一種汙泥陽光棚好氧處理裝置的製作方法

2023-05-13 15:15:01

專利名稱：一種汙泥陽光棚好氧處理裝置的製作方法
一種汙泥陽光棚好氧處理裝置技術領域：
本發明涉及汙泥處理領域，特別涉及一種汙泥陽光棚好氧處理裝置，該技術用於 對城市生活汙水處理廠產生的汙泥進行減量化、穩定化、無害化、資源化利用，屬於環境保 護技術領域，其IPC分類號為C02F11/06。二、背景技術
隨著城市汙水處理量的增加和處理標準的提高，汙水處理的副產物——汙泥的產 量急劇攀升，未經處理的汙泥不僅會佔用土地，而且會成為二次汙染源汙染環境，威脅人體 健康。因此，實現汙泥減量化、穩定化、無害化，乃至資源化成為亟待解決的問題。由於城市 汙泥是一種富含有機質、高氮、高磷、低鉀的物質，可以用於增強土壤肥效，改善土壤質量， 所以好氧堆肥成為汙泥處理的一種較好的方式。
好氧堆肥的關鍵是向汙泥堆體內提供充足的氧氣，使好氧微生物保持旺盛的代謝 活力，此種完全充氧的生物處理方法不會產生臭氣，是一種好氧氧化技術，而向堆體供氧的 關鍵問題是1)物料要有較好的孔隙度，以保證氧氣能夠在物料間輸送，保證物料完全處於 好氧狀態；幻供氣過程要均勻，通透，不要有通氣死角，出現厭氧環境而產生臭氣；；3)供氣 量或是供氣流速不能過大，以免帶出物料中過多的水分，減少微生物的溼度環境而抑制生 物的活性，同時不能降低堆體的溫度，以免影響病原菌的殺死率。
目前國內外汙泥好氧處理過程中有很多種供氣方法1)分層布管曝氣法；幻底部 平鋪風腔法；幻地面刻槽曝氣管。
分層布管曝氣是在汙泥混料堆體底部和中間布敷曝氣管，此方法可以達到上下均 勻曝氣目的，但也存在一定的局限性1)汙泥混料堆中的管道在好氧處理布料前或是布料 好後布敷好，出料時卻要拆除，操作性不強，適宜於一次性應用，多次應用時曝氣管料破碎 嚴重。幻汙泥堆體中氣流由下向上走，上層曝氣管以上的汙泥很容易出現乾燥，影響微生物 的活性，從而影響處理效果。
底部平鋪風腔法是在堆體底部均勻布敷曝氣管道，管道上面平鋪一層木板或是鋼 板，木板或是鋼板上留有曝氣孔。此種方法的好處是布敷簡單，易於操作。進氣在木板或鋼 板下方的空腔中換壓後由木板或是鋼板上的曝氣孔噴出。當木板或鋼板在汙泥進料或是好 氧處理初期會堵塞曝氣孔，從而使得曝氣又不均勻，存在厭氧環境。採用木板投資成本低， 但其壽命較短，同時承重能力有限，從而影響汙泥的堆高和汙泥的布料設備與出料設備的 運行。採用鋼板則投資成本較大。
地面刻槽曝氣法較為常見，即在地面上按照汙泥混料的堆體體積、曝氣量設置好 曝氣管密度後在地面上刻下深槽，將曝氣管徑裸置於槽內，其上敷設一定厚度的陶粒或是 直接將汙泥混料放置於槽上。此種方法施工簡單，投資較少，運行簡單。其不足之處是1)刻 槽深度不夠，且沒有給氣流在垂直於曝氣管方向的平面上形成一個均勻性分布的時間和空 間汙泥曝氣管直接與汙泥接觸易堵塞透氣管，使用陶粒可以防堵，但氣流分布不均勻。2) 目前曝管道設計多為單線開放端，壓損較大，沿管線氣流分布不均勻，甚至氣流「斷路」。
