CN105130146A - 一种立式无分层污泥好氧发酵仓、发酵系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式无分层污泥好氧发酵仓、发酵系统及处理方法，该发酵仓中包括支撑体；该发酵系统包括该发酵仓，还包括：鼓风装置，出料装置，鼓风装置设置在发酵仓的底部，出料装置设置在发酵仓的底端；该处理方法包括：将支撑体、污泥混合物料先充分混合，再送入发酵仓中；使物料在发酵仓中顺利进行好氧发酵；好氧发酵完成后，将含支撑体的混合物料输出；通过筛分将支撑体和混合物料分离开来。支撑体可循环使用。本发明的立式无分层污泥好氧发酵仓、发酵系统及处理方法，将混合物料和支撑体进行混合，由于支撑体的存在，混合物料不易被压实，并存在足够的空隙，可以增加发酵仓中的混合物料的堆积高度，减小了占地面积，结构简单、成本低。

Description

一种立式无分层污泥好氧发酵仓、发酵系统及处理方法

技术领域

本发明涉及一种污泥处理设备，特别涉及一种立式无分层污泥好氧发酵仓、发酵系统及处理方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，我国水资源短缺、水污染严重的问题日益彰显。为治理并缓解水污染现状，我国新建了大量的污水处理厂。根据统计，截止2011年末，我国城市污水厂达到2996座，日处理能力达到11244万㎡。于此同时，目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量大约为900万吨（含水80%计，下同），而且每年以10%的速度增长，因此，巨量的污泥亟需得到妥善的处理处置。

为加强污泥的处理处置，中央有关部门制定和发布了《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》等政策和规定，明确要求加强城镇污水处理厂污泥的处理处置工作，加大污泥处理处置设施的建设力度，规定2015年设市城市污泥无害化处理率要达到70%。综上所述，污泥处理处置问题已经刻不容缓，必须得到妥善的解决。目前国内外对污泥处理处置主流方式为填埋、干化焚烧和土地利用，在处理工艺中主要应用厌氧消化技术、好氧发酵技术。

污泥好氧发酵技术是利用污泥中的微生物进行发酵的一项新的生物处理技术，即在污泥中加入一定比例的膨松剂和调理剂，利用微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为稳定性较高的类腐殖质，即可在实际应用中可以达到“稳定化、无害化、减量化、可资源化”的效果，并且具有经济、实用、不需外加能源、不产生二次污染等特点。好氧发酵技术是适合我国分散建设的小型污水处理厂污泥处理处置的实用技术。

对于污泥好氧发酵处理技术，很多学者已经具有多年研究，其基本原理和控制方法都经过实践和工程化应用。目前国内，尤其在华南一带污泥处理的主要技术都是好氧发酵技术，包括日本东芝公司带来的快速好氧发酵脱水技术。虽然好氧发酵技术近年来得到了较大的发展，但是仍然面临着较多制约其进一步应用的因素，主要有占地面积、辅料、智能化控制、小型化和装置集成化、接种菌剂以及臭气处理等。

随着国家相关产业政策的支持，好氧发酵或将成为解决城镇污泥出路的主流工艺之一。城镇污泥通过好氧发酵处理，尤其是本项目研发的小型智能化污泥好氧发酵技术装备因其具有占地小、自控程度高、运行稳定、升温快、无害化彻底、臭味低、可实现资源化等优势，解决了城市小型污水处理厂的污泥处理难题，削除了城市污泥二次污染环境的威胁，达到污泥处理和处置“稳定化、无害化、减量化、可资源化”的目的，具有十分广阔市场前景和应用价值。

现有的污泥好氧发酵系统为将有机物（污泥）、水份以及菌种（微生物）混合在发酵仓中，从发酵仓的底端通入氧气，菌种要对有机物进行氧化作用需要在氧气环境中，因此，污泥的堆积高度不能太高，高度过大时由于污泥的重量作用，堆体下部会被压实，无法进行正常通风，不能为菌种提供很好的氧气环境，好氧发酵无法持续进行，影响发酵效果。

为了保证较好的通风效果，有人提出了在发酵仓的底部均匀铺设球型悬浮滤料，其记载在申请号为：201310506314.4，名称为：“一种仓式污泥好样堆肥方法”的专利中，该发明专利中的球型悬浮滤料能够起到从下部给上层混合物料均匀布风的作用，但是其高度仍然不能堆积太高，只能堆积到两米左右，再高的话，上部污泥的重力会将下部压实，孔隙率太低，还是无法保证通风。在堆积高度不高的情况下，要处理一定量的污泥，就需要占用很大的面积，且所需的膨松剂和调理剂多，成本高。

