生態流化床處理汙泥的方法
2023-04-25 23:00:31
專利名稱：生態流化床處理汙泥的方法
技術領域：
本發明涉及一種生態流化床處理汙泥的方法。
背景技術：
現在汙水處理廠每天產生大量汙泥，汙水處理廠的汙泥是在城市生活汙水和工業廢水進行淨化處理過程中產生的沉澱物質以及汙水表面的浮渣，是一種固液混合物，在沒有外力作用下，其固液比例相對穩定。根據汙水處理的工藝，汙泥可以分為初次沉澱汙泥、腐殖汙泥、剩餘的活性汙泥以及消化汙泥等。隨著我國城市化進程的加快，城市汙水處理率逐年提高，城市汙水處理廠的汙泥產量也急劇增加。未經適當處理的汙泥進入環境後，直接會給水體和大氣帶來二次汙染，不但降低了汙水處理系統的有效處理能力，而且對生態環境和人類活動構成了嚴重威脅。據估算，目前我國每年產生汙泥量為300萬噸，而且年增長率大於10%，如果國內的城市汙水全部得到處理，則每年將會產生汙泥(乾重)約840萬噸，約佔我國固體廢棄物總量的3. 2%，即使在我國城市化水平較高的幾個城市與地區，汙泥處理問題也已十分突出。現有汙泥處理方法分為直接填埋、焚燒、土地利用、堆肥和投海等幾種方式。隨著科學技術的進步，逐漸有將汙泥進行利用的方法產生，汙泥的衛生填埋始於20世紀60年代，該法在傳統填埋的基礎上，經過科學選址和必要的防護處理，具有嚴格的管理制度，但是由於汙泥中含有大量的病毒物，在滲漏的情況下汙染地下水，同時，由於汙水處理量的增大，汙泥的產量也越來越大，適宜的填埋場地也越來越少。汙泥高溫堆肥技術，其特點為自身產生一定熱量，並且高溫持續時間長，不需外加熱源，即可達到無害化，使纖維素這種難於降解的物質分解，使堆肥料有了較高程度的腐殖化，提高有效養分。但堆肥時間長，佔地面積大，可操作性不強，有利於病蟲害滋生。汙泥的土地利用主要包括汙泥農用、用於森林和園藝、廢棄礦場的改良等。該法主要是將汙泥中的有機物以及N、P、K等營養元素施於農田以增加土壤的肥力、促進作物的生長。該法雖然具有能耗低，可以利用汙泥中的養分等優勢，但是汙泥中的大量病原菌、以及有毒有害物質，特別是重金屬的存在大大限制了土壤對汙泥的適宜性。汙泥焚燒是在大於600攝氏度的條件下，使汙泥中的有機物碳化，轉化為穩定地無機物，汙泥焚燒的優點在於能夠最大限度的減少汙泥的體積，汙泥焚燒一般採用直接焚燒和幹化後焚燒。焚燒雖然減容和減量化的程度很高，但是焚燒的投資很大，能耗和運行費用高昂。汙泥投海是沿海城市或者是島嶼城市採用的方法，但是隨著環境保護意識的加強，隨著對海洋生態保護意識的加強，該法目前在很多國家已經禁止。現有焚燒工藝的方法如中國發明專利ZL02104109. I號公開的一種汙水處理廠汙泥無害化燒結處理的方法，該發明採用燒結方法處理城市汙水處理廠的汙泥的技術方案，它同時是一種製做輕質陶粒的方法，其工藝流程包括以汙泥為主要原料的混合配料、脫水、乾燥成型、燒結成產品；本發明的內容在於在混合配料之後的原料中包含的矽成分的比例，使其在燒失後能形成矽酸鹽玻璃相的矽酸鹽的比例範圍為50% 60%，原料細度範圍為2 4%，混合成型粒度的適宜粒徑範圍是15 20mm，在煅燒窯爐中燒成段的成陶溫度為1100 1250°C，燒結的時間為10 15分鐘。該發明具有一定的積極作用。又如中國發明申請號200410066124. 6公開的一種循環流化床鍋爐摻燒汙泥的方法及其設備，該發明所提供的設計方案，在循環流化床鍋爐的上端設置汙泥進料口，在汙泥進料口上連接輸送管道，輸送管道的另一端與汙泥柱塞泵的輸出口連接。循環流化床鍋爐摻燒汙泥的方法包括a.