目前國內外對於汙泥的處理也有採用陽光棚技術。但是其都是將陽光棚作為生產 廠房，主要作用是防雨雪、擋風、隔臭，使生產過程不處於露天環境。從環境保護角度整個生 產過程形成一個開放體或是半密閉體，大氣汙染物的排放呈面源或體源，不利於環境保護。 或是形成半密閉狀態，且與曝氣裝置沒有較大的關聯，對於生產過程中產生的氣體進行收 集處理時由於集氣量較大，不便於處理。或進行大氣稀釋後達標排放，或者是進行處理時由 於集氣量較大而增加了氣體處理費用。三、發明內容
在考查了國內多家汙泥處理廠(場)後，針對現有技術存在的缺陷，在進行了大量 的室內實驗的基礎上，本發明提出一種汙泥陽光棚汙泥好氧處理裝置，目的是解決汙泥氧 光棚好氧處理中曝氣不均勻等問題。本發明採用的技術方案是
一種汙泥陽光棚好氧處理裝置，包括陽光棚和好氧曝氣裝置，將好氧曝氣裝置置 於陽光棚內，將陽光棚設置成密閉體，密閉體上部留有排氣口 ；
所述好氧曝氣裝置上部為U型槽牆，下部布敷曝氣系統；所述U型槽牆採用通透牆 體，在所述牆體上分布有通孔；所述曝氣系統的曝氣管呈環形鋪於氧化槽底部；
曝氣管按下述參數設置曝氣孔曝氣管直徑、曝氣孔直徑及曝氣孔間距的比值為 1 0. 08-0. 15 1.6-2. 2;曝氣孔為兩排，分別設置在曝氣管的兩側下方，所述兩排曝氣孔 的圓心角為120-150度；
曝氣管採用挖槽深埋法鋪設，所挖的埋設槽的橫斷面為下窄上寬的梯形，所 述梯形的斜邊與底邊的夾角為120-150度，曝氣管直徑與所述埋設槽底寬的比值為 1 0.5-0. 8，曝氣管與所述埋設槽的兩斜邊相切，所述埋設槽的槽體內自上到下依次為小 粒徑填充料、大粒徑填充料和曝氣管。
優選地，所述曝氣系統由風機、主送氣管、一級氣流分流三通管、二級輸氣管、二級 氣流分割三通管及若干所述的曝氣管組成。
優選地，所述兩排曝氣孔錯位相對。
優選地，所述曝氣管間距為2. 5_;3m。
優選地，所述通孔的孔徑為2-5cm。
本發明的優點1)增強了汙泥好氧處理過程中的曝氣性能，使其不發生堵塞，降 低了維修費用；幻使汙泥好氧氧化過程中產生的氣體處理量減少。降低了後序處理設備的 投資與運行成本；幻提高太陽能和生物能的利用率，保溫效果好，適應性強氧化槽位於陽 光棚廠房內，即使在寒冷的冬天或是高緯度地區也能保證汙泥的正常處理；4)，由於汙泥好 氧處理的空間變小，無人工接觸性操作，從而提升了整體工藝的自動化水平。5)減少了生產 的佔地面積，提高了汙泥的處理效率，縮短了生產周期。四

圖1為本發明的汙泥陽光棚好氧處理裝置縱剖面示意圖2為本發明的汙泥陽光棚好氧處理裝置平面示意圖3為曝氣管與曝氣孔布設示意圖4為曝氣管刻槽深埋斷面示意以上附圖中1為主送氣管；2為一級氣流分流三通管；3為二級輸氣管；4為二級 氣流分割三通管；5為曝氣管；6為陽光棚側牆；7為活動密封牆；8為U型槽牆；9為小粒徑 填充料；10為大粒徑填充料；11為風機；12為曝氣孔；13為汙泥混料；14為曝氣管埋設槽； 15為陽光棚頂；D為曝氣管直徑；d為曝氣孔直徑；L為曝氣孔間距；Φ為曝氣管上兩排曝氣 孔的圓心角。五具體實施方式
