CN104402180B - 一种利用养殖蚯蚓处理城市污水厂污泥的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用养殖蚯蚓处理城市污水厂污泥的装置及方法，包括控温棚和围绕于污泥床四周的排水槽并最终汇集至收集池，在控温棚内设有一个或多个顶部敞开的蚯蚓床，蚯蚓床内部自下而上设置有污泥层、载体层以及遮阳层；蚯蚓床上侧面设置有与蚯蚓床内部连通的排水槽，多个蚯蚓床的排水槽在汇聚后通入收集池，在控温棚内位于蚯蚓床的上面设置有喷淋装置。将污泥经过高温堆肥生物发酵处理后加入污泥层中，在载体层中加入蚯蚓，在遮荫层中覆盖有植物；控制控温棚湿度在55～80％，温度在10～28℃；蚯蚓将蚯蚓床内物质转化为蚯蚓粪；收集蚯蚓粪，蚯蚓循环利用。利用本发明的装置及工艺进行的污泥处理得到的产物可以用作肥料及饲料，用途广泛。
Description
[技术领域]
本发明涉及城市污水厂污泥处理技术领域，具体的说是一种利用养殖蚯蚓处理城市污水厂污泥的装置及方法。
[背景技术]
城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。任意排放不加处理的污泥会对环境造成严重的污染。随着城市化的进展和环境质量标准的日益提高,污水处理率和处理程度也日益得到提高和深化,因此污泥的产量也大大提高。据统计,2003年全国每年的污泥(干重计)产量约为130万吨,而且以每年10％的速度递增。如果大量的污泥不加处置就任意堆放和投弃,会对环境造成新的污染。因此,如何将数量大、成分复杂的城市污水污泥进行处理处置,使其减量化、稳定化、无害化、资源化,已经成为全球广泛关注的课题之一。
目前，污泥的最终处置及综合利用主要有以下四种：
1、卫生填埋，是从传统的堆放和填地发展起来的一项最终处置技术。它的优点是投资少、容量大、见效快,并且还可以增加一部分城市建设用地。基本方式是城市污泥经过简单的灭菌处理,直接倾倒于低地或谷地制造人工平原。但是这种方法占地面积大,而且污泥中含有的各种有毒有害物质,会通过雨水的侵蚀和渗透作用污染地下水,并不能彻底地避免环境污染,并且还有填埋场构筑物中的沼气的累计可能产生火灾或爆炸,有潜在的危险性，目前已被法律所禁止。
2、污泥焚烧，由于在焚烧过程中产生的二恶英极易从焚烧设备中泄露，二恶英是一种极易致癌物，对人体的健康影响很大，而且，需要高昂的设备投入及日常维护费用。例如，一个150万人口的城市，每天的城市污泥量大约为300吨，而焚烧厂的设备投入高达3亿元，每吨污泥还需大约300元的处理成本。
3、土地利用，污泥的土地利用已有多年历史,主要包括污泥农用,污泥用于森林与园艺、废弃矿场等场地的改良等。污泥中含有丰富的有机物和N、P、K等营养元素以及植物生长必需的各种微量元素C a、Mg、Zn、Cu、Fe等,施用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长。污泥的土地利用是一种安全积极的污泥处置方式,在美国约有40％左右的污泥采用土地利用的方式进行处置。尽管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中养分等优点,但污泥中也含大量病原菌、寄生虫(卵),以及铜、铝、锌、铬、汞等重金属和多氯联苯、二噁英、放射性核素等难降解的有毒有害物。一般来说,污泥要作土地处置必须经无毒无害化处理,否则,污泥中的有毒有害物质会导致土壤或水体的二次污染。
4、干化转换，该方法同样也需要高昂的设备投入及日常维护费用。例如，一个150万人口的城市，每天的城市污泥量大约为300吨，干化处理厂的设备投入约为1亿元，每吨污泥的处理成本约200元。而且大量的污泥需要露天堆放，污泥散发的恶臭会严重影响周边地区的生态环境。