將汙泥在循環流化床鍋爐的爐膛上部負壓區輸入循環流化床鍋爐內；b.汙泥佔燃料重量的50%以內，汙泥的水份為78 82%;c.汙泥在爐內烘乾、燃燒後變成細灰，殘留在汙泥中的有害微生物、有害致病菌以及汙泥中的異味在850°C 950°C高溫區，經過2 6秒以上高溫分解，讓其徹底消除。該發明可以為解決汙水處理廠汙泥的後處理問題提供了一條減量化、無害化的出路。但是絕大多數汙水處理廠的汙泥含水率在75% 80%、採用現有焚燒方法進行處理不僅需要消耗大量珍貴的能源，而且消耗能源的同時，排放的廢氣也會對環境造成汙染。 雖然焚燒可以採用流化床加快處理速度，但更贈加了能源浪費和廢氣汙染。即使採用堆肥的方式也需要佔用大面積土地，並且堆肥時間長、操作性不強，不利於快速有效的處理城市汙水處理廠的汙泥得到富含有機質的肥料。因此，現有汙泥處理方法存在缺陷，急需提供一種汙染小、佔地少、處理汙泥速度快的汙泥無害化工藝方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種汙染小、佔地少、處理汙泥速度快的生態流化床處理汙泥的方法。本發明的基本設計思路是利用蚯蚓在生存、生活過程中分解有機物的原理，可對城市生活汙泥進行處置。生態流化床基於該原理，並結合汙泥的特性和蚯蚓養殖技術的特點，採用機械設備進行高密度、立體化的汙泥處置。首先是汙泥的調質和蚯蚓的分選，汙泥具有含水率聞的特點，呈現半流態；汙泥中的有機質含量較聞，易發生腐敗，廣生臭味。因此，必須先對汙泥進行調質方能使用蚯蚓進行處置。通過向汙泥中添加蘑菇渣、粉碎的秸杆、紅糖等配料，可有效降低汙泥的含水率，並平衡汙泥中的有機營養物，滿足蚯蚓取食的需求。用於汙泥處置的蚯蚓應選擇活性較強，個體中等，適應性較強的種源。這類種源能迅速適應經調質後的汙泥，快速取食。然後是設備的相關原理及參數為生態流化床設備由反應床和調節系統兩部份組成。其中流化床的用途是蚯蚓取食調質後汙泥的場所，也是蚯蚓生活的場所。流化床構成考慮到流化床承重的需要，流化床主框架由角鋼、槽鋼焊接而成。本流化床總高度為2. 4米，長度為3米，寬度為I米。實際使用中可根據場地需要對尺寸進行調節。為便於向流化床添加汙泥、蚯蚓及進行觀察、操作的需要，流化床設置為六層。考慮到底層需進行排泥操作，因此底層離地高度為60cm，其餘各層間隔為20cnT30Cm(不含設備框架的淨高度)。為便於通風透氣及水份的散失，流化床各層由孔隙為O. 5cm^lcm的不鏽鋼孔板或不鏽鋼網構成。流化床每層多塊同尺寸的不鏽鋼孔板或不鏽鋼網拼合而成。每3 4塊不鏽鋼孔板或不鏽鋼網通過扁鋼連接，共用一個手柄進行操作。所述調節系統是為了確保流化床維持一定的溼度和含氧量等，以滿足蚯蚓取食汙泥的環境條件。本系統為流化床配備了消毒、加溼、通風等輔助設備。所述消毒系統的設置是因汙泥含有有機質，極易腐敗產生病菌，在經調質後，最好進行一次消毒處理。因此，可在流化床首層的框架位置設置3盞紫外消毒燈。汙泥投加到頂層後，通過控制系統開啟消毒燈進行消毒處理。所述加溼系統的設置是因氣溫較高時，流化床各反應層的水份可能大量流失，這不利於蚯蚓的生存，需適應進行補水操作。因此，可在流化床各層框架位置設置3組及以上噴頭。通過控制系統對各層進行實時或定時補水。所述通風系統的設置是為了保障流化床內的足夠氧含量，均按需進行通風操作。因此，可在流化床各框架位置設備小型風扇。可按層設置，也可各層共用一臺或多颱風扇。若因實際需要，設備體積較大，可為手動操作手柄進行汙泥翻層，改為電動操作翻層。本發明利用流化床設備處理汙泥方法運行過程的基本狀態是
