公布日：2023.10.10
申請日：2018.05.11
分類號：C02F11/04(2006.01)I;C02F11/18(2006.01)I;B01D53/04(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)污泥干化穩(wěn)定化的處理方法，以重量計，將有機(jī)污泥脫水至含水率為60％-80％；將活化后的嗜熱復(fù)合菌和脫水后的有機(jī)污泥置于發(fā)酵倉中，邊攪拌邊升溫加熱，同時監(jiān)測攪拌的混合物的溫度；設(shè)定預(yù)設(shè)溫度為55～80℃，并且在1小時內(nèi)升溫加熱至所述預(yù)設(shè)溫度，為嗜熱復(fù)合菌的發(fā)酵溫度；如果混合物的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，則停止加熱；如果混合物的溫度低于預(yù)設(shè)值，則繼續(xù)加熱，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度有機(jī)污泥進(jìn)行好氧發(fā)酵24～48小時獲得發(fā)酵產(chǎn)物。本發(fā)明提供的處理方法對有機(jī)污泥進(jìn)行高溫好氧發(fā)酵，在嗜熱復(fù)合菌發(fā)酵自產(chǎn)熱不足以維持高溫時輔助加熱，能夠快速處理有機(jī)污泥，使其快速干化穩(wěn)定化，縮短有機(jī)污泥處理周期，提高處理效率。
權(quán)利要求書
1.一種有機(jī)污泥干化穩(wěn)定化的處理方法，其特征在于，步驟如下：步驟一：對有機(jī)污泥進(jìn)行脫水處理，脫水至有機(jī)污泥的含水率為60％-80％，含水率以重量計；步驟二：對嗜熱復(fù)合菌進(jìn)行活化處理；步驟三：將步驟二中活化后的嗜熱復(fù)合菌和步驟一種脫水后的有機(jī)污泥置于處理裝置的發(fā)酵倉中，邊攪拌邊升溫加熱，同時監(jiān)測攪拌的混合物的溫度；步驟四：設(shè)定預(yù)設(shè)溫度，其溫度為嗜熱復(fù)合菌的發(fā)酵溫度；如果混合物的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，則停止加熱；如果混合物的溫度低于預(yù)設(shè)值，則繼續(xù)加熱，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度有機(jī)污泥進(jìn)行好氧發(fā)酵24～48小時獲得發(fā)酵產(chǎn)物；所述處理裝置包括發(fā)酵倉(1)；所述發(fā)酵倉(1)底部設(shè)置有出料口(3)，所述發(fā)酵倉(1)頂部設(shè)置有進(jìn)料口(2)、排氣口(4)；所述發(fā)酵倉(1)內(nèi)部設(shè)置有加熱裝置以及發(fā)酵倉(1)外壁的保溫加熱層(6)；所述發(fā)酵倉(1)外部還連接有攪拌裝置、溫度檢測裝置，且攪拌裝置、溫度檢測裝置都延伸至發(fā)酵倉(1)內(nèi)部；所述處理裝置還包括控制裝置，控制裝置通過信號分別連接加熱裝置、溫度檢測裝置以及攪拌裝置；所述的攪拌裝置包括攪拌槳(7)、攪拌主軸(8)和攪拌電機(jī)(9)；所述攪拌主軸(8)貫穿發(fā)酵倉(1)內(nèi)部；位于發(fā)酵倉(1)內(nèi)部攪拌主軸(8)的側(cè)面上設(shè)置有攪拌槳(7)；攪拌主軸(8)在發(fā)酵倉(1)外部與攪拌電機(jī)(9)連接；所述嗜熱復(fù)合菌為芽孢桿菌，包括枯草芽胞桿菌和解淀粉芽孢桿菌，枯草芽胞桿菌：解淀粉芽孢桿菌＝1：1；所述預(yù)設(shè)溫度為55～80℃，并且在1小時內(nèi)升溫加熱至所述預(yù)設(shè)溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述的活化處理具體為：采用木屑、米糠或者秸稈作為輔料，將輔料：嗜熱復(fù)合菌＝100：1的比例混合，通風(fēng)攪拌，并且控制體系溫度，使其反應(yīng)24h，完成菌種活化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述步驟三中活化后的嗜熱復(fù)合菌種：脫水