下面結合附圖及實例進一步對於本發明作進一步的說明。
如圖1和圖2所示，本發明的汙泥陽光棚好氧處理裝置，包括陽光棚和好氧曝氣裝 置，將陽光棚與好氧曝氣裝置進行套嵌，將好氧曝氣裝置置於陽光棚內，將陽光棚設置成密 閉體，密閉體的上部留有排氣口。在將陽光棚設置成密閉體時，陽光棚的側牆6可以是固定 的，兩端的牆採用活動門或是工程無紡布，也可以採用其他材料的類似裝置，形成活動密封 牆7，陽光棚側面的頂部設立集氣排氣裝置。
所述好氧曝氣裝置上部為U型槽牆8，下部布敷曝氣系統。所述U型槽牆8採用通 透牆體，在所述牆體上分布有孔徑2-5cm的通孔，該通透牆體可以採用水泥板、鋼板或其他 網格式牆體。
如圖2所示，好氧曝氣裝置下部的曝氣系統由風機11、主送氣管1、一級氣流分流 三通管2、二級輸氣管3、二級氣流分割三通管4及若干曝氣管5組成，曝氣管5呈環形鋪於 氧化槽底部，相鄰曝氣管5之間的間距為2. 5-;3m。
如圖3所示，曝氣管5按下述參數設置曝氣孔12 曝氣管直徑D、曝氣孔直徑d及 曝氣孔間距L之間的比值為1 0.08-0.15 1.6-2.2。曝氣孔12為兩排，分別設置在曝 氣管5的兩側下方，兩排曝氣孔錯位相對。兩排曝氣孔5的圓心角Φ為120-150度，也就是 說，在曝氣管5的橫斷面上，兩側的曝氣孔與曝氣管的圓心之間形成120-150度的夾角Φ， 如圖4所示。
如圖4所示，曝氣管5的鋪設採用刻槽深埋法，即挖槽埋設曝氣管5，埋設曝氣管 5所挖的埋設槽14的橫斷面為下窄上寬的梯形，所述梯形的斜邊與底邊的夾角為120-150 度。曝氣管5的直徑L與所述埋設槽14底寬的比值為1 0.5-0. 8，曝氣管5與所述埋設 槽14的兩斜邊相切。
將曝氣管5鋪設在所述埋設槽14裡，在曝氣管5上部鋪設兩層不同粒徑的填充 料，下面的一層為大粒徑填充料10，上面的一層是小粒徑的填充料9。在槽體底部採用大粒 徑填料，要求粒徑表面光滑，填料間有足夠的空隙。對於上層的小粒徑填充料9，除表面光 滑，填料間有足夠空隙外，以透氣性填料效果為好。其優點在於曝氣孔的氣流沿曝氣管水 平敷面上橫向和縱向均勻性，從而實現曝氣系統進入汙泥混料堆體前氣體水平均勻分布。
此處的「大粒徑」與「小粒徑」只是兩層填充料相互對比而言，並不需要限定一個 固定的、具體的粒徑範圍，只要滿足根據本發明上述的發明目的，即既能使深埋氣流上升 進入汙泥前有一段時間，可以在水平方向上進行均勻分布，同時，又不至於因填充料重量過 大壓垮曝氣管5，本領域技術人員根據實際情況，很容易確定合適粒徑和材質的填充料。
前述的曝氣管5的直徑與埋設槽14的底部寬度配合，即曝氣管5的直徑L與所述 埋設槽14底寬的比值為1 0.5-0.8，目的在於填充料分布於曝氣管5四周且不使曝氣管架空，可以減少曝氣管5的振動。曝氣孔12在曝氣管5上的開口位置與槽體坡度配合，即 兩排曝氣孔5的圓心角Φ為120-150度，埋設槽14的斜邊與底邊的夾角為120-150度，形 成了一個氣體流出的合理角度，有利於氣體向上反射，減少氣體的正向壓損。
