CN110734211A - 一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法 - Google Patents

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翟旭
高明
李艳秋
陈红瑞
李亮
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Abstract

本发明公开了一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，具体包括首先将脱水后的污泥破碎成小块，将其放入污泥生物热能反应仓中，得到污泥堆体，在堆体中插温度传感器；然后采用间歇通风方式干化，间歇通风方式为通风10min，静止30min；待温度传感器温度为60℃时，开始翻堆，翻堆方式为翻堆距离3m，翻堆频率2次/天，平均翻堆时间为30min/次；同时进行通风和抽风，直至污泥堆体温度降到50℃；改用间歇通风方式，直至温度升到50℃时，重复翻堆方式和通风方式；再用间歇通风方式，当温度升到40℃时，重复翻堆方式和通风方式；持续用间歇通风方式，直到污泥堆体温度升到25℃，1天内不再升高。

Description

一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，具体为一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法。
背景技术
近年来，随着城市污水处理厂的建设，污泥作为污水处理过程的伴生物也在大量增加，如处理不当易造成二次污染。目前，污泥的常用处置方法是卫生填埋、焚烧和好氧堆肥。大部分城市都是采用混合填埋工艺处理污泥，由于适合填埋的场地越来越少，已并不适合当今污泥处理的发展潮流。而污泥焚烧作为对污泥减量化最明显、可资源化的新型工艺越来越受到重视，特别是对于可用土地紧张的大型经济发达城市。但由于污泥含水率高、热值低等特点，直接焚烧处理很难，通常需要外加辅助能源(煤或油等)，成本较高。常规污泥干化方法不是需要输入外部热量(煤、电、燃气)，就是受气候变化影响大(太阳能)。因此研究开发能有效降低污泥中水分的污泥生物热能技术已成为当务之急。
污泥生物热能技术作为新兴干化技术，此方法通过微生物好氧降解有机物所释放的热量来去除污泥中的水分，不属于外部能源输入，能耗低。通过生物热能来驱除污泥中的水分，能够显著提高污泥的可燃性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，以实现上述背景技术中提出的技术效果。
为实现上述目的，发明提供如下技术方案：一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，具体包括以下步骤：
步骤一：将脱水后含水率50％～60％的污泥破碎为粒径小于50mm的小块，将其放入污泥生物热能反应仓中，得到高度为1.5～2.0m的污泥堆体，从下而上在堆体0.5m与1.0m处各插1个温度传感器，测量污泥堆体温度；
步骤二：将步骤一中制备的污泥利用生物热能快速干化，采用时间控制，启动通风抽风设备通过间歇通风方式对污泥堆体进行通风，通风量为每立方米堆体0.08～0.15m3/min，间歇通风方式为通风10min，静止30min；
步骤三：待2个温度传感器温度都达到60℃时，利用翻堆设备开始翻堆，翻堆方式为翻堆距离3m，翻堆频率2次/天，平均翻堆时间为30min/次；同时打开通风抽风设备进行通风和抽风，直至污泥堆体温度降到50℃，停止抽风和翻堆；
步骤四：改用上述间歇通风方式，直至温度升到50℃时，重复上述翻堆方式和通风方式；再用上述间歇通风方式，当温度升到40℃时，重复上述翻堆方式和通风方式；
步骤五：持续用上述间歇通风方式，直到污泥堆体温度升到25℃，1天内不再升高时，说明污泥利用生物热能快速干化已经完成。
优选的，所述污泥生物热能反应仓采用单仓尺寸为35×5×4.5m的生物热能反应仓，有效仓高为3.5m，堆体尺寸为5×5×3.5m，污泥处理量为100t/d。
优选的，所述污泥生物热能反应仓配套通风抽风设备、控制系统和翻堆设备。
优选的，所述翻堆设备为2台翻堆机，所述翻堆机的翻堆频率为2次/天，平均翻堆时间为30min/次/仓，翻堆距离为3～5m。
