CN101148373A - 一种污泥好氧堆肥反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污泥好氧堆肥反应器，特别是涉及一种利用高含水率污泥好氧堆肥反应器。其技术方案是：反应器由进出空气控制***、搅拌***、发酵罐体***、加热控温***构成。发酵罐体***中内罐体和外罐体叠套构成，设有污泥进料口、堆肥出料口、污水排放口、手控污水排放装置构成。进出空气控制***分别由鼓风机和真空抽气机构成，并通过相应的管路与发酵罐体相连。搅拌***由电动机、连杆、搅拌风叶构成。加热控温***由陶瓷绝缘套管、石棉、温度感应器和控温电路构成。采用本发明，使用方便、堆肥成本低、对环境不造成污染，并通过该装置实现高含水率污泥的好氧堆肥，提高污泥堆肥效益和产品肥效，降低污泥堆肥产品重金属污染风险。

Description

一种污泥好氧堆肥反应器
技术领域
本发明涉及一种污泥堆肥化技术，特别是涉及一种利用高含水率污泥好氧堆肥反应器。
背景技术：
污泥(Sludge)是一种含水率高(液态污泥含水率可达99％)、呈黑色或黑褐色的流体状物质，一般是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体。污泥主要来源于市政污泥(Civil sludge，也叫污水污泥Sewage sludge，)、管网污泥、河湖淤泥、工业污泥，特别是市政污泥，随着城市化迅速发展，城市污水处理***的完善，市政污泥成为数量最大的一类污泥，成为市政建设和城市污水处理***得以正常运行的关键影响因素。污泥不仅含水率高，易腐烂，有强烈臭味，还浓缩了污水中大部分的有机质、氮磷等营养元素、重金属和盐类，以及少量的病原微生物和寄生虫卵等，如果没有通过合理的处理处置，这些污染物将直接进入环境，影响市容、污染水体与土壤，甚至危害人体健康。目前，污泥的处理处置已经成为环保界及市政管理极为关注的焦点之一。
污泥堆肥化是依靠污泥中的细菌、放线菌、真菌等微生物在一定的人工条件下，有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。污泥经过堆肥处理，体积一般可降低至原体积的50％-70％，大部分病原菌和病毒被杀死。污泥经过堆肥后，制得的成品叫做堆肥(Compost)，它是一类棕色的、泥炭般的腐殖质含量很高的疏松物质，故也称为″腐殖土”，其性质稳定，可作为土壤改良剂进行土地利用，实现污泥中碳源、氮磷等营养元素的资源化利用。因此污泥堆肥化是实现污泥减量化、无害化、稳定化及资源化较为有效的一种处理方法。
污泥堆肥化按原理可分为厌氧堆肥与好氧堆肥两种。好氧堆肥因有机物速度快，降解较充分，堆肥周期短，环境条件较好等优点而广泛应用。目前好氧堆肥工艺已经相对成熟，按照有无发酵装置可以将堆肥***简单分为开放式***和反应器***，前者又可分为自然通风条垛式***、被动通风条垛***、强制通风静态垛***堆肥工艺。后者仅采用简易型的箱式堆肥，效率低，自动化程度低。由于污泥中含水量极高，采用反应器***进行堆肥的数量极其有限，因此，利用污泥进行堆肥的主要采用开放式***，即传统的人工自然堆肥方式，其堆肥过程如下：污泥首先进行去水干化，人工拌入调理剂，进行有氧发酵，再经腐熟阶段后，制成堆肥产品。
