CN113735398B - 一种脱水污泥生物干化装置 - Google Patents

一种脱水污泥生物干化装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113735398B
CN113735398B CN202111104404.1A CN202111104404A CN113735398B CN 113735398 B CN113735398 B CN 113735398B CN 202111104404 A CN202111104404 A CN 202111104404A CN 113735398 B CN113735398 B CN 113735398B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shell
reactor
gas
dewatered sludge
cover plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111104404.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113735398A (zh
Inventor
郝宗娣
饶品华
张文启
胡正婕
郭毅斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai University of Engineering Science
Original Assignee
Shanghai University of Engineering Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai University of Engineering Science filed Critical Shanghai University of Engineering Science
Priority to CN202111104404.1A priority Critical patent/CN113735398B/zh
Publication of CN113735398A publication Critical patent/CN113735398A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113735398B publication Critical patent/CN113735398B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种脱水污泥生物干化装置，该装置包括反应器主体，该反应器主体包括：滚筒内壳(12)，用于装填待干化的脱水污泥；反应器外壳(2)，该反应器外壳(2)内设有向滚筒内壳(12)曝气的布气腔(10)，该布气腔(10)与通风管(8)相连；所述的滚筒内壳(12)上设有进料口，所述的反应器外壳(2)侧面设有出料口；该装置还包括用于控制滚筒内壳(12)旋转的旋转机构。与现有技术相比，本发明具有能为微生物提供良好的生长环境，快速脱除物料中的水分，从而提高干化效率等优点。

Description

一种脱水污泥生物干化装置
技术领域
本发明涉及环保设备技术领域，具体涉及一种脱水污泥生物干化装置。
背景技术
污泥是污水生物处理过程中不可避免的产物。随着我国社会经济的迅速发展和城镇化的不断推进，城市污水处理量和处理率大幅提高，进而导致污泥产量逐年攀升。我国住房和城乡建设部发布的《城市建设统计年鉴》统计显示，以含水率80wt％计，2019年我国脱水污泥的产量高达约5500万吨。在污水处理厂，污泥一般要经过浓缩、调理及机械脱水等处理环节，排出的脱水污泥富集了多种有害物质如难降解有机物、病原体、重金属等，对生态环境和人类健康产生巨大威胁；同时污泥富含的有机质具有一定的热值和农作物生长所需营养成分，可以制备废物衍生燃料或有机肥，因此污泥具有废弃物和资源的双重属性。由于脱水污泥含水率高、粘性大、易腐败，进一步干化和稳定化有利于降低运输和后续处理成本，是实现污泥资源化的必要前提，而好氧生物处理具有环保、经济等优点，近年来被广泛用于脱水污泥处理。
