CN102030454B - 一种污泥阳光棚好氧处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污泥处理领域，特别涉及一种污泥阳光棚好氧处理装置。本发明的污泥阳光棚好氧处理装置，包括阳光棚和好氧曝气装置，将好氧曝气装置置于阳光棚内，将阳光棚设置成密闭体；好氧曝气装置上部为U型通透槽墙，下部布敷曝气系统；曝气管采用刻槽深埋法铺设，曝气管与埋设槽的两斜边相切，槽体内自上到下依次为小粒径填充料、大粒径填充料和曝气管。本发明的好氧处理装置，增强了污泥好氧处理过程中的曝气性能，使污泥好氧氧化过程中产生的气体处理量减少，降低了后序处理设备的投资与运行成本。

Description

一种污泥阳光棚好氧处理装置

一、技术领域

本发明涉及污泥处理领域，特别涉及一种污泥阳光棚好氧处理装置，该技术用于对城市生活污水处理厂产生的污泥进行减量化、稳定化、无害化、资源化利用，属于环境保护技术领域，其IPC分类号为C02F11/06。

二、背景技术

随着城市污水处理量的增加和处理标准的提高，污水处理的副产物——污泥的产量急剧攀升，未经处理的污泥不仅会占用土地，而且会成为二次污染源污染环境，威胁人体健康。因此，实现污泥减量化、稳定化、无害化，乃至资源化成为亟待解决的问题。由于城市污泥是一种富含有机质、高氮、高磷、低钾的物质，可以用于增强土壤肥效，改善土壤质量，所以好氧堆肥成为污泥处理的一种较好的方式。

好氧堆肥的关键是向污泥堆体内提供充足的氧气，使好氧微生物保持旺盛的代谢活力，此种完全充氧的生物处理方法不会产生臭气，是一种好氧氧化技术，而向堆体供氧的关键问题是1)物料要有较好的孔隙度，以保证氧气能够在物料间输送，保证物料完全处于好氧状态；2)供气过程要均匀，通透，不要有通气死角，出现厌氧环境而产生臭气；3)供气量或是供气流速不能过大，以免带出物料中过多的水分，减少微生物的湿度环境而抑制生物的活性，同时不能降低堆体的温度，以免影响病原菌的杀死率。

目前国内外污泥好氧处理过程中有很多种供气方法：1)分层布管曝气法；2)底部平铺风腔法；3)地面刻槽曝气管。

分层布管曝气是在污泥混料堆体底部和中间布敷曝气管，此方法可以达到上下均匀曝气目的，但也存在一定的局限性：1)污泥混料堆中的管道在好氧处理布料前或是布料好后布敷好，出料时却要拆除，操作性不强，适宜于一次性应用，多次应用时曝气管料破碎严重。2)污泥堆体中气流由下向上走，上层曝气管以上的污泥很容易出现干燥，影响微生物的活性，从而影响处理效果。

底部平铺风腔法是在堆体底部均匀布敷曝气管道，管道上面平铺一层木板或是钢板，木板或是钢板上留有曝气孔。此种方法的好处是布敷简单，易于操作。进气在木板或钢板下方的空腔中换压后由木板或是钢板上的曝气孔喷出。当木板或钢板在污泥进料或是好氧处理初期会堵塞曝气孔，从而使得曝气又不均匀，存在厌氧环境。采用木板投资成本低，但其寿命较短，同时承重能力有限，从而影响污泥的堆高和污泥的布料设备与出料设备的运行。采用钢板则投资成本较大。

地面刻槽曝气法较为常见，即在地面上按照污泥混料的堆体体积、曝气量设置好曝气管密度后在地面上刻下深槽，将曝气管裸置于槽内，其上敷设一定厚度的陶粒或是直接将污泥混料放置于槽上。此种方法施工简单，投资较少，运行简单。其不足之处是1)刻槽深度不够，且没有给气流在垂直于曝气管方向的平面上形成一个均匀性分布的时间和空间：污泥曝气管直接与污泥接触易堵塞透气管，使用陶粒可以防堵，但气流分布不均匀。2)目前曝管道设计多为单线开放端，压损较大，沿管线气流分布不均匀，甚至气流“断路”。

