CN103539494B - 一种仓式污泥好氧堆肥方法 - Google Patents

一种仓式污泥好氧堆肥方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种仓式污泥好氧堆肥方法。建立一个仓式污泥好氧堆肥装置，包括发酵仓、通风装置和实时在线监测设备；在发酵仓内均匀铺设直径为50mm的PVC球型悬浮滤料，然后将污水处理厂的脱水污泥和锯末按照污泥：锯末=2：1-5：1的质量比混合均匀，装入发酵仓内；上堆前控制混合堆体含水率和挥发性有机物即VS分别在60%-70%和65%-80%之间；将温度探杆、氧气探杆***堆体，其中以堆体中心点温度作为控制温度值，采用申请号为201310076268.9的发明的分段氧气-温度反馈通风的控制策略，堆肥进程共历时14-18天。本发明具有控温、供气、排气、卸堆和在线监测功能，在实现堆肥全过程一体化运行的同时，达到堆体快速腐熟、高效脱水和无害化的工艺要求。

Description

一种仓式污泥好氧堆肥方法
技术领域
本发明涉及有机固体废弃物稳定化、无害化的堆肥技术，特别是涉及一种仓式污泥好氧堆肥方法。
背景技术
随着城市化进程的加快，城市污水处理量逐年增加，污水中的污泥产量也急剧上升。城市污泥成分复杂，除含水率高、易腐烂外还含有病原菌、寄生虫卵及有毒物质，并伴有恶臭。若不进行妥善处理进入环境后，直接给大气、水体和人类健康构成威胁。城市污泥中含有丰富的有机质和氮、磷、钾等植物生长繁殖所需的营养元素，经过堆肥处理的城市污泥可以生产有机肥，或用以改良土壤，增加封肥力，有效的实现污泥稳定化、无害化、资源化。
好氧堆肥是在有效控制水分、氧气的条件下，利用污泥中的好氧微生物对有机质进行生物降解的过程。与厌氧堆肥相比，它具有堆肥周期短、有机物降解率高、易于操控等特点。
目前国内外正在研究开发的好氧堆肥技术主要以条垛式和强制通风静态垛工艺为主。前者存在占地面积大、处理效率低和臭气难以控制等缺点，而后者为主流的发酵工艺，但该技术的污泥处理规模较大，因而对场地和配套设备的要求较高，不适合分散式和小规模的污泥产生方式发。好氧堆肥发酵仓按其形状可分为立式、筒式、卧式。专利号为201220121636.8对一种立式发酵仓进行了报道。专利号为02208727.7对滚筒式污泥堆肥发酵设备进行了报道。其中立式发酵仓处理量大，占地小，但容易引起物料混合不均匀，导致局部发酵效果不理想；滚筒式发酵仓具有占地小、操作灵活、能耗低的优点，但其发酵仓底部横截面积较大，缺少缓冲层对通风气流的均化，易使物料压实，甚至出现局部厌氧。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能化仓式好氧堆肥方法，具有控温、供气、排气、卸堆和在线监测功能，在实现堆肥全过程一体化运行的同时，达到堆体快速腐熟、高效脱水和无害化的工艺要求。
具体步骤为：
（1）建立一个仓式污泥好氧堆肥装置，包括发酵仓、通风装置和实时在线监测设备；发酵仓安装在不锈钢支架上，不锈钢支架上设置0.5t-1.0t电葫芦，以实现自动卸堆；发酵仓顶部设有温度探杆、氧气探杆和排气管，发酵仓本体为PVC（聚氯乙烯）双层圆柱体，其内壁层和外壁层之间形成热气流保温层；发酵仓侧壁设有尾气管；发酵仓底部设有缓冲层、导流折板、进气孔、排水管；导流折板呈锯齿状，倾角为90度；导流折板上设有孔盖板；通风***包括气泵、流量计、电磁阀和风管，流量计和电磁阀设在风管靠近气泵处，气泵通过风管与进气孔连接；实时在线监测设备包括氧气监测仪、温度监测仪、二氧化碳监测线路、氨气监测线路和硫化氢监测线路。
（2）在户外温度为15℃-30℃时，首先，在发酵仓内有孔盖板上均匀铺设直径为50mm的PVC球型悬浮滤料，然后将污水处理厂的脱水污泥和锯末按照脱水污泥：锯末=2：1-5：1的质量比混合均匀，装入发酵仓内；上堆前控制混合堆体含水率和VS（挥发性有机物）分别在60%-70%和65%-80%之间。
（3）将温度探杆、氧气探杆***堆体，其中以堆体中心点温度作为控制温度值，采用申请号为201310076268.9的发明的分段氧气-温度反馈通风的控制策略，即在适应期控制堆体不通风；快速升温期根据堆体耗氧速率调节通风量，保证堆体供氧充分；高温持续期根据堆体中心点温度调整通风量，使堆体维持一定时间的持续高温；物料脱水期采取较高的固定通风量，使堆体达到脱水降温的目的。当气泵启动后，空气通过风管进入风室，依次通过缓冲层、导流折板、有孔盖板和球型悬浮滤料，使布气充分均匀；堆肥过程中，依靠堆体高温尾气形成气态保温层，降低堆体向装置环境的热量损失，对堆体进行保温。堆肥进程共历时14-18天，其中堆体温度上升至55℃的时间为3-4天，50℃以上的高温期维持6-8天，55℃以上维持4-6天，堆体的温度从第10天开始迅速下降。
