CN107954582A - 一种复合温棚生态功能床以及利用其进行污泥减量及生态处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合温棚生态功能床以及利用其进行污泥减量及生态处理的方法，所述的复合温棚生态功能床包括复合温棚和内部的生态功能床，复合温棚为钢架结构单元，顶棚用高疏水性玻璃进行组合封闭；生态功能床从下而上依次分布床体加固层、粉煤灰滤料处理层，粗砾石排水层、蚯蚓层、污泥放置层。所述的方法包括将含水率90～98wt％的污泥泵入调节池，然后依据功能床污泥的停留时间将污泥间歇式导入复合温棚生态功能床，停留时间为25～48小时。本发明提供的复合温棚生态功能床既能够降低污泥中的水分、减少污泥干物质，又能够实现污泥水分和干物质的减量化，能够有效避免处理系统表面截留的污泥散发臭味、滋生蚊蝇，处理后的污泥含水率低、减量化效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种污泥减量及生态处理的方法，具体涉及一种复合温棚生态功能床以及利用其进行污泥减量及生态处理的方法。
背景技术
目前，污水处理厂污泥经过絮凝调理后，利用带式压滤机、板框压滤机及离心机等脱水设备，污泥含水率能够降低到80％左右，但进一步降低污泥含水率到60％以下，目前较难实现。高含水率污泥不但增加了污泥的运输成本，同时60％以上含水率的污泥也无法满足后续污泥填埋、堆肥以及焚烧等处置要求。由于污泥中含有大量的重金属、病原菌以及难降解有机物而使其利用受到很大的限制，固体中大部分为微生物残体，固体中有机组分占50～80％。因此，污泥处理的主要目的是降低污泥中的水分，减少污泥总体积，并将污泥中有机组分稳定化处理。
污水处理厂现有的污泥处理工艺一般包括浓缩、脱水、厌氧消化、好氧消化等。专利CN102515451A公开了一种基于人工湿地的污泥干化滤床，它是以一种湿地为基础的污泥处理，而且布泥管分布在湿地表面，污泥系统表面会截留出污泥散发臭味、容易滋生蚊蝇，纯粹靠生态系统污泥含水率较高，处置周期较长，污泥的处理效率较低。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种复合温棚生态功能床。
本发明的另一个目的是提供一种利用所述复合温棚生态功能床进行污泥减量及生态处理的方法。
技术方案：本发明所述的复合温棚生态功能床，包括复合温棚和其内部的生态功能床，所述复合温棚为钢架结构单元，顶棚用高疏水性玻璃进行组合封闭；所述生态功能床从下而上依次分布床体加固层、粉煤灰滤料处理层，粗砾石排水层、蚯蚓层、污泥放置层。
所述生态功能床表面布置有布泥管且套种芋和高羊茅草皮。春天到秋季播种富钾作物芋(Colocasia esculenta)，收割后套种冬天播种富集重金属的高羊茅草皮。
所述床体加固层上面铺设有防渗膜，防渗膜上面铺有集排水管，集排水管一端连接通气管，另一端连接出水管。
所述的钢架结构单元长为5～10m，宽为3～5m，高为2～3m；所述的高疏水性玻璃长为100～200cm、宽为50～80cm。污泥量大时，可以进行单元组合。
所述的高疏水性玻璃为普通玻璃表层附着一层0.5～2cm的纳米二氧化硅疏水材料。高疏水性玻璃有利于蒸发的污泥中水分快速排掉，是对普通玻璃的优化改造，成本较低，普通玻璃的生成过程中加入相关材料就可以简单实现。
所述的粉煤灰滤料处理层厚度为30～50cm；所述的粗砾石排水层的厚度为30～50cm、粗砾石粒径为3～5cm；所述的蚯蚓层布置30～50条赤子爱胜蚯蚓。
所述复合温棚的侧壁设有排水管，高疏水性玻璃下沿设有收集槽，所述排水管顶部与收集槽相连通，底部与集排水管相连通。
利用所述的复合温棚生态功能床进行污泥减量及生态处理的方法，包括将含水率90～98wt％的污泥泵入调节池，然后依据功能床污泥的停留时间将污泥间歇式导入复合温棚生态功能床，停留时间为25～48小时。
当床体污泥层含水率在45％以下，且厚度达到15cm以下时，一个处理周期完成，停止污泥泵入，污泥刮出后，开始下一个处理周期。通过刮板进行污泥的收集并外运处置。
