CN211770876U

CN211770876U - 一种装配式多生物协同脱泥装置

Info

Publication number: CN211770876U
Application number: CN202020170257.2U
Authority: CN
Inventors: 黄魁; 桑春雷; 李建辉
Original assignee: Lanzhou Jiaotong University
Current assignee: Lanzhou Jiaotong University
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2030-02-14

Abstract

本实用新型公开了一种装配式多生物协同脱泥装置，包括架体，架体自上而下设置土壤层、滤料层和集水层，土壤层和滤料层之间设置抽屉式托板，其底板上设有渗水孔，各层填料置于各自的抽屉式托板内，土壤层中放置蚯蚓、土壤和待处理污泥，土壤层的表层种植植物，集水层的四周及底部封闭，集水层上设置出水口；土壤层和滤料层并列设置两列形成两个处理单元；滤料层为上部两层陶粒层和下部麦饭石层。本实用新型利用多生物协同作用，集物理过滤、吸附、好氧分解和污泥处理等功能于一体，污泥减量率达80％，污泥中COD的去除率达60％，NH₃‑N去除率达90％。装置结构简单，组装和拆卸方便，两处理单元交替运行，可连续运行省去脱水工艺，同时生产出高效生物有机肥。

Description

一种装配式多生物协同脱泥装置

技术领域

本实用新型属于环境工程生物产能技术领域，尤其涉及一种装配式多生物协同脱泥装置。

背景技术

我国污水处理厂“重水轻泥”，对于污泥的处理处置不够重视，现运行的大中型污水处理厂大都采用大型机械脱泥法对污泥进行处理，相对于小型或者农村污水处理厂而言，大型机械拖泥设备投资和能耗大，性价比低，且脱水后污泥的处理处置以及如何使其达到资源最大化利用是一大难题。蚯蚓和植物系统能够通过协同作用，将有机废弃物转换为肥沃的有机肥料，利用蚯蚓和植物处理城市污水厂的剩余污泥，既解决了污水处理厂污泥处理处置问题，又净化了环境。但现有的蚯蚓植物微生物滤池也存在一些问题，如易堵塞，难以连续运行，更换困难等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种装配式多生物协同脱泥装置，旨在解决上述背景技术中现有的蚯蚓植物微生物滤池进行污泥处理时，反应器易堵塞，难以更换填料和持续运行等问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种装配式多生物协同脱泥装置，包括架体，所述架体自上而下依次设置土壤层、滤料层和集水层，所述土壤层和滤料层之间通过插放抽屉式托板进行隔离，所述土壤层和滤料层的填料置于各自的抽屉式托板内，所述抽屉式托板的底板上设有渗水孔，所述土壤层中放置蚯蚓、土壤和待处理污泥，土壤层的表层种植植物，所述集水层的四周及底部封闭，集水层上设置出水口。

优选地，所述土壤层和滤料层并列设置两列，所述集水层位于两列滤料层的底部，每列土壤层、滤料层和集水层为一个处理单元。

优选地，所述滤料层自上而下依次设置上层陶粒层、下层陶粒层和麦饭石层，所述上层陶粒层、下层陶粒层和麦饭石层之间通过插放抽屉式托板进行隔离。

优选地，所述土壤层的高度大于上层陶粒层或下层陶粒层的高度，所述上层陶粒层的高度和下层陶粒层相同，所述上层陶粒层或下层陶粒层的高度大于麦饭石层的高度。

优选地，所述上层陶粒层和下层陶粒层中装填的陶粒直径为3-5mm，所述麦饭石层中装填的麦饭石直经为12-16mm。

优选地，所述抽屉式托板的两侧设置滑轨，所述架体上相应的土壤层、上层陶粒层、下层陶粒层及麦饭石层也设置滑轨。

优选地，所述渗水孔的直径为8-10mm。

优选地，所述集水层的底部倾斜设置，所述出水口设置于集水层的低端处。

优选地，所述植物采用黄菖蒲。

相比于现有技术的缺点和不足，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型利用蚯蚓、植物及土壤中的微生物的协同作用对污泥进行处理，集物理过滤、吸附、好氧分解和污泥处理等功能于一体，利用滤料和土壤的截留，蚯蚓和微生物分解污泥中的有机物和营养物并促进含氮物质的硝化与反硝化作用，借助植物根系对浓缩污泥吸附、截留的生态功能，提高蚯蚓处理浓缩池中的剩余污泥的效果，不仅可以省去脱水工艺，而且可以生产出高效的生物有机肥，使其达到减量化、稳定化、无害化和资源化的现实意义。