本发明具有显著的有益效果：
1.本发明设有实时在线温度、氧气、尾气监测装置，可将探头探测的实时数据通过数据采集***进行实时存储，解决了目前手持式仪器难以获取连续数据的问题。
2.本发明的发酵仓底部自下而上设有缓冲层、导流折板、有孔盖板、球形悬浮滤料，空气由气泵经风管传入，在鼓风室得到有效均化，避免了由于局部通风量过大导致堆体升温效果不理想以及通风不均匀导致的堆肥效率低。
3、本发明在发酵仓内外两层侧壁之前靠热气流形保温层，利用堆体本身散发的热量对空气进行传热，反作用于堆体进行保温，相较外部水浴加热方式能耗低。
4、本发明设置0.5t-1.0t微型电葫芦，可实现自动卸堆，减轻劳力。
附图说明
图1为本发明仓式污泥好氧堆肥装置结构示意图。
图中标记：1-温度探杆；2-氧气探杆；3-排气管；4-外壁层； 5-内壁层； 6-保温层； 7-尾气管； 8-缓冲层；9-导流折板； 10-进气孔； 11-排水管；12-有孔盖板；13-球型悬浮滤料；14-流量计；15-电磁阀；16-气泵；17-尾气监测仪； 18-氧气监测仪；19-温度监测仪；20-电葫芦；21-不锈钢支架；22-二氧化碳监测线路；23-氨气监测线路；24-硫化氢监测线路。
图2为本发明实施例温度动态变化图。
图3为本发明实施例氧气动态变化监测图。
图4为本发明实施例二氧化碳动态变化监测图。
图5为本发明实施例氨气动态变化监测图。
图6为本发明实施例硫化氢动态变化监测图。
具体实施方式
实施例：
（1）仓式污泥好氧堆肥装置如图1，包括发酵仓、通风装置和实时在线监测设备；发酵仓外形尺寸为Ǿ×H=800mm×1300mm,有效容积为Ǿ×H=600mm×1100mm，发酵仓安装在不锈钢支架21上，不锈钢支架21上设置0.5t-1.0t电葫芦20；发酵仓顶部设有温度探杆1、氧气探杆2和排气管3，发酵仓本体为PVC双层圆柱体，其内壁层5和外壁层4之间形成热气流保温层6；发酵仓侧壁设有尾气管7；发酵仓底部设有缓冲层8、导流折板9、进气孔10和排水管11；缓冲层8厚度为25cm，导流折板9呈锯齿状，倾角为90度；导流折板9上设有孔盖板12；通风***包括气泵16、流量计14、电磁阀15和风管，流量计14和电磁阀15设在风管靠近气泵处，气泵16通过风管与进气孔10连接。
温度探杆1量程为-10℃-100℃，长1500mm,从出线端往下记，长度1200mm处为温度1，长度900mm处为温度2，长度700mm处为温度3，长度450mm处为温度4;氧气探杆2量程为0-25%，长1000mm，探头设在最底端；温度探杆1和氧气探杆2均完全密封，表面镀锌防腐，内部隔热处理。
尾气监测仪17设背光LCD，能显示气体浓度值，CO2量程为0-20%，H2S、NH3最大量程分别为500、1000ppm(百万分之一)；流量计14为热式气体质量流量计，量程为0-25slpm(标准升每分)。
（2）户外最低气温为18℃,最高气温25℃。首先，在发酵仓内有孔盖板12上均匀铺设直径为50mm的球型悬浮滤料13，然后将污水处理厂的脱水污泥按照污泥：锯末=4：1的质量比混合均匀，装入发酵仓内。上堆前没得混合堆体含水率和VS（挥发性有机物）分别为65%和78%。
（3）将温度探杆1、氧气探杆2***堆体，其中以堆体中心点温度作为控制温度值，采用分段氧气-温度反馈通风的控制策略,即在适应期(上堆1天内且温度小于28℃)保持堆体无通风;在快速升温期(温度达到28℃),当堆体中氧气含量低于15%时,调整通风流量为8L/min(升/分钟)，高于15%时，调整通风流量为6 L/min;在高温持续期（堆体中心点温度达到50℃），当堆体中心点温度介于50℃和55℃之间时，调整通风流量为4 L/min，介于55℃和60℃之间时，调整通风流量为6 L/min，大于60℃时，调整通风量为10 L/min; 在物料脱水期（经过8天的高温持续期后），一直采用10 L/min的高通风流量，以使堆体快速脱水降温，持续时间为3天。当气泵16启动后，空气通过风管进入风室，依次通过缓冲层8、导流折板9、有孔盖板12和球型悬浮滤料13，使布气充分均匀。堆肥过程中，依靠堆体高温尾气形成气态保温层，降低堆体向装置环境的热量损失，对堆体进行保温。堆肥共历时16天，其中堆体温度上升至55℃的时间为4天，50℃以上的高温期维持了8天，55℃以上6天，堆体的温度从第10天开始迅速下降，堆体温度符合《粪便无害化卫生标准（GB7959-87）》的要求。
至堆肥结束时，测得堆体含水率和VS分别为52%和67%，实现了堆肥的减量化和有机质的降解；测得GI（发芽指数）值大于80%，表明堆体的毒性已基本消失。