生物干化是利用好氧微生物在降解污泥自身所含有机质时所释放的热量作为驱动力、强制通风作为介质移除污泥中的水分，同时微生物好氧分解有机质对于污泥起到稳定化的作用，因此供氧对于生物干化至关重要。目前在生物干化过程中的供氧方式以强制通风为主，翻堆、搅拌为辅。由于污泥呈塑性，且含有一定量的无机组分(泥砂等)，加之生物干化需要一定的运行周期，长时间的静态堆垛使得物料在自身重力作用下被压实，造成堆体内部局部缺氧，故在实际生产中常加以适时翻堆以使堆体保持疏松状态并增加物料与空气接触机会。此外，在间歇式生物干化反应器中安装搅拌装置，对物料进行搅拌，也能够起到类似作用。在上述辅助手段中，翻堆需要额外配置翻抛设备，同时该设备的运行也需要预留较大的发酵仓空间；而搅拌桨则需要占用一定的反应器空间，同时需要定时对其进行清洁和维护。以上不足之处增加了好氧生物处理的成本，在一定程度上制约了该技术的推广应用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能为微生物提供良好的生长环境，快速脱除物料中的水分，从而提高干化效率的脱水污泥生物干化装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明可以克服现有的生物干化设备中存在的污泥通气性差、干化不均匀等问题，简化了生物干化技术中的辅助供氧方式，同时有效保证物料均匀、状态疏松，有利于氧和水分的传质。进而能为微生物提供良好的生长环境，快速脱除物料中的水分，从而提高干化效率，具体方案如下：
一种脱水污泥生物干化装置，该装置包括反应器主体，该反应器主体包括：
滚筒内壳，用于装填待干化的脱水污泥；
反应器外壳，该反应器外壳内设有向滚筒内壳曝气的布气腔，该布气腔与通风管相连；
质言之，反应器主体为双层壳体结构，外壳为长方体，内壳为滚筒；
所述的滚筒内壳上设有进料口，所述的反应器外壳侧面设有出料口；
该装置还包括用于控制滚筒内壳旋转的旋转机构。
进一步地，所述的布气腔上表面为多孔板壳，所述的滚筒内壳材质为多孔结构的板，比如多孔结构的钢板。
进一步地，所述的滚筒内壳内设有与滚筒内壳旋转方向垂直的挡板。
可以使污泥得到更充分的搅拌。
进一步地，所述的进料口上设有可开关的进料口盖板，该进料口盖板一侧通过连接部件与滚筒内壳连接，另一侧通过可开合部件固定在滚筒内壳壁上。
进一步地，所述的出料口上设有可开关的第二盖板。
出料时，进料口盖板可以与第二盖板搭接/组合，进而完成出料。
进一步地，所述的反应器外壳上方设有第一盖板，该第一盖板上设有排气口，该排气口与排气管连接。
反应器外壳材质为透明保温材料，第一盖板和第二盖板均通过硅胶密封条分别与滚筒内壳和反应器外壳抵接。
进一步地，所述的旋转机构包括可旋转的中心轴、电机和支架，所述的中心轴穿设固定于滚筒内壳中心，并与电机相连，所述的中心轴架设在支架上。也就是说，中心轴穿过滚筒内壳的中心线。
支架底部设置有便于移动的万向轮。
进一步地，所述的中心轴与支架之间还设有密封轴承。
进一步地，该装置还包括控制机构，该控制机构包括PLC控制终端、气体控制模块和电机控制模块，所述的PLC控制终端分别与气体控制模块和电机控制模块电连接。
进一步地，所述的气体控制模块包括在排气管中依次连接的分流部件、第一气体流量计和气体分析仪；还包括通风管中依次连接的第二气体流量计和电磁阀；分流部件将排气分流至气体分析仪和尾气处理系统；通风流量受排气中氧气的浓度反馈控制，运行过程中，氧浓度低于限值时，加大通风量，反之则可适当降低通风量；
所述的电机控制模块包括温度探头和旋转连接器，所述的温度探头位于滚筒内壳内壁，并与进料口位置相对，温度探头与旋转连接器信号连接，所述的旋转连接器与电机相连；中心轴的转速受污泥堆体温度反馈控制，运行过程中，堆体温度下降至一定值时，启动电机，使中心轴以一定的速度旋转。
控制机构还包括现场触控屏，操控参数包括：显示滚筒内壳转速，污泥堆体实时温度及记录，排气的气体成分(氧气、二氧化碳、氨气、挥发性气体等)和浓度；设定工作模式，设定生物干化流程，设定初始通气模式和流量，设定触发温度反馈机制的温度数值，设定触发O2反馈机制的O2浓度数值。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明免除了需要外加设备的翻堆过程，且在通气模式、通气量和物料混合等方面优化了生物干化过程，实现了生物干化过程的智能化操作；
(2)通过本装置的运行，脱水污泥中的微生物以易降解有机质作为能量来源，使堆体升温，同时通过堆体温度反馈机制，适时混匀物料以使堆体各部分的含水率和有机质含量处于均匀状态，从而适宜微生物的生命活动、使微生物与易降解有机质充分接触、保持堆体温度，加之施以合理的曝气方式和曝气量，最终达到脱除堆体中水分的目的；