采用传统的堆肥方式，成本低然而，占用的地面面积大，容易造成环境的二次污染；采用简易性的箱式堆肥方式，仍存在一定的问题，主要包括：(1)污泥含水率过高，污泥经脱水处理后含水率一般仍达82％，而污泥好氧堆肥过程合适的含水率为50-65％，堆肥前污泥需经过干化、添加大量的调理剂等预处理，这给实际工程应用带来困难，增加污泥堆肥的费用；(2)堆肥过程存在氮、磷等营养成份的损失，特别是氮素，以N的挥发和滤液流失形式大量损失；(3)污泥中存在一定的重金属污染，是制约污泥堆肥化土地利用的关键因素之一。
发明内容
鉴于污泥所存在的这三方面制约因素，本发明的目的就是要设计一种使用方便、堆肥成本低、对环境不造成污染的高含水率污泥好氧堆肥的反应器，并通过该反应器实现高含水率污泥的好氧堆肥，提高污泥堆肥效益，提高污泥堆肥产品肥效，降低污泥堆肥产品重金属污染风险。
本发明通过以下技术方案实现：包含有鼓风机和真空抽气机构成的进出空气控制***，电动机、连杆、搅拌风叶构成的搅拌***，内罐体和外罐体叠套构成的发酵罐体***，石棉、温度感应器、加热器和控温电路构成的加热控温***构成，其中：鼓风机和真空抽气通过送风管路与装置相连；电动机位于装置顶部，搅拌风叶位于发酵罐体内部，并通过连杆与电动机相连；石棉、温度感应器、电炉丝位于内罐体和外罐体之间。
发酵罐体***中内罐体和外罐体呈圆柱形，外罐大于内罐，他们之间相互叠套构成，其间设有污泥进料口、堆肥出料口、污水排放口、手控污水排放装置构成，其中内外壁由金属板通过冲压焊接构成，内壁的底面设有网格状的污水排放孔；漏斗状的污泥进料口设在罐体侧壁上部，安有密封门和出料引导槽的堆肥出料口设在罐体侧壁下部，出料口大于进料口。内罐体的底面设有网格状的污水排放孔。手控污水排放装置通过螺杆和螺杆套固定于外罐体内壁、内罐体底面网格状的污水排放孔下方，并通过摇臂转动控制污水的排放和排放速度。
进出空气控制***分别由鼓风机和真空抽气机构成，并通过相应的管路与发酵罐体相连，鼓风机管路出口设置于内罐体外底部与外罐体内底部之间，通过鼓风机和相连的管路，将空气送入发酵罐内；真空抽气口设至于内罐体内上部；鼓风机和真空抽气机通过设置于电源电路控制箱内的相应开关进行控制。
搅拌***由电动机、连杆、搅拌风叶构成。电动机设置于外罐体顶部中央，连杆通过联轴器与电动机转轴相连，另一端与风叶相连，启动电动机后能够实现对污泥的搅拌。
加热控温***由陶瓷绝缘套管、石棉、温度感应器和控温电路构成。电炉丝套上陶瓷绝缘套管后，呈环状环绕于内罐体外壁，内外罐壁之间填充保温石棉。
本发明所述的污泥好氧堆肥的反应器，电动机的功率为300W，罐体中加热层温度控制在35℃～85℃范围内，鼓风机送风量控制在0～50L/min范围内。
附图及附图说明
图1是本发明所述的污泥好氧堆肥的反应器结构示意图。
图2是本发明所述的堆肥出料口示意图。
图3是本发明所述的手控污水排放装置结构示意图。
图1中，1是电动机，2是真空抽气机管路，3是加热用的电炉丝，4是发酵罐体内用于发酵的污泥，5是搅拌风叶，6是电源电路控制箱，7是手控污水排放装置中固定于外罐体内壁的螺杆，8是真空抽气机，9是鼓风机，10是手控污水排放装置中网格状格栅板，其间设有污水排放控制孔，11是含水污泥渗出的污水排出口，12是堆肥出料口，13是内罐体，14是外罐体，15是漏斗状的污泥进料口，16是用于内罐体保温的石棉。
图3中，16是用于内罐体保温的石棉，14是外罐体，17是手控污水排放装置中与固定于罐壁上的螺杆7相嵌合的螺杆套，18是与螺杆相接的摇轮，7是手控污水排放装置中固定于外罐体内壁的螺杆，13是内罐体，19是螺杆7与手控污水排放装置中的网格状格栅板10相连接的游丝，20是污水排放控制孔，21是手控污水排放装置中网格状格栅板19的滑动杆，22是滑动杆21的滑动套管。