Claims (1)

1.一种仓式污泥好氧堆肥方法，其特征在于具体步骤为：
（1）建立一个仓式污泥好氧堆肥装置，包括发酵仓、通风装置和实时在线监测设备；发酵仓安装在不锈钢支架上，不锈钢支架上设置0.5t-1.0t电葫芦，以实现自动卸堆；发酵仓顶部设有温度探杆、氧气探杆和排气管，发酵仓本体为聚氯乙烯双层圆柱体，其内壁层和外壁层之间形成热气流保温层；发酵仓侧壁设有尾气管；发酵仓底部设有缓冲层、导流折板、进气孔、排水管；导流折板呈锯齿状，倾角为90度；导流折板上设有孔盖板；通风***包括气泵、流量计、电磁阀和风管，流量计和电磁阀设在风管靠近气泵处，气泵通过风管与进气孔连接；实时在线监测设备包括氧气监测仪、温度监测仪、二氧化碳监测线路、氨气监测线路和硫化氢监测线路；
（2）在户外温度为15℃-30℃时，首先，在发酵仓内有孔盖板上均匀铺设直径为50mm的聚氯乙烯球型悬浮滤料，然后将污水处理厂的脱水污泥和锯末按照脱水污泥：锯末=2：1-5：1的质量比混合均匀，装入发酵仓内；上堆前控制混合堆体含水率和挥发性有机物分别在60%-70%和65%-80%之间；
（3）将温度探杆、氧气探杆***堆体，其中以堆体中心点温度作为控制温度值，在适应期控制堆体不通风；快速升温期根据堆体耗氧速率调节通风量，保证堆体供氧充分；高温持续期根据堆体中心点温度调整通风量，使堆体维持一定时间的持续高温；物料脱水期采取较高的固定通风量，使堆体达到脱水降温的目的；当气泵启动后，空气通过风管进入风室，依次通过缓冲层、导流折板、有孔盖板和球型悬浮滤料，使布气充分均匀；堆肥过程中，依靠堆体高温尾气形成气态保温层，降低堆体向装置环境的热量损失，对堆体进行保温；堆肥进程共历时14-18天，其中堆体温度上升至55℃的时间为3-4天，50℃以上的高温期维持6-8天，55℃以上维持4-6天，堆体的温度从第10天开始迅速下降。
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