驱赶，另一方面对污泥进行杀菌，减少微生物的数量，便于土壤储存。
进一步，所述隔板上设置有风扇。
采用上述方案，所述风扇将烘干室内空气流向处理室，利用烘干加热装置产生的水蒸气和温热的空气，增大处理室空气温度与湿度，并促进外壳内气体交换，使空气流从烘干室外壳上的通气孔进入，从处理室外壳上的通气孔排除。
进一步，所述处理室下传送带的底部设置有称重测量仪。
采用上述方案，通过计算污泥重量差，计算蚯蚓返回量，进而计算出补充新蚯蚓的重量，对工作人员进行提醒。
优选的，所述摊平装置包括移动组件和摊平组件，所述移动组件设置在处理室的外壳或隔板上，所述摊平组件与移动组件连接。优选的，所述摊平组件为刮板或滚轮。
采用上述方案，所述摊平组件通过移动组件往反移动，实现污泥的摊平。
进一步，所述温湿度控制装置包括喷水器、辅助加热器和温湿度检测仪，所述喷水器连接在外壳上，所述辅助加热器设置在喷水器上，所述温湿度检测仪深入污泥中。
采用上述方案，所述喷水器连接外壳外的水管，用于增加污泥的湿度;所述辅助加热器用于对处理室进行加热，也可同时对喷洒的水进行加热;所述温湿度检测仪用于测量污泥的温度和湿度，使工作人员及时发现及时调整，保证蚯蚓良好的生存环境。
进一步，所述处理室的外壳上设置有操作窗。
采用上述方案，所述操作窗用于工作人员查看处理室内情况，投放或回收蚯蚓，对装置进行检修。
进一步，所述烘干室的外壳采用透光材质。所述透光材质如玻璃、树脂、塑料等。
采用上述方案，白天光照强时可减少日光灯的使用，节约资源，方便对烘干室内情况进行查看。
进一步，所述传送带上设置有防滑装置，所述防滑装置用于防止传送带运动时，传送带上的污泥相对滑动。
进一步，所述防滑装置包括凸肋，所述凸肋设置在传送带上。
采用上述方案，所述凸肋防止污泥在传送带运动时，与传送带发生相对运动。
进一步，所述防滑装置还包括升降组件，所述凸肋与升降组件连接，所述升降组件位于传送带内部。
采用上述方案，升降组件用于带动凸肋在传送带表面升降移动，所述凸肋在传送带静止时下降，在传送带平移时上升，在传送带转折处下降;所述凸肋上升时插入污泥中，防止污泥与传送带发生相对滑动，所述凸肋下降时传送带表面平整，便于蚯蚓爬动与刮刀铲下污泥。
进一步，所述蚯蚓处理市政污泥设备包括控制系统，所述控制系统包括控制器，所述控制器与传送带、日光灯、紫外灯、称重测量仪、摊平装置、烘干加热装置、风扇、温湿度控制装置、升降组件电性连接。
优选的，所述升降组件包括齿轮、齿条和电机，所述齿轮与电机连接，所述齿条顶端与所述凸肋连接，所述齿轮与齿条啮合连接。
采用上述方案，所述升降组件结构简单，便于自动化控制。
进一步，所述凸肋底端设置有限位板，所述限位板可设置在凸肋一侧或两侧。
采用上述方案，所述限位板防止凸肋过度伸出表面，导致凸肋脱离。
采用上述方案，所述控制器对上述用电设备进行控制，如启动和关闭的设置、数值的设置，便于自动化管理。
进一步，所述控制系统还包括交互屏，所述交互屏与控制器电性连接。
采用上述方案，工作人员通过交互屏进行数据设置、数据查看，实现人机交互，及时发现异常情况，提高自动化进程。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、整个过程利用传送带进行污泥的传送，利用蚯蚓的趋湿、趋阴凉的特性，实现蚯蚓自动回收，继续处理新批次的污泥，减少人工分离蚯蚓过程，提高自动化程度，提高利用蚯蚓处理污泥的效率;
2、通过所述传送带将三个批次采用流水线作业，制备过程重叠，节省时长，提高处理效率;
3、利用温度梯度驱赶蚯蚓逆传送带前进方向移动，同时也生成湿度梯度，实现对蚯蚓的有效驱赶;
4、通过所述风扇将烘干室内空气流向处理室，利用烘干加热装置产生的水蒸气和温热的空气，增大处理室空气温度与湿度，并促进外壳内气体交换，提高蚯蚓的存活率;
5、通过所述外壳将蚯蚓处理过程封闭，提供蚯蚓的生存提供避光环境，所述外壳和过滤器防止臭味扩散导致空气污染。（发明人杨益沣;崔文成;郭振辉;董超;姚辉;李浩;任路）