具体实施方式
为了对本发明进一步的了解，现结合附图1和附图3对其作具体的说明。
实施例1
污泥好氧堆肥的反应器由进出空气控制***、搅拌***、发酵罐体***、加热控温***构成。
发酵罐体***中，内罐体为半径为500mm、高度约为1700mm的圆柱形，由3mm厚度的钢板制成；外罐体的半径为600mm叠套构成；污泥进料口离外罐体顶部400mm、堆肥出料口离内罐体底部50mm。鼓风机送风量控制在30L/min范围内电动机由三相电源供电，电炉丝总功率为2000W，加热层温度控制在45℃。
取初始含水率82.15％的污泥500kg，，加入0.5％的聚丙烯酸钠、6.0％的木屑，倒入进料口，静置20分钟后，排出100kg的污水后，启动电动机，搅拌20min后，静置发酵，期间每隔12小时启动真空抽气机和鼓风机一次，每次鼓风和抽气10min；每隔24小时启动电动机一次进行搅拌，每次搅拌10min，12天后，堆肥结束，打开堆肥罐出料口，出料装袋。
实施例2
污泥好氧堆肥的反应器结构与实施例1相同。鼓风机送风量控制在30L/min范围内电动机由三相电源供电，电炉丝总功率为2000W，加热层温度控制在55℃。
取初始含水率78.15％的污泥500kg，，加入0.8％的聚丙烯酸钠、6.0％的木屑，倒入进料口，静置20分钟后，排出95kg的污水后，启动电动机，搅拌20min后，静置发酵，期间每隔12小时启动真空抽气机和鼓风机一次，每次鼓风和抽气10min；每隔24小时启动电动机一次进行搅拌，每次搅拌10min，10天后，堆肥结束，打开堆肥罐出料口，出料装袋。

Claims (6)

1.一种污泥好氧堆肥反应器，其特征是包含有鼓风机和真空抽气机构成的进出空气控制***，电动机、连杆、搅拌风叶构成的搅拌***，内罐体和外罐体叠套构成的发酵罐体***，石棉、温度感应器、加热器和控温电路构成的加热控温***构成，其中：鼓风机和真空抽气通过送风管路与装置相连；电动机位于装置顶部，搅拌风叶位于发酵罐体内部，并通过连杆与电动机相连；石棉、温度感应器、电炉丝位于内罐体和外罐体之间。
2.根据权利要求1所述的污泥好氧堆肥反应器，其特征是发酵罐体***中，内罐体和外罐体呈圆柱形，外罐大于内罐，他们之间相互叠套构成，叠套的内罐体和外罐体侧壁上设有污泥进料口、堆肥出料口、手控污水排放装置，污水排放口设置于罐体底部。
3.根据权利要求2所述的污泥好氧堆肥反应器，其特征是所述的发酵罐体***中手控污水排放装置通过螺杆和螺杆套固定于外罐体内壁、内罐体底面网格状的污水排放孔下方，并通过摇臂转动控制污水的排放和排放速度。
4.根据权利要求1所述的污泥好氧堆肥反应器，其特征是进出空气控制***分别由鼓风机和真空抽气机构成，并通过相应的管路与发酵罐体相连，其中鼓风机管路出口设置于内罐体外底部与外罐体内底部之间，通过鼓风机和相连的管路，将空气送入发酵罐内；真空抽气口设至于内罐体内上部；鼓风机和真空抽气机通过设置于电源电路控制箱内的相应开关进行控制。
5.根据权利要求1所述的污泥好氧堆肥反应器，其特征是搅拌***由电动机、连杆、搅拌风叶构成，电动机设置于外罐体顶部中央，连杆通过联轴器与电动机转轴相连，另一端与风叶相连。
6.根据权利要求1所述的高含水率污泥好氧堆肥的装置，其特征是加热控温***由陶瓷绝缘套管、石棉、温度感应器、电炉丝和控温电路构成，电炉丝套上陶瓷绝缘套管后，呈环状环绕于内罐体外壁，内外罐壁之间填充保温石棉。
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