针对上述缺点，也有人提出分层叠加的方案，这样虽然能够节省占地面积，但是其每一层都需要进料、出料等装置，造成整体机械结构非常复杂，且成本非常高。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种立式无分层污泥好氧发酵仓、发酵系统及处理方法，在发酵仓中的混合物料中混入人工支撑体，起到堆体混合物料支撑骨架的作用，上部混合物料的重力可以通过相互交接的支撑体结构向下传递，直至作用在底板上，可避免下部混合物料直接受到上部混合物料重力的作用被压实，既可有效增加堆积高度，又可保证堆体通风，解决了现有技术的发酵仓只能堆积到两米左右、需要的膨松剂和调理剂多、成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种立式无分层污泥好氧发酵系统，其包括：发酵仓、鼓风装置、出料装置；其中：

所述发酵仓中的混合物料中设置有可随所述混合物料向下移动的支撑体；所述支撑体存在预定的空隙率，用于为所述发酵仓中的混合物料提供支撑骨架，相邻所述支撑体的边缘交接，相互支撑，用于支撑和传递重力；

所述鼓风装置的出风口与所述发酵仓的底部通风口相连；

所述出料装置设置于所述发酵仓中，位于所述发酵仓的底端，用于将所述支撑体以及所述混合物料输出至所述发酵仓的外部。

本发明的支撑体存在一定的空隙率，用于填充混合物料；且支撑体填充到发酵仓中时，相邻的支撑体的边缘之间相互交接支撑，传递重力，上部混合物料的重力叠加在下部的支撑体上，其中的混合物料的空隙不会受到影响，保证所需的空隙率，从底部通风口进来的风即使在压力很小的情况下也能够很容易的充满整个发酵仓，为好氧菌种提供很好的氧气环境，保证好氧发酵的良好运行。

较佳地，所述支撑体为开口式中空结构；所述支撑体为中空笼状结构，其空隙率大于80％；通风性能好，能够保证微生物的氧气环境，发酵效果好；设置为笼状结构，能够更好的保证其边缘之间相互交接支撑，不会卡嵌在一起。

较佳地，所述支撑体的材质为耐高温、耐压力、耐腐蚀材质；所述支撑体的材质耐80℃高温。发酵过程中堆体最高温度一般在70~80℃左右，所述支撑体的材质最好能耐80℃左右的高温；混合物料堆积后堆积的重量是累加到支撑体上，所以支撑体的受力强度越高，能够承受的堆积高度就越高，每个支撑体所需承受的重力可根据不同情况（需考虑支撑体的大小、空隙率、堆积高度等因素）进行设定，其需能承受其投影面积内上部支撑体所传递下来的所有重力。

较佳地，所述支撑体为球形支撑体或圆柱形支撑体，设置为球形或圆柱形，容易滚动，节省空间，且对其回收利用时，容易被筛分出。

较佳地，所述支撑体与所述混合物料的容积混合比为1:0.7~1:0.8。

较佳地，所述出料装置为螺杆出料装置，支撑体随混合物料一起沿螺杆出料装置的螺旋输出到发酵仓的外部，实现发酵仓的自动出料；这种出料装置还可实现发酵仓的分层出料，由于发酵仓无分层，当下面一层的支撑体及混合物料经出料装置输出时，上面的支撑体及混合物料在重力的作用下向下垂直移动，实现了发酵仓的分层出料，且可在发酵仓中上面空出来的区域继续填入含支撑体的混合物料。

较佳地，还包括：筛分装置，其与所述出料装置相连，用于将所述支撑体和所述混合物料进行分离，分离后的支撑体可回收再利用。

较佳地，所述发酵仓的顶部设置有均匀铺料装置。

本发明还提供一种立式无分层污泥好氧发酵仓，所述发酵仓中的混合物料中设置有可随所述混合物料向下移动的支撑体；

所述支撑体存在预定的空隙率，用于为所述发酵仓中的混合物料提供支撑骨架，相邻所述支撑体的边缘交接，相互支撑，用于支撑和传递重力。

较佳地，所述支撑体为开口式中空结构；所述支撑体为中空笼状结构，其空隙率大于80％。

较佳地，所述支撑体的材质为耐高温、耐压力、耐腐蚀材质；所述支撑体的材质耐80℃高温。

较佳地，所述支撑体为球形支撑体或圆柱形支撑体。

较佳地，所述支撑体与所述混合物料的容积混合比为1:0.7~1:0.8。

本发明还提供一种立式无分层污泥好氧发酵处理方法，其包括以下步骤：

S101：将支撑体和混合物料充分混合；

S102：在发酵仓中填入含所述支撑体的所述混合物料，使相邻所述支撑体的边缘交接，相互支撑；

S103：使所述混合物料在发酵仓中进行好氧发酵过程；

S104：好氧发酵完成后，将下部的所述支撑体以及混合物料输出至发酵仓的外部，上部的所述支撑体在重力作用下向下运动；

S105：将支撑体中的混合物料筛出。

较佳地，所述步骤S104中的将支撑体以及混合物料输出至发酵仓的外部进一步为：将支撑体以及混合物料经出料装置螺旋输出至发酵仓的外部。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

（1）本发明提供的立式无分层污泥好氧发酵仓、发酵系统及处理方法，在发酵仓中添加了支撑体，用于为混合物料提供支撑骨架，当混合物料堆积时，由于人工支撑体的存在，上面混合物料的重量仅作用于支撑体上并通过支撑体向下传递，不会施加到下部的混合物料上，混合物料不会被压实，且存在足够的空隙，保证下面物料中微生物的氧气环境，使下部的混合物料也能得到很好的发酵，这样上部含有支撑体的混合物料就可以叠加比较高的高度，为现有发酵系统高度的5倍~10倍，可堆到15米以上，在处理相同量的混合物料时，比现有的发酵系统占地面积大大缩小；

（2）本发明的发酵仓为立式、连续、无分层的结构，与分层堆积结构相比，在堆积高度相同的情况下，本发明只需要一组进料装置、出料装置等设备，机械结构简单，成本低；

（3）本发明的好氧发酵过程完成后，只需将带有混合物料的支撑体从发酵仓底部的出料装置中输出即可，出料方便、结构简单；

（4）本发明的支撑体可回收利用，节省开支。

（5）支撑体与混合物料按一定容积比在发酵仓中好氧发酵，随物料升温以及水分蒸发，物料体积逐步减小；但是基于支撑体的骨架作用，堆体空间不会缩小；因此物料间空隙率相应增加，有利于物料后期通风，进一步排除水汽，可进一步节约机械搅拌排除水汽时的干化能耗，可进一步节约运行成本。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1为本发明的立式无分层污泥好氧发酵仓的结构示意图；

图2为本发明的立式无分层污泥好氧发酵系统的结构示意图；

图3为本发明的较佳实施例中的立式无分层污泥好氧发酵系统的结构示意图；

图4为本发明的立式无分层污泥好氧发酵的处理方法的流程图。

标号说明：1-发酵仓，2-支撑体，3-鼓风装置，4-出料装置，5-筛分装置，6-均匀铺料装置。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

本实施例详细描述本发明的污泥好氧发酵仓，其结构示意图如图1所示，发酵仓1中的混合物料中填充有支撑体2，其存在预定的空隙率，用于为混合物料提供支撑骨架，相邻的支撑体2的边缘之间交接，相互支撑，用于传递重力，当混合物料堆积时，重量由支撑体2来承当，且会相互传递，上部的混合物料重量通过支撑体传递到下部的支撑体2上，不会作用到下部的混合物料上，避免由于重量叠加造成底部混合物料中通风供氧不畅，而影响微生物的好氧发酵作用。因此，相对于现有的好氧发酵系统，可增加堆积高度为现有高度的5倍~10倍，可堆积到15米以上，节省了占地面积。

本实施例中，支撑体2为空心笼状结构，空隙率为80％或以上；不仅可以承载上部重力，且通风效果好，保证了好氧发酵效果，且能最大化的填充混合物料。

不同实施例中，支撑体2可以为球形或圆柱形等方便滚动的结构。

实施例2：

本实施例详细描述本发明的污泥好氧发酵系统，其结构示意图如图2所示，其包括如实施例1所述的发酵仓，还包括鼓风装置3以及出料装置4。鼓风装置3的出风口与发酵仓1的底部通风口相连，用于给发酵仓1的内部鼓风，为好氧发酵过程提供氧气；出料装置4设置于发酵仓1中，位于发酵仓1的底端，用于在完成好氧发酵过程后，将带有成熟污泥的支撑体2输出到发酵仓1的外部。

本实施例中，发酵仓1的顶部还设置有均匀铺料装置6。

较佳实施例中，发酵系统还包括筛分装置5，其结构示意图如图3所示，经出料装置4输出的支撑体2进入到筛分装置5中，将成熟的混合物料和支撑体2分离开来，分离后的支撑体2可以回收利用。

实施例3：

本实施例详细描述本发明的立式无分层污泥好氧发酵的处理方法，其流程图如图4所示，其包括以下步骤：

S101：将污泥和调理剂充分混合获得混合物料，将混合物料和支撑体充分混合；

S102：将含有支撑体的混合物料经均匀铺料装置6填入发酵仓中，使相邻支撑体的边缘交接，相互支撑，用于传递重力；

S103：保持发酵仓中的温度为70~80℃，在发酵仓中鼓入空气，使混合物料在发酵仓中进行好氧发酵过程，形成成熟污泥；

S104：好氧发酵完成后，打开出料口，将下部的支撑体以及成熟污泥经出料装置输出至发酵仓的外部，上部的支撑体在重力的作用下向下移动；

S105：将带有成熟污泥的支撑体放入筛分装置中，将成熟污泥筛出。将成熟污泥筛出后，支撑体即可回收利用。

其中，所述步骤S104中的将支撑体以及成熟污泥输出至发酵仓的外部进一步为：将支撑体以及成熟污泥经出料装置螺旋输出至发酵仓的外部。

较佳实施例中，步骤S101中支撑体与混合物料的容积混合比为1:0.7～1：0.8。

此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。

Claims (15)

1.一种立式无分层污泥好氧发酵系统，其特征在于，包括：发酵仓、鼓风装置、出料装置；其中：

所述发酵仓中的混合物料中设置有可随所述混合物料向下移动的支撑体；所述支撑体存在预定的空隙率，用于为所述发酵仓中的混合物料提供支撑骨架，相邻所述支撑体的边缘交接，相互支撑，用于支撑和传递重力；

所述鼓风装置的出风口与所述发酵仓的底部通风口相连；

所述出料装置设置于所述发酵仓中，位于所述发酵仓的底端，用于将所述支撑体以及所述混合物料输出至所述发酵仓的外部。

2.根据权利要求1所述的污泥好氧发酵系统，其特征在于，所述支撑体为开口式中空结构；

所述支撑体为中空笼状结构，其空隙率大于80％。

3.根据权利要求2所述的污泥好氧发酵系统，其特征在于，所述支撑体的材质为耐高温、耐压力、耐腐蚀材质；

所述支撑体的材质耐80℃高温。

4.根据权利要求1所述的污泥好氧发酵系统，其特征在于，所述支撑体为球形支撑体或圆柱形支撑体。

5.根据权利要求1所述所述的污泥好氧发酵系统，其特征在于，所述支撑体与所述混合物料的容积混合比为1:0.7~1:0.8。

6.根据权利要求1至5任一项所述的污泥好氧发酵系统，其特征在于，所述出料装置为螺杆出料装置。

7.根据权利要求1所述的污泥好氧发酵系统，其特征在于，还包括：筛分装置，其与所述出料装置相连，用于将所述支撑体和所述混合物料进行分离。

8.根据权利要求1所述的污泥好氧发酵系统，其特征在于，所述发酵仓的顶部设置有均匀铺料装置。

9.一种立式无分层污泥好氧发酵仓，其特征在于，所述发酵仓中的混合物料中设置有可随所述混合物料向下移动的支撑体；

所述支撑体存在预定的空隙率，用于为所述发酵仓中的混合物料提供支撑骨架，相邻所述支撑体的边缘交接，相互支撑，用于支撑和传递重力。

10.根据权利要求9所述的污泥好氧发酵仓，其特征在于，所述支撑体为开口式中空结构；

所述支撑体为中空笼状结构，其空隙率大于80％。

11.根据权利要求10所述的污泥好氧发酵仓，其特征在于，所述支撑体的材质为耐高温、耐压力、耐腐蚀材质；

所述支撑体的材质耐80℃高温。

12.根据权利要求9所述的污泥好氧发酵仓，其特征在于，所述支撑体为球形支撑体或圆柱形支撑体。

13.根据权利要求9所述所述的污泥好氧发酵仓，其特征在于，所述支撑体与所述混合物料的容积混合比为1:0.7~1:0.8。

14.一种立式无分层污泥好氧发酵处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101：将支撑体和混合物料充分混合；

S102：在发酵仓中填入含所述支撑体的所述混合物料，使相邻所述支撑体的边缘交接，相互支撑；

S103：使所述混合物料在发酵仓中进行好氧发酵过程；

S104：好氧发酵完成后，将下部的所述支撑体以及混合物料输出至发酵仓的外部，上部的所述支撑体在重力作用下随所述混合物料一起向下移动；

S105：将支撑体中的混合物料筛出。

15.根据权利要求14所述的污泥好氧发酵处理方法，其特征在于，所述步骤S104中的将支撑体以及混合物料输出至发酵仓的外部进一步为：将支撑体以及混合物料经出料装置螺旋输出至发酵仓的外部。