(2)本实用新型采用两个脱泥处理单元，两个处理单元交替进行脱泥处理，方便更换填料，可实现持续运行，提高了运行效率。

(2)本实用新型采用抽屉式托板结构，降低了故障率，安全可靠性，方便装置材料的填装和日常的维修保养工作。

(3)本实用新型对污泥减量率达80％，污泥中COD的去除率达60％，NH₃-N去除率达90％。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的装配式多生物协同脱泥装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的架体的结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的抽屉式托板的结构示意图。

图中：1-土壤层；2-上层陶粒层；3-下层陶粒层；4-麦饭石层；5-集水层；6-植物；7-抽屉式托板；8-出水口；9-滑轨；10-渗水孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1-3，本实用新型提供的装配式多生物协同脱泥装置，包括架体，架体结构如图2所示，架体自上而下依次设置土壤层1、上层陶粒层2、下层陶粒层3和麦饭石层4和集水层5，土壤层1、上层陶粒层2、下层陶粒层3和麦饭石层4并列设置两列，集水层5位于两列麦饭石层4的底部，可同时收集两列麦饭石层4中渗出的水分。每一列土壤层1、上层陶粒层2、下层陶粒层3和麦饭石层4为一个处理单元，两列为两个处理单元，两个处理单元交替进行脱泥处理，方便更换填料，可实现持续运行。除集水层5外，其它各层之间通过插放抽屉式托板7进行隔离，各层的填料分别置于各自的抽屉式托板7内，抽屉式托板7的结构如图3所示，抽屉式托板7的底板上设有渗水孔10，渗水孔10一方面用于污泥处理后水的下渗，另一方面可用作蚯蚓在土壤层1和滤料层之间的上下穿行通道，该结构能解决反应器脱泥处理过程中的堵塞问题。上层陶粒层2、下层陶粒层3和麦饭石层4为滤料层，陶粒和麦饭石选用的直径分别为3-5mm和12-16mm，滤料层表面可形成生物膜，以此构成生物滤池。土壤层1中投放蚯蚓、放置土壤和待处理污泥，土壤为蚯蚓和植物的生长提供生存环境，蚯蚓、植物以及土壤中的微生物协同作用，通过分解吸收将浓缩污泥中的有机物进行处理。土壤层1的表层种植植物6，适应性植物6选用黄菖蒲，可做景观植物用，利用蚯蚓和植物的共同作用，可使剩余污泥达到减量化，同时可吸附、转化剩余污泥中的有毒有害物质，土壤亦有截留作用。集水层5的四周及底部封闭，集水层5上设置出水口8，集水层5收集处理后的水并由出水口8排出，为方便处理后水的顺利排出，将集水层5的底部倾斜设置，将出水口8设置在集水层5的低端处。

为了提高滤料层的过滤效果，将土壤层1的高度设置为大于上层陶粒层2或下层陶粒层3的高度，上层陶粒层2的高度和下层陶粒层3相同，上层陶粒层2或下层陶粒层3的高度大于麦饭石层4的高度。

为便于装填材料以及简化日常的设备维修保养工作，每层之间的托板采用抽屉式托板7，可在抽屉式托板7的两侧设置滑轨9，相应的，架体上土壤层1、上层陶粒层2、下层陶粒层3及麦饭石层4中插放抽屉式托板7的位置处也与抽屉式托板7相适配的滑轨9，托板采用抽屉式，可使作用力向四周扩散，确保了抽屉水平和垂直方向的稳定性。

实施例1

土壤层1总高度为10cm，土壤层1表面种植湿地植物石菖蒲，并于土壤层内接种60条蚯蚓，上层陶粒层2和下层陶粒层3的高度均为7.5cm，麦饭石层4的高度为5cm，集水层高度约10cm，渗水孔10的直径为8-10mm。

本实用新型中蚯蚓、植物、微生物协同作用的发挥：

微生物以污水中胶体态和溶解性有机物为食料而生存繁殖，并在土壤载体或填料颗粒表面形成生物膜。植物以土壤为生存介质，对污泥中无机物和营养元素进行吸收。蚯蚓以滤床中的生物膜作为营养源，经吸收消化和分解利用，实现污泥的减量化和稳定化。蚯蚓在处理装置中与微生物存在着协同共生的作用，蚯蚓粪对微生物的生长和繁殖也提供了良好的生存基质。在觅食过程中蚯蚓上下运动，对土壤和填料起到了疏松作用，使之保持较好的通气环境，有利于污染物的进一步降解。