优选的，所述通风抽风设备为1台离心鼓风机，其参数为2000m3/h，风压3500Pa。
优选的，步骤一中通过螺旋输送机输送至污泥生物热能反应仓中，处理量为100t/d。
优选的，还包括1个6×6×5m的污泥接收仓、1台提升机以及1个维修平台
优选的，还包括1座用于接收外运污泥和临时堆置存放污泥的综合仓库，堆存时间1～2d，堆放高度1.5m，占地面积200㎡。
优选的，还包括1套位于污泥生物热能反应仓旁侧的除臭系统，其单套占地面积为100㎡，处理能力13000m3/h。
与现有技术相比，发明的有益效果是：
1、该低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，在污泥进入生物热能反应仓后，间歇通风达到设计温度时，进行翻堆操作，以使污泥物料混合均匀，有机物均匀分布到空间各点；使污泥尺寸减小,增大了微生物与有机质的接触表面积，有利于提高降解速率；同时还可改善通风气流的分布,提高通风对物料层内水蒸气携带的效率。另外,翻堆还能有效改善污泥利用生物热能后产物含水率的不均匀性。从而快速降低污泥堆体含水率。
2、该低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，在利用生物热能通风操作中，先采用时间控制，间歇通风的方法供给污泥堆体足够氧气，使堆体迅速升温至60℃后，开始翻堆，同时采用温度反馈通风方法，以带走污泥堆体水分，实现快速干化，时间在5-7天。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
发明提供一种技术方案：一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，具体包括以下步骤：
步骤一：将脱水后含水率50％～60％的污泥破碎为粒径小于50mm的小块，将其放入污泥生物热能反应仓中，得到高度为1.5～2.0m的污泥堆体，从下而上在堆体0.5m与1.0m处各插1个温度传感器，测量污泥堆体温度；
步骤二：将步骤一中制备的污泥利用生物热能快速干化，采用时间控制，启动通风抽风设备通过间歇通风方式对污泥堆体进行通风，通风量为每立方米堆体0.08～0.15m3/min，间歇通风方式为通风10min，静止30min；
步骤三：待2个温度传感器温度都达到60℃时，利用翻堆设备开始翻堆，翻堆方式为翻堆距离3m，翻堆频率2次/天，平均翻堆时间为30min/次；同时打开通风抽风设备进行通风和抽风，直至污泥堆体温度降到50℃，停止抽风和翻堆；
步骤四：改用上述间歇通风方式，直至温度升到50℃时，重复上述翻堆方式和通风方式；再用上述间歇通风方式，当温度升到40℃时，重复上述翻堆方式和通风方式；
步骤五：持续用上述间歇通风方式，直到污泥堆体温度升到25℃，1天内不再升高时，说明污泥利用生物热能快速干化已经完成。
本实施例中，所述污泥生物热能反应仓采用单仓尺寸为35×5×4.5m的生物热能反应仓，有效仓高为3.5m，堆体尺寸为5×5×3.5m，污泥处理量为100t/d。
本实施例中，所述污泥生物热能反应仓配套通风抽风设备、控制系统和翻堆设备。
本实施例中，所述翻堆设备为2台翻堆机，所述翻堆机的翻堆频率为2次/天，平均翻堆时间为30min/次/仓，翻堆距离为3～5m。
本实施例中，所述通风抽风设备为1台离心鼓风机，其参数为2000m3/h，风压3500Pa。
本实施例中，步骤一中通过螺旋输送机输送至污泥生物热能反应仓中，处理量为100t/d。
本实施例中，还包括1个6×6×5m的污泥接收仓、1台提升机以及1个维修平台
本实施例中，还包括1座用于接收外运污泥和临时堆置存放污泥的综合仓库，堆存时间1～2d，堆放高度1.5m，占地面积200㎡。
本实施例中，还包括1套位于污泥生物热能反应仓旁侧的除臭系统，其单套占地面积为100㎡，处理能力13000m3/h。
实测结果表明：生物热能反应仓的一批次生物热能操作时间为5-7天；100t/d的污泥，含水60t/d，含固40t/d，经过生物热能处理后，水分散失33t/d，干物质分解3t/d，最后得到干化污泥67t/d，其中含水27t/d，含固40t/d。生物热能处理后的污泥低位热值6500kJ/kg，比初始污泥(低位热值3300kJ/kg)上升了97％。