5、污泥堆肥，此种方式对污泥的标准要求比较严格，通常需要经过数道工序处理，同样需要建造大型的污泥堆放场，而且该方法对于含有各种各样污染物和重金属的城市污泥，其效果往往无法达到国家的环保要求。
尽管世界各地对污泥的处理、处置和管理措施不尽相同,但最终的目的都是使污泥经过减量、稳定和无害化处理后作为资源加以综合利用。污泥处理处置和利用应同时考虑环境、经济、社会三方面的因素,污泥作为一种有价值的资源,进行稳定化、无害化处理后再利用,既解决了污泥的出路问题,又开发了新的资源,满足了可持续发展的需求。当然,各地区应根据各自经济发展水平,制定和实施目前适宜的处理处置技术,但选择具体方法时应及早考虑短期适用目标与终极发展目标的渐进衔接。
[发明内容]
本发明的目的在于克服现有处理技术的不足，并吸取了现有处理技术优点，提供一种利用养殖蚯蚓处理城市污水厂污泥的装置及方法。
为了实现上述目的，首先设计了一种利用养殖蚯蚓处理城市污水厂污泥的装置，包括控温棚和收集池，在控温棚内设置有一个或多个顶部敞开的蚯蚓床，蚯蚓床内部自下而上设置有污泥层、载体层以及遮阳层；延蚯蚓床底部设置有环绕蚯蚓床的排水槽，多个排水槽通过通道汇聚后通入所述的收集池中，在所述控温棚内蚯蚓床的上方设置有喷淋装置。
上述结构具有如下优化结构：
所述的污泥层：载体层：遮阳层的厚度比为4:1:1。
所述的控温棚内具有钢结构支架。
所述的蚯蚓床上设置有污泥输送装置。
所述的控温棚内设有温度和湿度的检测装置。
所述的控温棚内设置有照明装置。
除此以外，本发明还涉及了一种利用养殖蚯蚓处理城市污水厂污泥的方法，包括以下步骤：
a.将污泥经过高温堆肥生物发酵处理；
b.采用本发明的装置，在该装置蚯蚓床的污泥层中加入经过高温堆肥生物发酵处理的污泥，在所述的载体层中加入蚯蚓，在所述的遮荫层中覆盖有植物；
c.通过喷淋装置将控温棚内湿度控制在55～80％，调节控温棚温度在10～28℃之间；
d.蚯蚓将蚯蚓床内物质转化为蚯蚓粪；
e.收集蚯蚓粪，蚯蚓循环利用。
该方法还具有如下优化方案：
还包括将蚯蚓粪进行干燥至水分30～50％的步骤。
将蚯蚓粪用于生产有机肥的基料或动物的能量饲料。
蚯蚓的添加量为每立方米20000条。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、污泥经蚯蚓消化处理不会产生二次污染。
2、蚯蚓处置污泥与其它方法比较，具有显著的经济效益。例如，一个100万人口的城市，每天的城市污泥量大约为150吨，蚯蚓养殖场、运输设备等其它工具的投入约100万元，设备维护费用较低。
3、污泥转化为蚯蚓粪后，可作为生产有机肥的基料，蚓粪中的腐植质、氮、磷、钾和碳素比一般农家肥4-5倍，是优质的农家肥料，还可以代替部分能量饲料，用于喂养经济动物。
4、蚯蚓将污泥转化为蚯蚓粪后，部分蚯蚓继续处理添加的污泥，经过繁殖产生的多余蚯蚓可以作为优质的蛋白质饲料，用于喂养家禽，可有效增加蛋重和产蛋量，用于喂养家畜和水产动物，可有效提高增重率。
5.本发明的装置及方法能广泛的应用于大型城市污水厂、造纸废水处理及食品废水处理的污泥处理等各种领域。
[附图说明]
图1是本发明的主要结构示意图；
图中：1.蚯蚓床 2.排水槽 3.操作便道 4.喷淋装置 5.照明装置 6.控温棚 7.污泥层 8.载体层 9.遮阴层 10.收集池。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例中的污泥处理装置结构如下：