具體實施例
利用本發明的汙泥陽光棚好氧處理裝置，對北京市某生活汙水處理廠的脫水汙泥 進行陽光棚好氧處理，其好氧處理裝置如圖1、圖2、圖3和圖4。
汙泥氧化槽置於陽光棚內，兩側用陽光彩板與陽光棚通頂，兩端採用活動門或是 工程無紡布通頂隔開並與陽光棚共享棚頂，形成一個密閉型的處理裝置，陽光棚側面頂部 設立集排氣裝置。好氧槽牆採用2-5cm孔徑網牆，其裝置如附圖1。曝氣系統置於氧化槽底 部，由風機11、主送氣管1、一級氣流分流三通管2、二級輸氣管3、二級氣流分割三通管4及 若干曝氣管5組成。曝氣管5間距為2. 5-3m,呈環型鋪於氧化槽底部。其裝置如附圖2。
曝氣管5的直徑D、曝氣孔12的直徑d及曝氣孔間距L的比值為 1 0. 08-0. 15 1.6-2.2。曝氣孔12在曝氣管5下方，沿管兩排開孔，兩排錯位等距間隔， 圓心角Φ為120-150度。其結構如圖3和圖4。
曝氣管5的鋪設採用刻槽深埋法，即挖埋設槽14埋設曝氣管5，埋設槽14的槽體 呈上寬下窄的梯形，曝氣管5直徑D與埋設槽14底寬度比為1 0.5-0. 8，槽體斜邊與底邊 的夾角為120-150度，槽體內自上到下依次為小粒徑填充料9、大粒徑填充料10和曝氣管 5，曝氣管5與槽體兩邊相切，其結構如圖4。
本發明的汙泥陽光棚好氧處理裝置，主要有以下幾個方面的技術特點
1.陽光棚與好氧曝氣裝置進行套嵌，並形成密閉體。
2.曝氣裝置的U型槽牆採用2-5cm孔徑的通透牆體。
2.曝氣裝置的曝氣系統
1)曝氣管道採用環型平鋪；2)曝氣管直徑、曝氣孔徑與曝氣孔間距的參數研究； 3)曝氣孔在曝氣管上的開孔位置參數研究；4)曝氣管採用地下深埋法。
本發明採用陽光棚與好氧氧化處理裝置進行套嵌，並形成密閉體，此種做法的優佔.^ \\\ ·
1)使大氣汙染物形成點源排放，易於實現後序的環保處理；2)減少了集氣量，降 低了後序處理設備的投資與運行成本。
本發明的汙泥堆體槽牆採用網牆，增加了汙泥堆體邊沿部分的曝氣供氧狀況。曝 氣管採用環形的閉路設計，減少曝氣管末端的壓損，增強了末端的曝氣壓力。曝氣管採用地 下深埋法，採用梯形槽，並分層鋪設大粒徑填料和小粒徑填料，由於深埋氣流上升進入汙泥 前有一段時間，其可以在水平方向上進行均勻分布。原理是利用大小不同粒徑的填料進行 多層的分散均勻。同時對於曝氣管直徑、曝氣孔徑與曝氣孔間距的參數研究，曝氣孔在曝氣 管上的開孔位置參數與梯形槽底的角度進行研究，不僅有利於防止汙泥好氧處理過程中的 產生水體的外排，並利用氣流的反射原理，增強了曝氣氣流在水平面上沿管平行方向上均 勻性。從而保證了整個曝氣系統底部進入汙泥混料前氣流的均勻性。