I、向第6層投加調質後的汙泥，厚度約20cnT25Cm，開啟消毒設備進行消毒，時間可靈活控制。2、消毒完畢後，向第6層投加篩選後的蚯蚓種源，密度約每平方米1(T15KG。3、反應約2天後，通過第6層的操作手柄將汙泥放至第5層。重複1，2走的操作為第6層補汙泥和蚯蚓。
4、反應約2天後，將第5層的汙泥放至第4層，將第6層的汙泥放至第5層，重1，2步的操作為第6層補汙泥和艇蚓。5、以後每隔2天,重複操作。6、當第I層反應結束後，汙泥被處置完畢，可用小車清運走。7、流化床按上述方式連續運轉。具體來說，本發明的生態流化床處理汙泥的方法，其特徵是按照以下步驟進行
a、建立從下至上，由第一流化床單元、第二流化床單元、第三流化床單元、第四流化床單元、第五流化床單元和第六流化床單元構成的立體結構的流化床，最下層的第一流化床單元離地高度為60cm，在不含設備框架的淨高度情況下其餘各層流化床單元之間的間隔為20cnT30Cm，所述流化床單元的下部均為可通過操作手柄翻轉的網板，網板由孔隙為
O.5cm^lcm的不鏽鋼孔板或不鏽鋼網構成，在最上層第六流化床單元的框架位置上方設置3盞紫外消毒燈；
b、通過向汙泥中添加蘑菇渣、粉碎的秸杆、紅糖其中之一或其組合形成的配料，添加比例是I份配料10份汙泥，讓配料和汙泥均勻混合，將汙泥進行調質；
C、在第六流化床單元加入調質後的汙泥，汙泥厚度20cnT25Cm，開啟消毒燈進行消毒處理，消毒完畢後按照表面積I平方米汙泥接種10 15公斤蚯蚓；
d、第六流化床單元的汙泥反應2天後，通過第六流化床單元的操作手柄翻轉第六流化床單元的下部網板將汙泥連同蚯蚓放至相鄰的第五流化床單元中，並重複c步驟的操作為第六流化床單元補充汙泥和蚯蚓；
e、反應2天後，通過第五流化床單元的操作手柄翻轉第五流化床單元的下部網板將汙泥連同蚯蚓放至相鄰的第四流化床單元中，然後將通過第六流化床單元的操作手柄翻轉第六流化床單元的下部網板將汙泥連同蚯蚓放至相鄰的第五流化床單元中，並重複c步驟的操作為第六流化床單元補充汙泥和蚯蚓；
f、以後每隔2天，重複操作，將上層流化床單元的汙泥連同蚯蚓放至相鄰下層流化床單元中，並重複c步驟的操作為第六流化床單元補充汙泥和蚯蚓；
g、當最下層的第一流化床單元中的汙泥反應結束後，汙泥和蚯蚓通過第一流化床單元操作手柄翻轉第一流化床單元的下部網板將汙泥連同蚯蚓放至下方，用小車清運走；
h、流化床按上述方式連續運轉。
在本發明生態流化床處理汙泥的方法的步驟a中所述流化床總高度為2. 4米，長度為3米，寬度為I米。在本發明生態流化床處理汙泥的方法的步驟a中所述可翻轉的網板由至少三塊同尺寸的不鏽鋼孔板或不鏽鋼網拼合而成，每:Γ4塊不鏽鋼孔板或不鏽鋼網通過扁鋼連接，共用一個操作手柄進行操作。所述可翻轉的網板由至少三塊同尺寸的不鏽鋼孔板或不鏽鋼網拼合而成，是指可翻轉的網板可以由三塊及三塊以上的不鏽鋼孔板或不鏽鋼網拼合而成，如12塊不鏽鋼孔板或不鏽鋼網拼合的可翻轉的網板。所述操作手柄可以連接操作機構，通過定時器控制進行機械化操作，這樣一來就可以免去人工，讓工作人員能輕鬆地對流化床下部網板翻轉過程進行作業。在本發明生態流化床處理汙泥的方法的步驟a中在流化床各層流化床單元框架位置可以設置至少3組噴水頭，通過控制系統對各層流化床單元進行實時或定時補水。在本發明生態流化床處理汙泥的方法的步驟a中在流化床各層流化床單元框架位置還可以設置至少I颱風扇，通過控制系統對各層流化床單元進行通風操作。與前述現有同類產品相比，本發明的生態流化床處理汙泥的方法汙染小、佔地少、處理汙泥速度快。本發明的內容結合以下實施例作更進一步的說明，但本發明的內容不僅限於實施例中所涉及的內容。