后的有機(jī)污＝2:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述步驟四結(jié)束后，進(jìn)行步驟五：取部分發(fā)酵產(chǎn)物作為新的活化后的嗜熱復(fù)合菌，和新的脫水后的有機(jī)污泥置于所述處理裝置的發(fā)酵倉中，邊攪拌邊升溫加熱，同時監(jiān)測攪拌的混合物的溫度；設(shè)定預(yù)設(shè)溫度，其溫度為嗜熱復(fù)合菌的發(fā)酵溫度；如果混合物的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，則停止加熱；如果混合物的溫度低于預(yù)設(shè)值，則繼續(xù)加熱，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度有機(jī)污泥進(jìn)行好氧發(fā)酵24～48小時獲得發(fā)酵產(chǎn)物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理方法，其特征在于，重復(fù)所述步驟五，實現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的處理方法，其特征在于，所述部分發(fā)酵產(chǎn)物與新的待處理的有機(jī)污泥的比例為2：1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述的保溫加熱層(6)由保溫隔熱材料和夾層構(gòu)成，夾層內(nèi)是熱介質(zhì)，熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油或者熱水，熱介質(zhì)內(nèi)設(shè)置溫度探頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述發(fā)酵倉(1)還包括通風(fēng)裝置和除臭裝置；所述發(fā)酵倉(1)上設(shè)置的排氣口(4)通過通風(fēng)裝置氣路連接除臭裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述發(fā)酵倉(1)上游還設(shè)置有機(jī)污泥進(jìn)料裝置、有機(jī)污泥混料裝置以及有機(jī)污泥脫水裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述發(fā)酵倉(1)側(cè)面設(shè)置有觀察窗(5)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，公開了一種有機(jī)污泥干化穩(wěn)定化快速處理裝置及處理方法，通過設(shè)計一種簡易的有機(jī)污泥的處理設(shè)備，同時利用該設(shè)備的有機(jī)污泥快速處理的方法，可以縮短發(fā)酵時間，提高有機(jī)污泥處理效率，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
本發(fā)明的有機(jī)污泥干化穩(wěn)定化快速處理裝置包括發(fā)酵倉，發(fā)酵倉的構(gòu)型可以根據(jù)需要設(shè)計成不同的，但要提供足夠的容積、良好的傳導(dǎo)系數(shù)，發(fā)酵倉內(nèi)部有溫度探頭，可監(jiān)測物料溫度。
發(fā)酵倉底部設(shè)置有出料口，發(fā)酵倉頂部設(shè)置有進(jìn)料口、排氣口；所述的發(fā)酵倉內(nèi)部設(shè)置有加熱裝置以及保溫加熱層，保溫加熱層作為保溫裝置。通過加熱裝置對發(fā)酵倉的內(nèi)部物料進(jìn)行加熱；發(fā)酵倉外部還連接有攪拌裝置、溫度檢測裝置，且攪拌裝置、溫度檢測裝置都延伸至發(fā)酵倉內(nèi)部；溫度檢測裝置安裝在所述發(fā)酵倉上并延伸至發(fā)酵倉的內(nèi)部用于檢測發(fā)酵倉的內(nèi)部物料的溫度，溫度檢測裝置是溫度傳感器；攪拌裝置安裝在發(fā)酵倉上并延伸至發(fā)酵倉的內(nèi)部用于對發(fā)酵倉內(nèi)部物料進(jìn)行攪拌；所述的處理裝置還包括控制裝置，控制裝置通過信號分別連接加熱裝置、溫度檢測裝置以及攪拌裝置。