本发明通过高透光温棚对污泥进行干化，使得污泥水分含量降低进而能够实现污泥进一步在蚯蚓层(赤子爱胜蚯蚓)的作用下矿化、降解，实现减量化，挥发的水分通过高疏水性玻璃进行导流并有效收集。蚯蚓层使得原有微生物代谢链得以延长和扩展，通过一系列的富集和扩散、合成与分解，拮抗与协同作用，污泥中的酶的活性降低，降低重金属含量及促进病原体无害化，经处理后的污泥中性磷酸酶、蛋白酶和蔗糖酶活性持续下降，为后续种植的芋和高羊茅草皮进一步降解和消化污泥的残留物，提供了有效的支撑。在本发明提供的复合温棚生态功能床中种植特定的植物芋和高羊茅草皮，一方面芋和高羊茅草皮可以降解和消化污泥的残留物，另一方面，芋和高羊茅草皮的产量大幅提高。
粉煤灰滤料处理层和粗砾石排水层主要为污水过滤净化及污泥颗粒拦截，砾石排水层设置在粉煤灰滤料处理层上面主要起到三重作用：1、改善蚯蚓层的通风透气条件，让蚯蚓更能发挥对污泥的降解的更好作用；2、防止污泥对过滤层的堵塞，砾石粒径大、孔隙率大，这样污泥颗粒不易于拥堵填料层；3、砾石粒径大、孔隙率大，改善芋和高羊茅草皮根系生长的条件，让芋和高羊茅草皮更易于生长，芋和高羊茅草皮根系便于生长，空间宽松，也不容易对生态功能床体产生物理损害；4、便于污泥中的水分快速排掉，避免对蚯蚓层淹没的影响。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的复合温棚生态功能床既能够降低污泥中的水分、减少污泥总体积，又能够实现污泥的减量化，能够避免污泥系统表面截留出污泥散发臭味、滋生蚊蝇，处理后的污泥含水率低减量化程度高。在本发明提供的复合温棚生态功能床上种植特定的植物芋和高羊茅草皮，不仅能够提高污泥处理效率，还能够使得芋和高羊茅草皮的产量大幅提高。
2、使用本发明提供的方法处理污水中的污泥减量率可达90％以上，具有不产生二次污染、操作简单、投资和运行费用低、适应面广等优点，经济效益、环境效益和社会效益良好。
附图说明
图1是本发明复合温棚生态功能床的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种复合温棚生态功能床，如图1所示，包括复合温棚和其内部的生态功能床。
所述复合温棚是长为5～10m，宽为3～5m，高为2～3m的一个钢架结构单元，顶棚长为100～200cm、宽为50～80cm的高疏水性玻璃1进行组合封闭。所述的高疏水性玻璃1为普通玻璃表层附着一层0.5～2cm的纳米二氧化硅疏水材料。
所述的生态功能床的底部为床体加固层，床体加固层上面铺设有防渗膜，防渗膜上面铺有集排水管9，集排水管9一端连接通气管，另一端连接出水管；生态功能床分为五层，自下而上分布，最底层是床体加固层、倒数第二层厚度为30～50cm的粉煤灰滤料处理层8，倒数第三层是厚度为30～50cm、粗砾石粒径为3～5cm的粗砾石排水层7，倒数第四层蚯蚓层6，所述蚯蚓层布置30～50条赤子爱胜蚯蚓，床体最上层为污泥放置层5，厚度不超过30cm。所述生态功能床布置布泥管且套种芋和高羊茅草皮。
所述复合温棚的侧壁设有排水管3，高疏水性玻璃1下沿设有收集槽2，所述排水管3顶部与收集槽2相连通，底部与集排水管9相连通。
实施例2
一种污泥减量及生态处理方法，包括以下步骤：
含水率98％污泥泵入调节池，然后依据功能床污泥的停留时间将污泥间歇式导入复合温棚生态功能床，停留时间为30小时。复合温棚生态功能床包括复合温棚和其内部的生态功能床，复合温棚长为5m，宽为3m，高为2m的一个钢架结构单元，顶棚长为100cm、宽为50cm普通玻璃涂有0.5cm纳米二氧化硅疏水材料的高疏水性玻璃。生态功能床其底部为床体加固层，床体加固层上面铺设有防渗膜，防渗膜上面铺有集排水管，集排水管一端连接通气管，另一端连接出水管，倒数第二层厚度为30cm粉煤灰滤料处理层，倒数第三层是厚度为30cm、粒径5cm的粗砾石排水层，倒数第四层蚯蚓层，布置35条赤子爱胜蚯蚓，床体最上层为污泥放置层。所述生态功能床表面布置有布泥管4且套种芋和高羊茅草皮。一个处理周期完成，停止污泥泵入，测试床体污泥层含水率为40％，厚度为15cm，污泥减量化为97％。污泥刮出后，开始下一个处理周期。通过刮板进行污泥的收集并外运处置。芋的产量相对于在普通土壤中种植芋提高35％。高羊茅草皮的产量相对于在普通土壤中种植高羊茅草皮提高38％。
实施例3