圖I是實施例I中生態流化床的主視圖。圖2是圖I的左視結構示意圖。圖3是圖I的俯視結構示意圖。圖4是實施例2中生態流化床的主視圖。圖5是圖4的左視結構示意圖。圖6是圖4的俯視結構示意圖。
具體實施例方式實施例I :如圖f 3所示，本實施例中所述生態流化床處理汙泥的方法，其特徵是按照以下步驟進行
a、建立從下至上，由第一流化床單元I、第二流化床單元2、第三流化床單元3、第四流化床單元4、第五流化床單元5和第六流化床單元6構成的立體結構的流化床，最下層的第一流化床單元I離地高度為60cm，在不含設備框架的淨高度情況下其餘各層流化床單元之間的間隔為20cm，所述流化床單元的下部均為可通過操作手柄7翻轉的網板8，網板8由孔隙為O. 5cm的不鏽鋼孔板構成，在最上層第六流化床單元6的框架位置上方設置3盞紫外消毒燈9 ；
b、通過向汙泥中添加粉碎的秸杆形成的配料，添加比例是I份配料10份汙泥，讓配料和汙泥均勻混合，將汙泥進行調質；
C、在第六流化床單元6加入調質後的汙泥，汙泥厚度20cm，開啟消毒燈9進行消毒處理，消毒完畢後按照表面積I平方米汙泥接種10公斤蚯蚓；d、第六流化床單元6的汙泥反應2天後，通過第六流化床單元的操作手柄7翻轉第六流化床單元6的下部網板8將汙泥連同蚯蚓放至相鄰的第五流化床單元5中，並重複c步驟的操作為第六流化床單元6補充汙泥和蚯蚓；
e、反應2天後，通過第五流化床單元5的操作手柄7翻轉第五流化床單元5的下部網板8將汙泥連同蚯蚓放至相鄰的第四流化床單元4中，然後將通過第六流化床單元6的操作手柄7翻轉第六流化床單元6的下部網板8將汙泥連同蚯蚓放至相鄰的第五流化床單元5中，並重複c步驟的操作為第六流化床單元6補充汙泥和蚯蚓；
f、以後每隔2天，重複操作，將上層流化床單元的汙泥連同蚯蚓放至相鄰下層流化床單元中，並重複c步驟的操作為第六流化床單元6補充汙泥和蚯蚓；
g、當最下層的第一流化床單元中I的汙泥反應結束後，汙泥和蚯蚓通過第一流化床單元I操作手柄7翻轉第一流化床單元I的下部網板8將汙泥連同蚯蚓放至下方，用小車清 運走;
h、流化床按上述方式連續運轉。本實施例步驟a中所述流化床總高度為2. 4米，長度為3米，寬度為I米。本實施例步驟a中所述可翻轉的網板8由12塊同尺寸的不鏽鋼孔板拼合而成，每3塊不鏽鋼孔板通過扁鋼連接，共用一個操作手柄7進行操作。本實施例步驟a中在流化床各層流化床單元框架位置設置3組噴水頭10，通過控制系統對各層流化床單元進行實時或定時補水。本實施例步驟a中在流化床各層流化床單元框架位置設置I颱風扇11，通過控制系統對各層流化床單元進行通風操作。實施例2 :如圖4飛所示，本實施例與實施例I相似，所不同的是本實施例步驟a中在不含設備框架的淨高度情況下其餘各層流化床單元之間的間隔為30cm，所述網板8由孔隙為Icm的不鏽鋼網構成。本實施例步驟c中在第六流化床單元6加入調質後的汙泥，汙泥厚度25cm，開啟消毒燈9進行消毒處理，消毒完畢後按照表面積I平方米汙泥接種15公斤蚯蚓。本實施例步驟a中所述可翻轉的網板8由12塊同尺寸的不鏽鋼網拼合而成，每4塊不鏽鋼網通過扁鋼連接，共用一個操作手柄7進行操作。本實施例步驟a中在流化床各層流化床單元框架位置設置6組噴水頭10，通過控制系統對各層流化床單元進行實時或定時補水。本實施例步驟a中在流化床各層流化床單元框架位置設置2颱風扇11，通過控制系統對各層流化床單元進行通風操作。