与现有技术相比，发明的有益效果是：该低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，在污泥进入生物热能反应仓后，间歇通风达到设计温度时，进行翻堆操作，以使污泥物料混合均匀，有机物均匀分布到空间各点；使污泥尺寸减小,增大了微生物与有机质的接触表面积，有利于提高降解速率；同时还可改善通风气流的分布,提高通风对物料层内水蒸气携带的效率。另外,翻堆还能有效改善污泥利用生物热能后产物含水率的不均匀性。从而快速降低污泥堆体含水率。该低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，在利用生物热能通风操作中，先采用时间控制，间歇通风的方法供给污泥堆体足够氧气，使堆体迅速升温至60℃后，开始翻堆，同时采用温度反馈通风方法，以带走污泥堆体水分，实现快速干化，时间在5-7天。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一：将脱水后含水率50％～60％的污泥破碎为粒径小于50mm的小块，将其放入污泥生物热能反应仓中，得到高度为1.5～2.0m的污泥堆体，从下而上在堆体0.5m与1.0m处各插1个温度传感器，测量污泥堆体温度；
步骤二：将步骤一中制备的污泥利用生物热能快速干化，采用时间控制，启动通风抽风设备通过间歇通风方式对污泥堆体进行通风，通风量为每立方米堆体0.08～0.15m3/min，间歇通风方式为通风10min，静止30min；
步骤三：待2个温度传感器温度都达到60℃时，利用翻堆设备开始翻堆，翻堆方式为翻堆距离3m，翻堆频率2次/天，平均翻堆时间为30min/次；同时打开通风抽风设备进行通风和抽风，直至污泥堆体温度降到50℃，停止抽风和翻堆；
步骤四：改用上述间歇通风方式，直至温度升到50℃时，重复上述翻堆方式和通风方式；再用上述间歇通风方式，当温度升到40℃时，重复上述翻堆方式和通风方式；
步骤五：持续用上述间歇通风方式，直到污泥堆体温度升到25℃，1天内不再升高时，说明污泥利用生物热能快速干化已经完成。
2.如权利要求1所述的一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，其特征在于：所述污泥生物热能反应仓采用单仓尺寸为35×5×4.5m的生物热能反应仓，有效仓高为3.5m，堆体尺寸为5×5×3.5m，污泥处理量为100t/d。
3.如权利要求1所述的一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，其特征在于：所述污泥生物热能反应仓配套通风抽风设备、控制系统和翻堆设备。
4.如权利要求3所述的一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，其特征在于：所述翻堆设备为2台翻堆机，所述翻堆机的翻堆频率为2次/天，平均翻堆时间为30min/次/仓，翻堆距离为3～5m。
5.如权利要求3所述的一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，其特征在于：所述通风抽风设备为1台离心鼓风机，其参数为2000m3/h，风压3500Pa。
6.如权利要求1所述的一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，其特征在于：步骤一中通过螺旋输送机输送至污泥生物热能反应仓中，处理量为100t/d。
7.如权利要求1所述的一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，其特征在于：还包括1个6×6×5m的污泥接收仓、1台提升机以及1个维修平台
8.如权利要求1所述的一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，其特征在于：还包括1座用于接收外运污泥和临时堆置存放污泥的综合仓库，堆存时间1～2d，堆放高度1.5m，占地面积200㎡。
9.如权利要求1所述的一种低能耗间歇曝气污泥利用生物热能快速干化方法，其特征在于：还包括1套位于污泥生物热能反应仓旁侧的除臭系统，其单套占地面积为100㎡，处理能力13000m3/h。
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