(3)反应器外壳材料为透明保温材料，利于保持堆体温度，同时便于观察内部运行情况和维护反应器内部设施；反应器外壳密封性好，排气经分流部件流向气体分析仪和尾气处理系统，便于生物干化过程中产生的尾气集中处理和达标排放；
(4)布气腔上表面为多孔板壳，能够保证整个堆体曝气均匀；反应器内壁设有挡板，能够使物料充分混合；温度反馈机制和尾气O2反馈机制能够有效控制反应器内层旋转启停和调节曝气模式和曝气量，既经济节能，又能满足生物干化所需一切条件。以上条件使脱水污泥生物干化处于最佳状态运行，能够实现处理效率最大化。
附图说明
图1为实施例中干化装置示意图；
图2为实施例中干化装置立体图；
图3为实施例中滚筒内壳示意图；
图4为实施例中控制机构示意图；
图中标号所示：电机1、反应器外壳2、第一盖板3、排气口4、密封轴承5、旋转连接器6、中心轴7、通风管8、温度探头9、布气腔10、多孔板壳11、滚筒内壳12、进料口盖板13、支架14、万向轮15、现场触控屏16、第二盖板17、挡板18、开合部件19、连接部件20、PLC控制终端21、分流部件22、第一气体流量计23、气体分析仪24、第二气体流量计25、电磁阀26。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
一种脱水污泥生物干化装置，如图1-2，该装置包括反应器主体，该反应器主体包括：滚筒内壳12，用于装填待干化的脱水污泥；反应器外壳2，该反应器外壳2内设有向滚筒内壳12曝气的布气腔10，该布气腔10与通风管8相连；质言之，反应器主体为双层壳体结构，外壳为长方体，内壳为滚筒；滚筒内壳12上设有进料口，反应器外壳2侧面设有出料口；该装置还包括用于控制滚筒内壳12旋转的旋转机构。布气腔10上表面为多孔板壳11，滚筒内壳12材质为多孔结构的钢板。
如图3，滚筒内壳12内设有与滚筒内壳12旋转方向垂直的挡板18。可以使污泥得到更充分的搅拌。进料口上设有可开关的进料口盖板13，该进料口盖板13一侧通过连接部件20与滚筒内壳12连接，另一侧通过可开合部件19固定在滚筒内壳12壁上。出料口上设有可开关的第二盖板17。出料时，进料口盖板13可以与第二盖板17搭接/组合，进而完成出料。反应器外壳2上方设有第一盖板3，该第一盖板3上设有排气口4，该排气口4与排气管连接。反应器外壳2材质为透明保温材料，第一盖板3和第二盖板17均通过硅胶密封条分别与滚筒内壳12和反应器外壳2抵接。
旋转机构包括可旋转的中心轴7、电机1和支架14，中心轴7穿设固定于滚筒内壳12中心，并与电机1相连，中心轴7架设在支架14上。支架14底部设置有便于移动的万向轮15。中心轴7与支架14之间还设有密封轴承5。
该装置还包括控制机构，如图4，该控制机构包括PLC控制终端21、气体控制模块和电机控制模块，PLC控制终端21分别与气体控制模块和电机控制模块电连接。气体控制模块包括在排气管中依次连接的分流部件22、第一气体流量计23和气体分析仪24；还包括通风管8中依次连接的第二气体流量计25和电磁阀26；分流部件22将排气分流至气体分析仪24和尾气处理系统；通风流量受排气中氧气的浓度反馈控制，运行过程中，氧浓度低于限值时，加大通风量，反之则可适当降低通风量；
电机控制模块包括温度探头9和旋转连接器6，温度探头9位于滚筒内壳12内壁，并与进料口位置相对，温度探头9与旋转连接器6信号连接，旋转连接器6与电机1相连；中心轴7的转速受污泥堆体温度反馈控制，运行过程中，堆体温度下降至一定值时，启动电机1，使中心轴7以一定的速度旋转。
控制机构还包括现场触控屏16，操控参数包括：显示滚筒内壳12转速，污泥堆体实时温度及记录，排气的气体成分(氧气、二氧化碳、氨气、挥发性气体等)和浓度；设定工作模式，设定生物干化流程，设定初始通气模式和流量，设定触发温度反馈机制的温度数值，设定触发O2反馈机制的O2浓度数值。
该生物干化装置的具体使用方法为：
开始生物干化作业时，打开第一盖板3，调节装置，将滚筒内壳12进料口调整至顶端，打开进料口盖板13，按比例放入原料，比如脱水污泥和调理剂，并关闭进料口盖板13和第一盖板3。打开电机1，控制滚筒内壳12转速为1-15r/min，待物料充分混合后，关闭电机1，打开曝气泵向布气腔10中通入空气，通过布气腔10上表面多孔板壳11向反应器滚筒内壳12中均匀曝气，根据需要设置初始通气流量，开始生物干化。
温度探头9的数据实时传输至PLC控制终端21，生物干化进行过程中，微生物利用堆体中易降解有机质繁殖、代谢，产生大量代谢热，堆体温度上升。由于作业模式为静态强制通风模式，物料逐渐呈现不均匀状态，导致堆体温度下降，当堆体温度低于一定值时，通过电机1控制反应器内壳以一定速度旋转，打破长时间静置造成的物料堆积与单向曝气导致的物料含水率和有机质含量不均的状态，再次混匀生物干化物料，以确保生物干化过程的微生物活性处于最佳状态，同时使曝气模式和曝气量达到最优。