攪拌裝置包括攪拌槳、攪拌主軸和攪拌電機(jī)；攪拌主軸貫穿發(fā)酵倉；位于發(fā)酵倉內(nèi)部攪拌主軸的側(cè)面上設(shè)置有攪拌槳；攪拌主軸在發(fā)酵倉外部與攪拌電機(jī)連接。攪拌槳需提供良好的攪拌效果，攪拌主軸和攪拌電機(jī)應(yīng)根據(jù)物料承受攪拌阻力和提供攪拌動力。
進(jìn)一步，所述的保溫加熱層由保溫隔熱材料和夾層構(gòu)成，夾層內(nèi)是熱介質(zhì)，熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油或者熱水，熱介質(zhì)內(nèi)設(shè)置溫度探頭�？梢愿鶕�(jù)實際情況，選擇導(dǎo)熱油或者熱水作為介質(zhì)。保溫加熱層設(shè)置在發(fā)酵倉外壁，使得本裝置具備保溫效果。加熱裝置可以對熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，將熱量傳遞給物料。
進(jìn)一步，所述的處理裝置還包括通風(fēng)裝置和除臭裝置；其中發(fā)酵倉上設(shè)置的排氣口，所述排氣口通過通風(fēng)裝置氣路連接除臭裝置。保證發(fā)酵過程有充足的氧氣濃度，并將發(fā)酵過程產(chǎn)生的水蒸氣和臭氣抽出至除臭裝置，除去氣體中的有毒成分，從而達(dá)到氣體排放要求。除臭裝置可以是除臭塔。例如內(nèi)置式除臭塔，內(nèi)置式除臭塔內(nèi)設(shè)有活性吸附劑，可吸附除去氣體中的有毒成分，從而達(dá)到氣體排放要求。
進(jìn)一步，所述的處理裝置的發(fā)酵倉上游還設(shè)置有機(jī)污泥進(jìn)料裝置、有機(jī)污泥混料裝置以及有機(jī)污泥脫水裝置。有機(jī)污泥脫水裝置設(shè)置在所述發(fā)酵容器的上游，通過所述有機(jī)污泥脫水裝置脫水后的有機(jī)污泥進(jìn)行后續(xù)發(fā)酵處理。有機(jī)污泥脫水裝置可以是螺旋擠壓脫水裝置。
進(jìn)一步，所述處理裝置的發(fā)酵倉側(cè)面設(shè)置有觀察窗。
本發(fā)明還公開了一種利用上述的有機(jī)污泥干化穩(wěn)定化快速處理裝置的處理方法，步驟如下：
步驟一：對有機(jī)污泥進(jìn)行脫水處理，脫水至有機(jī)污泥的含水率為60％重量-80％重量；所謂有機(jī)污泥，是指在污水處理過程中產(chǎn)生的污泥。污水可以是生活污水，也可以是工業(yè)廢水。為了先一步降低有機(jī)污泥中的水分，降低負(fù)荷，對有機(jī)污泥進(jìn)行脫水處理。通過脫水處理可將有機(jī)污泥的含水率降低至60％重量-80％重量。
步驟二：對嗜熱復(fù)合菌進(jìn)行活化處理；其中嗜熱復(fù)合菌是在高溫條件下(例如55-80℃)才能高效分解有機(jī)物并釋放熱量的菌，也可以是其他的嗜熱菌。
步驟三：將活化后的嗜熱復(fù)合菌和有機(jī)污泥放置在一起，置于發(fā)酵倉中，邊攪拌邊升溫加熱，同時監(jiān)測攪拌的混合物的溫度；從而使嗜熱復(fù)合菌對有機(jī)污泥進(jìn)行高溫好氧發(fā)酵獲得發(fā)酵產(chǎn)物，由此通過加熱使嗜熱復(fù)合菌迅速發(fā)酵，并在嗜熱復(fù)合菌發(fā)酵自產(chǎn)熱不足以維持高溫時輔助加熱，因此，能夠快速處理有機(jī)污泥，使其快速干化穩(wěn)定化，從而縮短有機(jī)污泥處理周期；
步驟四：設(shè)定預(yù)設(shè)的溫度值，其溫度為嗜熱復(fù)合菌的發(fā)酵溫度；所述預(yù)設(shè)值根據(jù)需要設(shè)定，主要根據(jù)所述嗜熱復(fù)合菌的發(fā)酵溫度確定。
如果混合物的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，則停止加熱；
如果混合物的溫度低于預(yù)設(shè)值，則繼續(xù)加熱，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度有機(jī)污泥進(jìn)行好氧發(fā)酵24～48小時獲得發(fā)酵產(chǎn)物；為了使得有機(jī)污泥發(fā)酵完全和達(dá)到無害化要求，好氧發(fā)酵的時間為24～48小時。