權利要求
1.一種生態流化床處理汙泥的方法，其特徵是按照以下步驟進行 a、建立從下至上，由第一流化床單元、第二流化床單元、第三流化床單元、第四流化床單元、第五流化床單元和第六流化床單元構成的立體結構的流化床，最下層的第一流化床單元離地高度為60cm，在不含設備框架的淨高度情況下其餘各層流化床單元之間的間隔為20cnT30Cm，所述流化床單元的下部均為可通過操作手柄翻轉的網板，網板由孔隙為O.5cm^lcm的不鏽鋼孔板或不鏽鋼網構成，在最上層第六流化床單元的框架位置上方設置3盞紫外消毒燈； b、通過向汙泥中添加蘑菇渣、粉碎的秸杆、紅糖其中之一或其組合形成的配料，添加比例是I份配料10份汙泥，讓配料和汙泥均勻混合，將汙泥進行調質； C、在第六流化床單元加入調質後的汙泥，汙泥厚度20cnT25Cm，開啟消毒燈進行消毒處理，消毒完畢後按照表面積I平方米汙泥接種10 15公斤蚯蚓； d、第六流化床單元的汙泥反應2天後，通過第六流化床單元的操作手柄翻轉第六流化床單元的下部網板將汙泥連同蚯蚓放至相鄰的第五流化床單元中，並重複c步驟的操作為第六流化床單元補充汙泥和蚯蚓； e、反應2天後，通過第五流化床單元的操作手柄翻轉第五流化床單元的下部網板將汙泥連同蚯蚓放至相鄰的第四流化床單元中，然後將通過第六流化床單元的操作手柄翻轉第六流化床單元的下部網板將汙泥連同蚯蚓放至相鄰的第五流化床單元中，並重複c步驟的操作為第六流化床單元補充汙泥和蚯蚓； f、以後每隔2天，重複操作，將上層流化床單元的汙泥連同蚯蚓放至相鄰下層流化床單元中，並重複c步驟的操作為第六流化床單元補充汙泥和蚯蚓； g、當最下層的第一流化床單元中的汙泥反應結束後，汙泥和蚯蚓通過第一流化床單元操作手柄翻轉第一流化床單元的下部網板將汙泥連同蚯蚓放至下方，用小車清運走； h、流化床按上述方式連續運轉。
2.如權利要求I所述的汙泥生態流化床工藝方法，其特徵是步驟a中所述流化床總高度為2. 4米，長度為3米，寬度為I米。
3.如權利要求I所述的汙泥生態流化床工藝方法，其特徵是步驟a中所述可翻轉的網板由至少三塊同尺寸的不鏽鋼孔板或不鏽鋼網拼合而成，每:Γ4塊不鏽鋼孔板或不鏽鋼網通過扁鋼連接，共用一個操作手柄進行操作。
4.如權利要求I所述的汙泥生態流化床工藝方法，其特徵是步驟a中在流化床各層流化床單元框架位置設置至少3組噴水頭，通過控制系統對各層流化床單元進行實時或定時補水。
5.如權利要求I所述的汙泥生態流化床工藝方法，其特徵是步驟a中在流化床各層流化床單元框架位置設置至少I颱風扇，通過控制系統對各層流化床單元進行通風操作。
全文摘要
本發明涉及一種生態流化床處理汙泥的方法。該方法按照以下步驟進行a、建立六層單元結構的流化床；b、將汙泥進行調質；c、加入汙泥並進行消毒處理，接種10～15公斤蚯蚓；d、反應2天後，翻轉網板將汙泥放至相鄰的流化床單元中，並重複c步驟的操作；e、反應2天後，翻轉網板將汙泥放至相鄰的流化床單元中，然後重複c步驟；f、以後每隔2天，重複操作，將上層流化床單元的汙泥放至相鄰下層流化床單元中，並重複c步驟的操作；g、最下層的流化床單元中的汙泥反應結束後，將汙泥連同蚯蚓放至下方，用小車清運走；h、流化床按上述方式連續運轉。
文檔編號C02F11/02GK102863132SQ20121039454
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者何迎春, 張旭實, 餘倫燕 申請人:何迎春, 張旭實, 餘倫燕