含水率96％污泥泵入调节池，然后依据功能床污泥的停留时间将污泥间歇式导入复合温棚生态功能床，停留时间为35小时。复合温棚生态功能床包括复合温棚和其内部的生态功能床，复合温棚长为4m，宽为2m，高为2.5m的一个钢架结构单元，顶棚长为150cm、宽为60cm普通玻璃涂有1cm纳米二氧化硅疏水材料的高疏水性玻璃。生态功能床其底部为床体加固层，床体加固层上面铺设有防渗膜，防渗膜上面铺有集排水管，集排水管一端连接通气管，另一端连接出水管，倒数第二层厚度为40cm粉煤灰滤料处理层，倒数第三层是厚度为50cm、粒径5cm的粗砾石排水层，倒数第四层蚯蚓层，布置40条赤子爱胜蚯蚓，床体最上层为污泥放置层。所述生态功能床表面布置有布泥管4且套种芋和高羊茅草皮。一个处理周期完成，停止污泥泵入，测试床体污泥层含水率为45％，厚度为14cm，污泥减量化为93％。污泥刮出后，开始下一个处理周期。通过刮板进行污泥的收集并外运处置。芋的产量相对于在普通土壤中种植芋提高38％。高羊茅草皮的产量相对于在普通土壤中种植高羊茅草皮提高39％。
实施例4
含水率92％污泥泵入调节池，然后依据功能床污泥的停留时间将污泥间歇式导入复合温棚生态功能床，停留时间为28小时。复合温棚生态功能床包括复合温棚和其内部的生态功能床，通过间歇式排入复合温棚生态功能床。复合温棚长为5m，宽为3m，高为3m的一个钢架结构单元，顶棚长为200cm、宽为80cm普通玻璃涂有2cm纳米二氧化硅疏水材料的高疏水性玻璃。生态功能床其底部为床体加固层，床体加固层上面铺设有防渗膜，防渗膜上面铺有集排水管，集排水管一端连接通气管，另一端连接出水管，倒数第二层厚度为50cm粉煤灰滤料处理层，倒数第三层是厚度为50cm、粒径5cm的粗砾石排水层，倒数第四层蚯蚓层，布置50条赤子爱胜蚯蚓，床体最上层为污泥放置层。所述生态功能床表面布置有布泥管4且套种芋和高羊茅草皮。一个处理周期完成，停止污泥泵入，测试床体污泥层含水率为38％，厚度为15cm，污泥减量化为92％。污泥刮出后，开始下一个处理周期。通过刮板进行污泥的收集并外运处置。芋的产量相对于在普通土壤中种植芋提高36％。高羊茅草皮的产量相对于在普通土壤中种植高羊茅草皮提高38％。
对比例1
与实施例2相同，区别仅在于，所述生态功能床表面栽种有芦苇。芦苇的产量相对于在普通土壤中种植芦苇提高20％。
由此可见，本发明提供的复合温棚生态功能床仅能使特定的植物芋和高羊茅草皮的产量得到大幅的提高。
Claims (9)
1.一种复合温棚生态功能床，其特征在于，包括复合温棚和其内部的生态功能床，所述复合温棚为钢架结构单元，顶棚用高疏水性玻璃进行组合封闭；所述生态功能床从下而上依次分布床体加固层、粉煤灰滤料处理层，粗砾石排水层、蚯蚓层、污泥放置层。
2.根据权利要求1所述的复合温棚生态功能床，其特征在于，所述生态功能床表面布置布泥管且套种芋和高羊茅草皮。
3.根据权利要求1所述的复合温棚生态功能床，其特征在于，所述床体加固层上面铺设有防渗膜，防渗膜上面铺有集排水管，集排水管一端连接通气管，另一端连接出水管。
4.根据权利要求1所述的复合温棚生态功能床，其特征在于，所述的钢架结构单元长为5～10m，宽为3～5m，高为2～3m；所述的高疏水性玻璃长为100～200cm、宽为50～80cm。
5.根据权利要求1所述的复合温棚生态功能床，其特征在于，所述的高疏水性玻璃为普通玻璃表层附着一层0.5～2cm的纳米二氧化硅疏水材料。
6.根据权利要求1所述的复合温棚生态功能床，其特征在于，所述的粉煤灰滤料处理层厚度为30～50cm；所述的粗砾石排水层的厚度为30～50cm、粗砾石粒径为3～5cm；所述的蚯蚓层布置30～50条赤子爱胜蚯蚓。
7.根据权利要求1所述的复合温棚生态功能床，其特征在于，所述复合温棚的侧壁设有排水管，高疏水性玻璃下沿设有收集槽，所述排水管顶部与收集槽相连通，底部与集排水管相连通。
8.利用权利要求1-7任意一项所述的复合温棚生态功能床进行污泥减量及生态处理的方法，其特征在于，包括将含水率90～98wt％的污泥泵入调节池，然后依据功能床污泥的停留时间将污泥间歇式导入复合温棚生态功能床，停留时间为25～48小时。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当床体污泥层含水率在45％以下，且厚度达到15cm以下时，一个处理周期完成，停止污泥泵入，污泥刮出后，开始下一个处理周期。
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