本实用新型实用方法：

使用时可将整个装置置于特定的底座或支架上，确保土壤层和滤料层水平稳定，便于各部分拆卸。本实用新型左侧一列处理单元的土壤中接入了蚯蚓，蚯蚓具有提高土壤通气透水性能和促进有机物分解转化等生态功能，土壤层中接种的蚯蚓在污泥饲养环境下，进行一段时间的培养和驯化；然后逐天向装置土壤层中投加城市生活污水处理厂的剩余污泥，投加污泥采用间歇投加的方法，每日进泥一次，每周间歇停运一日，每次投加的新鲜浓缩污泥体积为2000ml(污泥投加量根据反应器尺寸及蚯蚓投加量加以调节)。滤料对土壤层出水进行过滤和吸附，由于微生物的存在，滤料表层还会形成生物膜，可进一步对出水水质进行净化，以达到一定的排放或回流要求；集水层汇集最终出水，可根据出水水质选择外排或回流处理。

待左侧一列处理单元运行1个月后，右侧一列处理单元按照相同的模式开始再次进泥处理1个月。右侧一列处理单元运行期间，对左侧一列处理单元停运进行更换填料。然后再运行左侧一列处理单元1个月，同时对右侧一列处理单元停运进行更换填料。如此两列处理单元交替循环进行，实现脱泥处理的连续使用。

对处理后的污泥进行检测分析，发现本实用新型对污泥减量率达80％，污泥中COD的去除率达60％，NH₃-N去除率达90％。滑轨抽屉式托板使作用力向四周扩散，确保了抽屉水平和垂直方向的稳定性，保障了运行的安全可靠性。

本实用新型可改变现有的小型污泥处理技术，提供一种节能、高效的处理方案。其中，脱泥装置上部土壤层因种植有植物，具有观赏效果；蚯蚓、植物和微生物协同作用将原污泥中有机物质进行分解，且蚯蚓会通过摄食分解污泥中的有毒有害物质，解决了现有污泥处理技术最终脱水污泥中有毒有害物含量较高、脱水污泥难以处置的问题。本实用新型采用抽屉式托板解决了承载力差，运行不稳定的缺点，提高了运行效率，保障了安全可靠性，方便了材料的填装和日常的维修保养工作。本实用新型最终处理产物因其含有蚯蚓粪，可作为高效有机肥进行利用，更好地实现了污泥的资源化和无害化。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种装配式多生物协同脱泥装置，其特征在于，包括架体，所述架体自上而下依次设置土壤层、滤料层和集水层，所述土壤层和滤料层之间通过插放抽屉式托板进行隔离，所述土壤层和滤料层的填料置于各自的抽屉式托板内，所述抽屉式托板的底板上设有渗水孔，所述土壤层中放置蚯蚓、土壤和待处理污泥，土壤层的表层种植植物，所述集水层的四周及底部封闭，集水层上设置出水口。

2.如权利要求1所述的装配式多生物协同脱泥装置，其特征在于，所述土壤层和滤料层并列设置两列，所述集水层位于两列滤料层的底部，每列土壤层、滤料层和集水层为一个处理单元。

3.如权利要求2所述的装配式多生物协同脱泥装置，其特征在于，所述滤料层自上而下依次设置上层陶粒层、下层陶粒层和麦饭石层，所述上层陶粒层、下层陶粒层和麦饭石层之间通过插放抽屉式托板进行隔离。

4.如权利要求3所述的装配式多生物协同脱泥装置，其特征在于，所述土壤层的高度大于上层陶粒层或下层陶粒层的高度，所述上层陶粒层的高度和下层陶粒层相同，所述上层陶粒层或下层陶粒层的高度大于麦饭石层的高度。

5.如权利要求4所述的装配式多生物协同脱泥装置，其特征在于，所述上层陶粒层和下层陶粒层中装填的陶粒直径为3-5mm，所述麦饭石层中装填的麦饭石直经为12-16mm。

6.如权利要求3所述的装配式多生物协同脱泥装置，其特征在于，所述抽屉式托板的两侧设置滑轨，所述架体上相应的土壤层、上层陶粒层、下层陶粒层及麦饭石层也设置滑轨。

7.如权利要求1所述的装配式多生物协同脱泥装置，其特征在于，所述渗水孔的直径为8-10mm。

8.如权利要求1所述的装配式多生物协同脱泥装置，其特征在于，所述集水层的底部倾斜设置，所述出水口设置于集水层的低端处。

9.如权利要求1所述的装配式多生物协同脱泥装置，其特征在于，所述植物采用黄菖蒲。