目前国内外对于污泥的处理也有采用阳光棚技术。但是其都是将阳光棚作为生产厂房，主要作用是防雨雪、挡风、隔臭，使生产过程不处于露天环境。从环境保护角度整个生产过程形成一个开放体，大气污染物的排放呈面源或体源，不利于环境保护。或是形成半密闭状态，且与曝气装置没有较大的关联，对于生产过程中产生的气体进行收集处理时由于集气量较大，不便于处理。或进行大气稀释后达标排放，或者是进行处理时由于集气量较大而增加了气体处理费用。

三、发明内容

在考查了国内多家污泥处理厂(场)后，针对现有技术存在的缺陷，在进行了大量的室内实验的基础上，本发明提出一种污泥阳光棚好氧处理装置，目的是解决污泥氧光棚好氧处理中曝气不均匀等问题。本发明采用的技术方案是：

一种污泥阳光棚好氧处理装置，包括阳光棚和好氧曝气装置，将好氧曝气装置置于阳光棚内，将阳光棚设置成密闭体，密闭体上部留有排气口；

所述好氧曝气装置上部为U型槽墙，下部布敷曝气系统；所述U型槽墙采用通透墙体，在所述墙体上分布有通孔；所述曝气系统的曝气管呈环形铺于氧化槽底部；

曝气管按下述参数设置曝气孔：曝气管直径、曝气孔直径及曝气孔间距的比值为1∶0.08-0.15∶1.6-2.2；曝气孔为两排，分别设置在曝气管的两侧下方，所述两排曝气孔的圆心角为120-150度；

曝气管采用刻槽深埋法铺设，所挖的埋设槽的横断面为下窄上宽的梯形，所述梯形的斜边与底边的夹角为120-150度，曝气管直径与所述埋设槽底宽的比值为1∶0.5-0.8，曝气管与所述埋设槽的两斜边相切，所述埋设槽的槽体内自上到下依次为小粒径填充料、大粒径填充料和曝气管。

优选地，所述曝气系统由风机、主送气管、一级气流分流三通管、二级输气管、二级气流分割三通管及若干所述的曝气管组成。

优选地，所述两排曝气孔错位相对。

优选地，所述曝气管间距为2.5-3m。

优选地，所述通孔的孔径为2-5cm。

本发明的优点：1)增强了污泥好氧处理过程中的曝气性能，使其不发生堵塞，降低了维修费用；2)使污泥好氧氧化过程中产生的气体处理量减少。降低了后序处理设备的投资与运行成本；3)提高太阳能和生物能的利用率，保温效果好，适应性强：氧化槽位于阳光棚厂房内，即使在寒冷的冬天或是高纬度地区也能保证污泥的正常处理；4)由于污泥好氧处理的空间变小，无人工接触性操作，从而提升了整体工艺的自动化水平。5)减少了生产的占地面积，提高了污泥的处理效率，缩短了生产周期。

四、附图说明

图1为本发明的污泥阳光棚好氧处理装置纵剖面示意图；

图2为本发明的污泥阳光棚好氧处理装置平面示意图；

图3为曝气管与曝气孔布设示意图；

图4为曝气管刻槽深埋断面示意图；

以上附图中：1为主送气管；2为一级气流分流三通管；3为二级输气管；4为二级气流分割三通管；5为曝气管；6为阳光棚侧墙；7为活动密封墙；8为U型槽墙；9为小粒径填充料；10为大粒径填充料；11为风机；12为曝气孔；13为污泥混料；14为曝气管埋设槽；15为阳光棚顶；D为曝气管直径；d为曝气孔直径；L为曝气孔间距；ф为曝气管上两排曝气孔的圆心角。

五、具体实施方式

下面结合附图及实例进一步对于本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示，本发明的污泥阳光棚好氧处理装置，包括阳光棚和好氧曝气装置，将阳光棚与好氧曝气装置进行套嵌，将好氧曝气装置置于阳光棚内，将阳光棚设置成密闭体，密闭体的上部留有排气口。在将阳光棚设置成密闭体时，阳光棚的侧墙6可以是固定的，两端的墙采用活动门或是工程无纺布，也可以采用其他材料的类似装置，形成活动密封墙7，阳光棚侧面的顶部设立集气排气装置。

所述好氧曝气装置上部为U型槽墙8，下部布敷曝气系统。所述U型槽墙8采用通透墙体，在所述墙体上分布有孔径2-5cm的通孔，该通透墙体可以采用水泥板、钢板或其他网格式墙体。