步驟五：發(fā)酵結(jié)束后，排除部分物料，留一小部分物料。取步驟四中小部分的發(fā)酵產(chǎn)物取代活化的嗜熱復(fù)合菌，與新的待處理的有機(jī)污泥進(jìn)行混合發(fā)酵，發(fā)酵24～48小時，達(dá)到污泥含水率低于35％的要求，重復(fù)步驟三～步驟四，實現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵。每次排出大部分的發(fā)酵產(chǎn)物，而留下小部分的發(fā)酵產(chǎn)物與新的有機(jī)污泥進(jìn)行混合發(fā)酵，以留下的小部分的發(fā)酵產(chǎn)物中的嗜熱復(fù)合菌來進(jìn)行新的有機(jī)污泥的干化穩(wěn)定化處理，實現(xiàn)持續(xù)發(fā)酵的目的。留的物料的一小部分取決于下一個反應(yīng)周期投加的量。比如下一個周期投加500kg新的待處理的污泥，則留1000kg污泥。保證發(fā)酵產(chǎn)物與新的待處理的有機(jī)污泥比例為2：1，以獲取最佳反應(yīng)條件，可以達(dá)到較好的效果。如果低于此比例，則發(fā)酵時間會增加。排除的物料，根據(jù)要處理的污泥中有害物質(zhì)的量(主要是重金屬)，如果不超標(biāo)，則可以作為綠化用土。如果超標(biāo)，則需進(jìn)行填埋處理。
進(jìn)一步，所述的活化處理具體為：采用木屑、米糠或者秸稈作為輔料，將輔料：菌種＝100：1的比例混合，通風(fēng)攪拌，并且控制體系溫度，使其反應(yīng)24h，完成菌種活化。輔料選擇木屑例如香樟木木屑(各種類型木屑均可，起到支撐和提供有機(jī)碳作用)和米糠例如稻米米糠(稻谷加工過程中產(chǎn)生的米糠、礱糠和統(tǒng)糠均可)。
進(jìn)一步，所述的嗜熱復(fù)合菌為芽孢桿菌，包括枯草芽胞桿菌、解淀粉芽孢桿菌。
進(jìn)一步，所述的發(fā)酵溫度為55-80℃，并且在1小時內(nèi)升溫加熱至設(shè)定溫度。因其反應(yīng)溫度高，因此分解有機(jī)物速率高，世代周期短，可大大縮短發(fā)酵時間。同時為了盡快使所述嗜熱復(fù)合菌發(fā)酵，混合物的溫度在加熱開始后1小時內(nèi)達(dá)到預(yù)設(shè)值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于：
1)使嗜熱復(fù)合菌對有機(jī)污泥進(jìn)行高溫好氧發(fā)酵獲得發(fā)酵產(chǎn)物，由此通過加熱使嗜熱復(fù)合菌迅速發(fā)酵，并在嗜熱復(fù)合菌發(fā)酵自產(chǎn)熱不足以維持高溫時輔助加熱，因此，能夠快速處理有機(jī)污泥，使其快速干化穩(wěn)定化，從而縮短有機(jī)污泥處理周期，提高有機(jī)污泥處理效率。
2)本發(fā)明的裝置中包括發(fā)酵容器(發(fā)酵倉)、加熱裝置、溫度檢測裝置、控制裝置和攪拌裝置，控制裝置分別信號連接加熱裝置、溫度檢測裝置和攪拌裝置；加熱裝置快速加熱使嗜熱復(fù)合菌迅速發(fā)酵，并在嗜熱復(fù)合菌發(fā)酵自產(chǎn)熱不足以維持高溫時輔助加熱，因此，能夠快速處理有機(jī)污泥，使其快速干化穩(wěn)定化，從而縮短有機(jī)污泥處理周期，提高有機(jī)污泥處理效率，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
3)利用本發(fā)明的方法能夠快速處理有機(jī)污泥，使其快速干化穩(wěn)定化，從而縮短有機(jī)污泥處理周期，提高有機(jī)污泥處理效率，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用；其次，本發(fā)明的方法和設(shè)備配套使用的微生物菌種，其能夠高效的分解有機(jī)污泥中的有機(jī)物，發(fā)酵產(chǎn)熱，并且去除污泥中的水分，提高發(fā)酵的效率，縮短反應(yīng)周期，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。
（發(fā)明人：殷瞻遠(yuǎn);張向東;潘澤新）