再次出现温度下降到设定值、并触发温度反馈机制时，则再次启动滚筒内壳12旋转、物料混匀环节，直至堆体中易降解有机质基本降解完全、堆体温度不再上升为止。用户也可根据工况需要测试并确定生物干化周期，将操作流程通过现场触控屏16输入控制机构，使装置自动运行。
生物干化过程中，尾气通过顶部排气口4排出，排气通过分流部件22分流，一部分气体通入尾气处理单元处理达标后排出，另一部分经由冷凝除水装置后通入气体分析仪24，对排气中的气体成分和浓度进行测定，并将O2的实时浓度反馈给PLC控制终端21，通过通气模式电磁阀26控制通气模式和通气量。
随着生物干化不断进行，堆体中易降解有机质消耗殆尽，即使反应器内壳旋转翻堆也无法再次升高堆体温度，此时生物干化进入尾声。调节反应器内壳的进出料口位置，使其对准反应器外壳出料口，依次打开第二盖板17和第二盖板17，完成卸料作业。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种脱水污泥生物干化装置，其特征在于，该装置包括反应器主体，该反应器主体包括：
滚筒内壳(12)，用于装填待干化的脱水污泥；
反应器外壳(2)，该反应器外壳(2)内设有向滚筒内壳(12)曝气的布气腔(10)，该布气腔(10)与通风管(8)相连；
所述的滚筒内壳(12)上设有进料口，所述的反应器外壳(2)侧面设有出料口；
该装置还包括用于控制滚筒内壳(12)旋转的旋转机构；
该装置还包括控制机构，该控制机构包括PLC控制终端(21)、气体控制模块和电机控制模块，所述的PLC控制终端(21)分别与气体控制模块和电机控制模块电连接；
所述的气体控制模块包括在排气管中依次连接的分流部件(22)、第一气体流量计(23)和气体分析仪(24)；还包括通风管(8)中依次连接的第二气体流量计(25)和电磁阀(26)；
所述的电机控制模块包括温度探头(9)和旋转连接器(6)，所述的温度探头(9)位于滚筒内壳(12)内壁，并与进料口位置相对，温度探头(9)与旋转连接器(6)信号连接，所述的旋转连接器(6)与电机(1)相连；
控制机构还包括现场触控屏，操控参数包括：显示滚筒内壳转速，污泥堆体实时温度及记录，排气的气体成分和浓度；
温度反馈机制和尾气O2反馈机制能够有效控制反应器内层旋转启停和调节曝气模式和曝气量，既经济节能，又能满足生物干化所需一切条件。
2.根据权利要求1所述的一种脱水污泥生物干化装置，其特征在于，所述的布气腔(10)上表面为多孔板壳(11)，所述的滚筒内壳(12)为多孔结构的板。
3.根据权利要求1所述的一种脱水污泥生物干化装置，其特征在于，所述的滚筒内壳(12)内设有与滚筒内壳(12)旋转方向垂直的挡板(18)。
4.根据权利要求1所述的一种脱水污泥生物干化装置，其特征在于，所述的进料口上设有可开关的进料口盖板(13)，该进料口盖板(13)一侧通过连接部件(20)与滚筒内壳(12)连接，另一侧通过可开合部件(19)固定在滚筒内壳(12)壁上。
5.根据权利要求1或4所述的一种脱水污泥生物干化装置，其特征在于，所述的出料口上设有可开关的第二盖板(17)。
6.根据权利要求1所述的一种脱水污泥生物干化装置，其特征在于，所述的反应器外壳(2)上方设有第一盖板(3)，该第一盖板(3)上设有排气口(4)，该排气口(4)与排气管连接。
7.根据权利要求1所述的一种脱水污泥生物干化装置，其特征在于，所述的旋转机构包括可旋转的中心轴(7)、电机(1)和支架(14)，所述的中心轴(7)穿设固定于滚筒内壳(12)中心，并与电机(1)相连，所述的中心轴(7)架设在支架(14)上。
8.根据权利要求7所述的一种脱水污泥生物干化装置，其特征在于，所述的中心轴(7)与支架(14)之间还设有密封轴承(5)。
CN202111104404.1A 2021-09-22 2021-09-22 一种脱水污泥生物干化装置 Active CN113735398B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111104404.1A CN113735398B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种脱水污泥生物干化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111104404.1A CN113735398B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种脱水污泥生物干化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113735398A CN113735398A (zh) 2021-12-03