本發明的汙泥陽光棚好氧處理裝置，與現有技術相比，具有以下幾個創新點1) 設計了汙泥好氧處理的新型曝氣裝置，使得汙泥好氧堆肥成為一種好氧氧化技術，減少了 厭氧環境的臭氣產生，提高了好氧氧化處理技術汙泥產氣物質的純度，有利於臭氣的後序處理；幻將陽光棚與汙泥好氧氧化曝氣設施進行整合，使陽光棚成為一種汙泥好氧氧化處 理設備的組成部分，有利於汙泥好氧處理過程產生的氣體物質不外排和收集利用；幻設計 了陽光棚汙泥好氧處理中曝氣裝置，使得氣體在曝氣平面上均勻地進入汙泥混料。4)設計 了環形的曝氣管道，減了曝氣管道內的壓損。
權利要求
1.一種汙泥陽光棚好氧處理裝置，其特徵在於，包括陽光棚和好氧曝氣裝置，將好氧曝 氣裝置置於陽光棚內，將陽光棚設置成密閉體，密閉體上部留有排氣口 ；所述好氧曝氣裝置上部為U型槽牆(8)，下部布敷曝氣系統；所述U型槽牆(8)採用通 透牆體，在所述牆體上分布有通孔；所述曝氣系統的曝氣管( 呈環形鋪於氧化槽底部；曝氣管( 按下述參數設置曝氣孔(1 曝氣管直徑(D)、曝氣孔直徑(d)及曝氣孔間 距(L)的比值為1 0. 08-0. 15 1. 6-2. 2 ；曝氣孔(12)為兩排，分別設置在曝氣管(5)的 兩側下方，所述兩排曝氣孔(1 的圓心角(Φ)為120-150度；曝氣管( 採用挖槽深埋法鋪設，所挖埋設槽(14)的橫斷面為下窄上寬的梯形，所述 梯形的斜邊與底邊的夾角為120-150度，曝氣管(5)的直徑(D)與所述埋設槽(14)底寬的 比值為1 0.5-0. 8，曝氣管( 與所述埋設槽(14)的兩斜邊相切，所述埋設槽(14)的槽 體內自上到下依次為小粒徑填充料(9)、大粒徑填充料(10)和曝氣管(5)。
2.根據權利要求1所述的汙泥陽光棚好氧處理裝置，所述曝氣系統由風機(11)、主送 氣管(1)、一級氣流分流三通管O)、二級輸氣管(3)、二級氣流分割三通管(4)和若干所述 的曝氣管( 組成。
3.根據權利要求1或2所述的汙泥陽光棚好氧處理裝置，所述兩排曝氣孔(1 錯位相對。
4.根據權利要求3所述的汙泥陽光棚好氧處理裝置，所述曝氣管(5)間距為2.5-3m。
5.根據權利要求1所述的汙泥陽光棚好氧處理方法，所述通孔的孔徑為2-5cm。
全文摘要
本發明涉及汙泥處理領域，特別涉及一種汙泥陽光棚好氧處理裝置，其IPC國際專利分類號為C02F 11/02。本發明的汙泥陽光棚好氧處理裝置，包括陽光棚和好氧曝氣裝置，將好氧曝氣裝置置於陽光棚內，將陽光棚設置成密閉體；好氧曝氣裝置上部為U型通透槽牆，下部布敷曝氣系統；曝氣管採用挖槽深埋法鋪設，曝氣管與埋設槽的兩斜邊相切，槽體內自上到下依次為小粒徑填充料、大粒徑填充料和曝氣管。本發明的好氧處理裝置，增強了汙泥好氧處理過程中的曝氣性能，使汙泥好氧氧化過程中產生的氣體處理量減少，降低了後序處理設備的投資與運行成本。
文檔編號C02F11/02GK102030454SQ20101054467
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月16日 優先權日2010年11月16日
發明者何春利, 吳敬東, 鞏瀟, 張雪彪, 李文忠, 王向榮, 趙方瑩, 鍾華, 黃炳彬 申請人:北京林豐源生態園林綠化工程有限公司