如图2所示，好氧曝气装置下部的曝气系统由风机11、主送气管1、一级气流分流三通管2、二级输气管3、二级气流分割三通管4及若干曝气管5组成，曝气管5呈环形铺于氧化槽底部，相邻曝气管5之间的间距为2.5-3m。

如图3所示，曝气管5按下述参数设置曝气孔12：曝气管直径D、曝气孔直径d及曝气孔间距L之间的比值为1∶0.08-0.15∶1.6-2.2。曝气孔12为两排，分别设置在曝气管5的两侧下方，两排曝气孔错位相对。两排曝气孔5的圆心角ф为120-150度，也就是说，在曝气管5的横断面上，两侧的曝气孔与曝气管的圆心之间形成120-150度的夹角ф，如图4所示。

如图4所示，曝气管5的铺设采用刻槽深埋法，即挖槽埋设曝气管5，埋设曝气管5所挖的埋设槽14的横断面为下窄上宽的梯形，所述梯形的斜边与底边的夹角为120-150度。曝气管5的直径L与所述埋设槽14底宽的比值为1∶0.5-0.8，曝气管5与所述埋设槽14的两斜边相切。

将曝气管5铺设在所述埋设槽14里，在曝气管5上部铺设两层不同粒径的填充料，下面的一层为大粒径填充料10，上面的一层是小粒径的填充料9。在槽体底部采用大粒径填料，要求粒径表面光滑，填料间有足够的空隙。对于上层的小粒径填充料9，除表面光滑，填料间有足够空隙外，以透气性填料效果为好。其优点在于：曝气孔的气流沿曝气管水平敷面上横向和纵向均匀性，从而实现曝气系统进入污泥混料堆体前气体水平均匀分布。

此处的“大粒径”与“小粒径”只是两层填充料相互对比而言，并不需要限定一个固定的、具体的粒径范围，只要满足根据本发明上述的发明目的，即：既能使深埋气流上升进入污泥前有一段时间，可以在水平方向上进行均匀分布，同时，又不至于因填充料重量过大压垮曝气管5，本领域技术人员根据实际情况，很容易确定合适粒径和材质的填充料。

前述的曝气管5的直径与埋设槽14的底部宽度配合，即曝气管5的直径L与所述埋设槽14底宽的比值为1∶0.5-0.8，目的在于填充料分布于曝气管5四周且不使曝气管架空，可以减少曝气管5的振动。曝气孔12在曝气管5上的开口位置与槽体坡度配合，即两排曝气孔5的圆心角ф为120-150度，埋设槽14的斜边与底边的夹角为120-150度，形成了一个气体流出的合理角度，有利于气体向上反射，减少气体的正向压损。

具体实施例：

利用本发明的污泥阳光棚好氧处理装置，对北京市某生活污水处理厂的脱水污泥进行阳光棚好氧处理，其好氧处理装置如图1、图2、图3和图4。

污泥氧化槽置于阳光棚内，两侧用阳光彩板与阳光棚通顶，两端采用活动门或是工程无纺布通顶隔开并与阳光棚共享棚顶，形成一个密闭型的处理装置，阳光棚侧面顶部设立集排气装置。好氧槽墙采用2-5cm孔径网墙，其装置如附图1。曝气系统置于氧化槽底部，由风机11、主送气管1、一级气流分流三通管2、二级输气管3、二级气流分割三通管4及若干曝气管5组成。曝气管5间距为2.5-3m，呈环型铺于氧化槽底部。其装置如附图2。

曝气管5的直径D、曝气孔12的直径d及曝气孔间距L的比值为：1∶0.08-0.15∶1.6-2.2。曝气孔12在曝气管5下方，沿管两排开孔，两排错位等距间隔，圆心角ф为120-150度。其结构如图3和图4。

曝气管5的铺设采用刻槽深埋法，即挖埋设槽14埋设曝气管5，埋设槽14的槽体呈上宽下窄的梯形，曝气管5直径D与埋设槽14底宽度比为1∶0.5-0.8，槽体斜边与底边的夹角为120-150度，槽体内自上到下依次为小粒径填充料9、大粒径填充料10和曝气管5，曝气管5与槽体两边相切，其结构如图4。

本发明的污泥阳光棚好氧处理装置，主要有以下几个方面的技术特点：

1.阳光棚与好氧曝气装置进行套嵌，并形成密闭体。

2.曝气装置的U型槽墙采用2-5cm孔径的通透墙体。

2.曝气装置的曝气系统：

1)曝气管道采用环型平铺；2)曝气管直径、曝气孔径与曝气孔间距的参数研究；3)曝气孔在曝气管上的开孔位置参数研究；4)曝气管采用地下深埋法。

本发明采用阳光棚与好氧氧化处理装置进行套嵌，并形成密闭体，此种做法的优点：

1)使大气污染物形成点源排放，易于实现后序的环保处理；2)减少了集气量，降低了后序处理设备的投资与运行成本。

本发明的污泥堆体槽墙采用网墙，增加了污泥堆体边沿部分的曝气供氧状况。曝气管采用环形的闭路设计，减少曝气管末端的压损，增强了末端的曝气压力。曝气管采用地下深埋法，采用梯形槽，并分层铺设大粒径填料和小粒径填料，由于深埋气流上升进入污泥前有一段时间，其可以在水平方向上进行均匀分布。原理是利用大小不同粒径的填料进行多层的分散均匀。同时对于曝气管直径、曝气孔径与曝气孔间距的参数研究，曝气孔在曝气管上的开孔位置参数与梯形槽底的角度进行研究，不仅有利于防止污泥好氧处理过程中的产生水体的外排，并利用气流的反射原理，增强了曝气气流在水平面上沿管平行方向上均匀性。从而保证了整个曝气系统底部进入污泥混料前气流的均匀性。

本发明的污泥阳光棚好氧处理装置，与现有技术相比，具有以下几个创新点：1)设计了污泥好氧处理的新型曝气装置，使得污泥好氧堆肥成为一种好氧氧化技术，减少了厌氧环境的臭气产生，提高了好氧氧化处理技术污泥产气物质的纯度，有利于臭气的后序处理；2)将阳光棚与污泥好氧氧化曝气设施进行整合，使阳光棚成为一种污泥好氧氧化处理设备的组成部分，有利于污泥好氧处理过程产生的气体物质不外排和收集利用；3)设计了阳光棚污泥好氧处理中曝气装置，使得气体在曝气平面上均匀地进入污泥混料。4)设计了环形的曝气管道，减了曝气管道内的压损。

Claims (5)

1.一种污泥阳光棚好氧处理装置，其特征在于，包括阳光棚和好氧曝气装置，将好氧曝气装置置于阳光棚内，将阳光棚设置成密闭体，密闭体上部留有排气口；

所述好氧曝气装置上部为U型槽墙(8)，下部布敷曝气系统；所述U型槽墙(8)采用通透墙体，在所述墙体上分布有通孔；所述曝气系统的曝气管(5)呈环形铺于氧化槽底部；

曝气管(5)按下述参数设置曝气孔(12)：曝气管直径(D)、曝气孔直径(d)及曝气孔间距(L)的比值为1∶0.08-0.15∶1.6-2.2；曝气孔(12)为两排，分别设置在曝气管(5)的两侧下方，所述两排曝气孔(12)的圆心角(ф)为120-150度；

曝气管(5)采用刻槽深埋法铺设，所挖埋设槽(14)的横断面为下窄上宽的梯形，所述梯形的斜边与底边的夹角为120-150度，曝气管(5)的直径(D)与所述埋设槽(14)底宽的比值为1∶0.5-0.8，曝气管(5)与所述埋设槽(14)的两斜边相切，所述埋设槽(14)的槽体内自上到下依次为小粒径填充料(9)、大粒径填充料(10)和曝气管(5)。

2.根据权利要求1所述的污泥阳光棚好氧处理装置，所述曝气系统由风机(11)、主送气管(1)、一级气流分流三通管(2)、二级输气管(3)、二级气流分割三通管(4)和若干所述的曝气管(5)组成。

3.根据权利要求1或2所述的污泥阳光棚好氧处理装置，所述两排曝气孔(12)错位相对。

4.根据权利要求3所述的污泥阳光棚好氧处理装置，所述曝气管(5)间距为2.5-3m。

5.根据权利要求1所述的污泥阳光棚好氧处理装置，所述通孔的孔径为2-5cm。

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