CN113735398B true CN113735398B (zh) 2023-05-30

Family

ID=78740083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111104404.1A Active CN113735398B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种脱水污泥生物干化装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113735398B (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05261386A (ja) * 1992-03-23 1993-10-12 Fuji Clean Kogyo Kk 回分式汚水処理方法における余剰汚泥の処理方法とその処理装置
CN101913744B (zh) * 2010-07-22 2012-01-18 清华大学 一种连续流污泥生物物理干燥设备及方法
CN201915017U (zh) * 2010-11-22 2011-08-03 于波涛 回转式污泥热干化装置
CN105084697A (zh) * 2014-05-04 2015-11-25 崔博俊 一种利用生物物理联合干燥污泥装置
CN211896617U (zh) * 2020-03-26 2020-11-10 无锡卓成建设发展有限公司 一种污泥干燥滚筒设备
CN212152046U (zh) * 2020-04-14 2020-12-15 中鼎特金秦皇岛科技股份有限公司 滚筒式畜禽粪便快速消杀处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113735398A (zh) 2021-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109485475A (zh) 一种高效的厨余垃圾好氧发酵设备
CN105084966B (zh) 一种膜内衬集装箱式发酵装置及利用该装置进行堆肥、除臭的方法
WO2021120822A1 (zh) 一种无升温期连续进料全混合式的生物干化设备及方法
CN103496834B (zh) 一种利用微生物发酵来降低污泥含水率的脱水方法
CN207891279U (zh) 一种好氧堆肥装置
CN116854327A (zh) 一种有机污泥干化稳定化的处理方法
CN106116734A (zh) 有机固体废弃物的好氧堆肥装置和好氧堆肥方法
CN102910790A (zh) 一种污泥快速箱式生物干化的装置及方法
CN113735398B (zh) 一种脱水污泥生物干化装置
CN112592219A (zh) 一种好氧堆肥系统
CN206396069U (zh) 污泥动态加速好氧高温发酵堆肥设备
CN112410174A (zh) 一种层流发酵装置及其发酵方法
CN109054845B (zh) 一种调节土壤盐碱度的改良剂及其使用方法
CN205774176U (zh) 一种有机固体废弃物的好氧堆肥装置
CN105417683B (zh) 一种滚筒式生物蒸发装置
CN212610337U (zh) 一种农作物秸秆粉碎后智能控制堆沤装置
CN211471182U (zh) 好氧发酵设备
CN211847871U (zh) 一种泥状有机质快速好氧发酵设备
CN111623602B (zh) 一种新型回转式生物干化装置
CN212128011U (zh) 一种滚筒式好氧堆肥返混装置
CN205328691U (zh) 一种滚筒式生物蒸发装置
CN207525161U (zh) 具有加热功能的生物废弃物快速处理设备
CN207632723U (zh) 一种高效节能的连续式堆肥发酵装置
CN112592014A (zh) 一种具有干湿分离功能的养猪粪污转化利用装置
CN215162227U (zh) 一种工业污泥与绿化废弃物联合堆肥处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant