申请日2010.12.03
公开(公告)日2013.07.31
IPC分类号C05F17/02; C05F17/00; C02F11/02; C02F11/12; C05F7/00
摘要
本发明公开了一种循环式污泥生物发酵塔，其包括塔体、设于塔体顶部的可开合的塔盖、设于塔体底部的储料罐;平行设于塔体内的多层可转动的发酵装置，该发酵装置将塔体内腔沿其轴向分割为多层发酵仓，每层发酵装置下部设有与一鼓风机相通的通风供氧管道、每层发酵装置上部设有与一引风机相通的出气管道、每层发酵装置上部设有监测装置，该监测装置接受控制室的控制;驱使发酵装置和塔盖运动的机构、鼓风机和引风机均接受控制室的控制。本发明还公开了循环式污泥生物处理系统及处理方法。本发明可以高效率、低能耗及连续稳定地对污泥进行工业化的生物发酵干化处理。
权利要求书
1.一种循环式污泥生物发酵塔，其特征在于，包括塔体(41)、设于塔体顶部的可开合的塔盖(24)、设于塔体底部的储料罐(28);平行设于塔体内的多层可转动的发酵装置，该发酵装置将塔体(41)内腔沿其轴向分割为多层发酵仓(26)，每层发酵装置下部设有与一鼓风机(16)相通的通风供氧管道(301)、每层发酵装置上部设有与一引风机(19)相通的出气管道(3)、每层发酵装置上部设有监测装置，该监测装置接受控制室(21)的控制;驱动发酵装置和塔盖运动的机构、鼓风机和引风机均接受控制室的控制;所述的多层发酵仓(26)为八层，每层发酵仓的容积相同;所述的发酵装置包括：多块并列设置的横截面呈“V”形结构的底板(23)、设于该底板顶部的多孔板(31)、设于该底板尖角部的壁体上均布有通气孔(33)的转筒(29)、设于该转筒外圆的驱动转筒转动的齿轮机构(30)，所述鼓风机(16)通过风量、风压控制阀(25)及通风供氧管道(301)与转筒(29)相通。
2.如权利要求1所述的发酵塔，其特征在于，所述的发酵装置包括六个并列设置的底板(23)，其下部通过肋板(28)与所述的转筒(29)连接，两底板之间设有一立柱(32)，底板与立柱之间以及底板与塔体内壁之间均留有供所述底板转动的间隙。
3.如权利要求1所述的发酵塔，其特征在于，所述的监测装置包括：设于每层发酵仓的中部的pH值计和温湿度检测仪(27)、含氧检测仪(22)。
4.如权利要求3所述的发酵塔，其特征在于，所述的发酵塔的总容积为140 m3;所述的储料罐的体积为20 m3;所述发酵仓每层的容积为15m3。
5.一种使用权利要求1所述发酵塔的循环式污泥生物处理系统，其特征在于，包括多个所述的发酵塔(15)、污泥仓(2)、辅料仓(4)和菌剂储罐(9);设于辅料仓(4)口上方的辅料输送带(10)、设于辅料输送带上方的粉碎机(11)、连通粉碎机的辅料给料带(12);所述的污泥仓(2)通过污泥输送系统(40)与设于辅料仓(4)下部的辅料计量回转阀(5)的出口以及设于菌剂储罐(9)下部的菌剂输送计量泵(8)出口汇合并与一搅拌机(6)连通，该搅拌机下方设有一破碎机(7)，该破碎机与一混合料输送带(13)连通;混合料输送带上面设有移动式下料器(14)，混合料输送带位于所述发酵塔(15)顶部;所述发酵塔(15)的储料罐(28)的下方设有经由支架(17)支撑的传送带(18)，该传送带连通一包装间(42);所述引风机(19)的出口与一吸附塔(20)连通，所述污泥输送系统(40)、辅料计量回转阀(5)、菌剂输送计量泵(8)、搅拌机(6)和破碎机(7)均接受带有计算机的控制室的控制。
说明书
循环式污泥生物发酵塔、处理系统和处理方法
技术领域
本发明涉及对污泥进行工业化生物干化处理的设备，特别是涉及一种能够实现连续循 环发酵过程的污泥生物发酵干化处理设备以及处理方法。
背景技术
城市污泥不仅含水率高，还含有有机物质、重金属、氮磷及病原微生物和寄生虫卵， 易腐烂，散发出强烈的臭气，如不对其进行有效地处理处置，将破坏环境，污染土壤和水 体，危害人类健康。污泥的常规处置方式是主要有焚烧、填埋、堆肥和投海等。焚烧处理 处置不仅受技术和设备的限制，还耗能大、费用高，并会造成大气污染;填埋方法受场地、 环境等条件影响;投海处置的方法会污染海洋，目前已明令禁止。
污泥微生物堆肥处理能利用发酵过程中产生的高温杀死病原微生物和寄生虫卵，并能 除臭。发酵后的产品能作为绿化营养土和有机基材进行土地利用，使污泥变废为宝，是目 前各个国家着重推行和研究的技术。近年来，微生物堆肥处理技术有了很大的发展，主要 表现在辅料的选择，重金属的钝化，微生物菌种，不同的堆肥、翻堆和监控装置等，如“城 市污水厂污泥资源化处置成套设备”(CN101143758A)公开了一套包括预混合器、生物反 应器、输送设备、供热和通风装置及控制系统的污泥处理设备，“多层发酵仓污泥高温好 氧发酵工艺”(CN101549942A)公开了一种污泥和辅料计量混合、破碎后，在一次发酵仓 发酵，然后通过翻转底板使物料跌入二次发酵仓对污泥进行处理的工艺和装置。
微生物堆肥过程中的翻堆技术是决定物料是否充分发酵的关键因素，如果翻堆得当， 不仅能为好氧微生物提供充足的氧气，使发酵充分，而且缩短发酵时间，并能有效降低物 料中的水分。上述公开的方法中前者需要热源进行干燥，以及利用多个浆式搅拌釜对物料 进行搅拌，因此，能耗大;多层结构生物反应器没有实现循环发酵，因此，效率低。后者 使用的发酵只有两层，只能对物料进行一次翻堆，难以实现物料多次翻堆，因此，发酵周 期长(24～30天)。
发明内容
本发明为了解决现有污泥微生物发酵处理效率低、能耗大和周期长的技术问题，提出 一种高效、低能耗、能够实现对物料进行良好通风和多次翻堆并能够连续稳定地对污泥进 行工业化的生物干化处理设备及处理方法。
为了解决所述的技术问题，本发明提出的循环式污泥生物发酵塔，其包括塔体、设于 塔体顶部的可开合的塔盖、设于塔体底部的储料罐;平行设于塔体内的多层可转动的发酵 装置，该发酵装置将塔体内腔沿其轴向分割为多层发酵仓，每层发酵装置下部设有与一鼓 风机相通的通风供氧管道、每层发酵装置上部设有与一引风机相通的出气管道、每层发酵 装置上部设有监测装置，该监测装置接受带有计算机系统的控制室的控制。驱动发酵装置 和塔盖运动的机构、鼓风机和引风机均接受带有计算机系统的控制室的控制。
本发明提出的使用循环式污泥生物发酵塔的循环式污泥生物处理系统，其包括多个发 酵塔、污泥料仓、辅料仓和菌剂储罐;设于辅料仓口上方的辅料输送带、设于辅料输送带 上方的粉碎机、联通粉碎机的辅料给料带;污泥仓通过污泥输送系统与设于辅料仓下部的 辅料计量回转阀的出口以及设于菌剂储罐下部的菌剂输送计量泵出口汇合并与一搅拌机 联通，该搅拌机下方设有一破碎机，该破碎机与一混合料输送带联通;混合料输送带上设 有移动式下料器，混合料输送带位于发酵塔的顶部;发酵塔的储料罐的下方设有经由支架 支撑的传送带，该传送带联通一包装间;引风机的出口与一吸附塔联通，污泥输送系统、 辅料计量回转阀、菌剂输送计量泵、搅拌机和破碎机均接受带有计算机的控制室控制。
本发明提出的循环式污泥生物处理方法，其步骤如下：
步骤一、将污泥、辅料和菌剂按重量比或体积比配置，并送至搅拌机进行搅拌混合;
步骤二、将污泥、辅料和菌剂充分搅拌混合后，送至破碎机进行破碎，破碎后的混合 物料，再输送至发酵塔的上方;
步骤三、打开发酵塔塔盖，将混合物料铺设到第一层发酵仓中呈水平关闭状的发酵装 置上，关闭发酵塔塔盖，对第一层发酵仓中的混合物料通风供氧，促使其发酵，发酵积聚 的热汽抽出并输入吸附塔内，经干燥和除臭处理后排出;
步骤四、发酵一段时间后，转动第一层发酵仓中的发酵装置，使其上的混合物料下落 至第二层发酵仓中呈水平关闭状的发酵装置上;而第一层发酵仓中的发酵装置回复到水平 关闭状态，混合物料又铺设到其发酵装置上，接着对发酵塔内的所有混合物料通风供氧发 酵;发酵积聚的热汽抽出并输入吸附塔内，经干燥和除臭处理后排出;
步骤五、以此类推，使得混合物料由发酵塔顶部向下部，层层发酵，并向下一层落下， 就进行一次翻堆，如此循环，直至混合物料在发酵塔最下层发酵仓中发酵完全;
步骤六、打开最下层发酵仓发酵装置，发酵完全的混合物料经由传送皮带输送至包装 问，包装成袋。
本发明同现有的发明专利相比，具有处理速度快、周期短，干化效果好，处理过程不 产生废液和废物，封闭式处理环境安全，充分利用空间占地面积少，投资和运行成本明显 低于污泥焚烧和热干化处理等特点，1个发酵塔可以处理污泥的量为15.75吨/日(污泥容 重1.05吨/m3)，可根据需处理的污泥量来灵活配置发酵塔的个数。例如，如果污泥处理量 为110吨/日，则需配置7个发酵塔。这样就实现了对城市污泥连续循环稳定的工业化处置。 由于“V”形结构的底板与固定在其上的多孔板之间形成一定的空间，转筒上的通气孔开口 于其中，使得通风阻力小，与常规方法相比较，不仅有利于堆料的完全发酵，而且堆料发 酵时所需的风压、风量均较小，这也大大了减低了能耗和运行费用;另外，由于本发明采 用了多层发酵仓，每层发酵仓的底板由并列的多块可转动的“V”形结构的底板组成，通过 转动底板来实现堆料的翻堆换仓，整个发酵装置使得发酵过程能实现多次的翻堆换仓，既 省去现有的对堆料进行搅拌的翻堆机械设备，又有利于堆料的完全发酵，缩短了发酵周期， 大大了减低了能耗和运行费用。底板的打开和关闭、通风供氧系统、监测系统和引风系统 均由带有计算机系统的控制台控制，整个装置便于自动化操作。