如图1所示，该装置包括控温棚和收集池，为了使结构更加的稳固，在选择控温棚的类型时，首先选择具有钢结构支架的温控棚，在控温棚内设置温度、湿度的检测装置、照明装置以及一个或多个顶部敞开的蚯蚓床，蚯蚓床上放设置有污泥输送装置，蚯蚓床内部自下而上设置有污泥层、载体层以及遮阳层，污泥层：载体层：遮阳层的厚度比为4:1:1；延蚯蚓床底部设置有环绕蚯蚓床的排水槽，多个排水槽通过通道汇聚后通入所述的收集池中，在所述控温棚内位于蚯蚓床的上方设置有喷淋装置，其中还可以设置操作便道，方便人工操作。
该装置的污水处理工艺如下：
污水厂的预处理：
第一步、首先在污水厂污泥料仓中添加一种高温发酵添加物，污泥经过5～7天高温堆肥生物发酵处理后,把有机废物转化为稳定性较高的腐殖质,可达到无害化和资源化。它一方面借助堆肥产生的高温加快分解速度,更加有效地杀死病原微生物及各种蠕虫卵。另一方面通过添加调理剂、膨胀剂以改善污泥的胶体团粒结构,降低含水率,同时由于污泥的进一步腐殖化,动植物可利用的养分增加,大大提高了肥料的利用价值。
第二步、然后经过污水厂污泥料仓螺旋输送机的充分搅拌后输送至污泥运输车，再由污泥输送车直接运输至本装置的蚯蚓床内。
本发明的污泥处理工艺：
第三步、将蚯蚓床1上的污泥层7的厚度控制在30cm左右，长度为15m左右，在污泥层7的上面添加载体层8，载体层8的厚度控制在3～5cm，并与下面的污泥层7表层进行适量混拌。
第四步，再将蚯蚓按每立方米20000条左右的数量，均匀放入载体层8上。
第五步、最后在投放蚯蚓的载体层8上覆盖一层以稻草、麦秆、芦苇或杂草等植物的遮阴层9。
第六步、通过喷淋装置4将整体蚯蚓床1的水分控制在55～80％，通过控温棚6将该装置区域内的温度控制在10～28℃之间，经过20天左右的处理将污泥、添加物及草木本植物废弃料转化为蚯蚓粪。
第七步、将蚯蚓与蚯蚓粪进行分离处理，蚯蚓循环使用，蚯蚓粪放入太阳棚内进行干燥，将其水分含量干燥至30～50％，蚯蚓床1重新添加污泥层7、载体层8及遮阴层9.
第八步、通过该装置连续循环运转，依次交替完污泥的连续处理，降低了含水率,同时污泥经过蚯蚓充分生物降解转化,动植物可利用的养分增加,大大提高了肥料的利用价值，保证了该装置的污泥处理效果。
Claims (2)
1.一种利用养殖蚯蚓处理城市污水厂污泥的装置，其特征在于包括控温棚和收集池，在控温棚内设置有一个或多个顶部敞开的蚯蚓床，蚯蚓床内部自下而上设置有污泥层、载体层以及遮阳层；延蚯蚓床底部设置有环绕蚯蚓床的排水槽，多个排水槽通过通道汇聚后通入所述的收集池中，在所述控温棚内蚯蚓床的上方设置有喷淋装置；所述的污泥层：载体层：遮阳层的厚度比为4:1:1；所述的控温棚内具有钢结构支架；所述的蚯蚓床上设置有污泥输送装置；所述的控温棚内设有温度和湿度的检测装置；所述的控温棚内设置有照明装置。
2.一种利用养殖蚯蚓处理城市污水厂污泥的方法，包括
a.将污泥经过高温堆肥生物发酵处理；
其特征在于还包括以下步骤：
b.采用权利要求1所述的利用养殖蚯蚓处理城市污水厂污泥的装置，在该装置蚯蚓床的污泥层中加入经过高温堆肥生物发酵处理的污泥，在所述的载体层中加入蚯蚓，在所述的遮阳层中覆盖有植物；
c.通过喷淋装置将控温棚内湿度控制在55～80％，调节控温棚温度在10～28℃之间；
d.蚯蚓将蚯蚓床内物质转化为蚯蚓粪；
e.收集蚯蚓粪，蚯蚓循环利用，
还包括将蚯蚓粪进行干燥至水分30～50％的步骤；
包括将蚯蚓粪用于生产有机肥的基料或动物的能量饲料的步骤；
蚯蚓的添加量为每立方米20000条。
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