本發(fā)明公開了一種推移式污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)及其應(yīng)用方法，包括發(fā)酵倉、進(jìn)料裝置、供氣裝置、物料攪拌和推移裝置、廢氣凈化裝置及出料裝置，應(yīng)用時將待處理的污水處理剩余污泥與生物質(zhì)、腐熟污泥混合均勻，下料至發(fā)酵倉內(nèi)發(fā)酵的同時不斷向前推移，所得腐熟污泥連續(xù)出料。本發(fā)明的系統(tǒng)，可連續(xù)進(jìn)料、發(fā)酵、出料，運(yùn)行穩(wěn)定，提高了發(fā)酵倉等設(shè)備的循行效率，便于實現(xiàn)自動化和高水平的維護(hù)管理。

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種推移式污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)，其特征是：包括發(fā)酵倉(1)，所述發(fā)酵倉(1)的一側(cè)為進(jìn)料端、相對的另一側(cè)為出料端;所述發(fā)酵倉整體向出料端傾斜;

　　在所述發(fā)酵倉(1)的進(jìn)料端設(shè)置有進(jìn)料口(1A)，所述進(jìn)料口(1A)與發(fā)酵倉配料平臺(2)相連，在所述進(jìn)料口(1A)處設(shè)置有混料進(jìn)料一體機(jī)(3);

　　在所述發(fā)酵倉(1)內(nèi)、沿所述發(fā)酵倉(1)的長度方向設(shè)置有中空轉(zhuǎn)動軸(4)，所述中空轉(zhuǎn)動軸(4)通過驅(qū)動電機(jī)(11)驅(qū)動;沿所述中空轉(zhuǎn)動軸(4)的軸向設(shè)置有中空葉片(5)，所述中空轉(zhuǎn)動軸(4)的中空結(jié)構(gòu)與所述中空葉片(5)的中空結(jié)構(gòu)連通;在所述中空葉片(5)的背面開設(shè)有釋氣孔(6);

　　設(shè)置供氧風(fēng)機(jī)(9)，所述供氧風(fēng)機(jī)(9)通過供氧管路(10)連通至中空轉(zhuǎn)動軸(4)的中空結(jié)構(gòu);

　　在所述發(fā)酵倉(1)上還設(shè)置有廢氣出口(7)，所述廢氣出口(7)連接廢氣抽風(fēng)機(jī)(8);

　　在發(fā)酵倉屋面(12)上方設(shè)置有網(wǎng)格狀生物填料支撐層(13)，在所述生物填料支撐層(13)上設(shè)置有生物填料層(15);所述發(fā)酵倉(1)的屋面與所述生物填料支撐層(13)之間形成布?xì)猹M縫(14);所述抽風(fēng)機(jī)(8)的出氣口引入至所述布?xì)猹M縫(14)中;在向出料端傾斜的發(fā)酵倉屋面(12)最低側(cè)設(shè)置有凝結(jié)水收集槽(16);

　　在所述發(fā)酵倉(1)的出料側(cè)設(shè)置有發(fā)酵倉出料口(17)，在所述發(fā)酵倉出料口(17)外設(shè)置有腐熟污泥輸出機(jī)(18)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推移式污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)，其特征是：所述發(fā)酵倉整體向出料端傾斜的角度為1-10°。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推移式污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)，其特征是：所述發(fā)酵倉屋面(12)的外表面設(shè)置有環(huán)氧樹脂涂層。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推移式污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)，其特征是：所述發(fā)酵倉(1)呈圓筒狀。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推移式污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)，其特征是：所述中空葉片(5)為整體式的中空螺旋葉片;或所述中空葉片(5)為沿中空轉(zhuǎn)動軸軸向呈螺旋狀排列的多個單獨的中空葉片，各中空葉片(5)朝向出料端傾斜。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推移式污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)，其特征是：在所述發(fā)酵倉配料平臺(2)上設(shè)置有皮帶秤(2A)，所述皮帶秤(2A)連接至混料進(jìn)料一體機(jī)(3)。

　　7.一種權(quán)利要求1～6中任意一項所述系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　(1)將待處理的污泥、生物質(zhì)和腐熟污泥按照質(zhì)量比2～10:2:1在進(jìn)料地面平臺(2)計量并輸送到混料進(jìn)料一體機(jī)(3)內(nèi)混料均勻，所得混合物料輸送到發(fā)酵倉(1)中;

　　(2)在驅(qū)動電機(jī)(11)的驅(qū)動下，發(fā)酵倉內(nèi)的中空轉(zhuǎn)動軸(4)轉(zhuǎn)動，帶動中空葉片(5)攪拌混合物料，同時將混合物料向出料端推移，混合物料在發(fā)酵倉內(nèi)停留時間為3～6d;

　　(3)好氧發(fā)酵所需空氣由供氧風(fēng)機(jī)(9)及供氧管路(10)進(jìn)入發(fā)酵倉(1)的中空轉(zhuǎn)動軸(4)，再進(jìn)入中空葉片(5)，并通過中空葉片(5)背面的釋氣孔(6)釋放到物料中，為微生物好氧發(fā)酵供氧;

　　(4)發(fā)酵后的腐熟污泥從發(fā)酵倉出料口(17)連續(xù)出料，并用腐熟污泥輸出機(jī)(18)輸送;

　　(5)發(fā)酵倉的廢氣出口(7)連接廢氣抽風(fēng)機(jī)(8)維持發(fā)酵倉內(nèi)負(fù)壓;廢氣抽風(fēng)機(jī)(8)將發(fā)酵艙內(nèi)廢氣輸送到布?xì)猹M縫(14)中，氣流透過生物填料支撐層(13)，經(jīng)生物填料層(15)凈化后釋放到大氣中;氣流中的水汽凝結(jié)后滴到發(fā)酵倉屋面，然后自流到凝結(jié)水收集槽(16)。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，其特征在于：步驟(4)中，腐熟污泥的一部分輸送到進(jìn)料地面平臺(2)與污泥、生物質(zhì)一起進(jìn)入混料進(jìn)料一體機(jī)，作為污泥好氧快速發(fā)酵嗜高溫微生物菌源，剩余部分輸送到腐熟污泥儲庫內(nèi)自然通風(fēng)堆存20-40d進(jìn)一步穩(wěn)定后銷售。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，其特征在于：步驟(5)中，凝結(jié)水收集槽(16)內(nèi)的凝結(jié)水經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)排放。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，其特征在于：步驟(1)中，所述生物質(zhì)為秸稈廢棄物、庭院清掃垃圾和園林廢棄物中的至少一種破碎獲得的長度不大于10cm的物料，含水率不高于30%。

　　說明書

　　一種推移式污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)及其應(yīng)用方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種推移式污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)及其應(yīng)用方法。

　　背景技術(shù)

　　生活污泥是生活污水處理過程中產(chǎn)生的殘余物，壓濾污泥含水率大約80%，其中富含微生物、有機(jī)質(zhì)，是含水量高的不穩(wěn)定有機(jī)廢物。隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程和生活污水截留率處理率的提高，剩余污泥量急劇增加。生活污水處理剩余污泥年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到4000萬噸，每年處理費(fèi)用達(dá)數(shù)百億元。

　　目前我國污泥處理方式主要有填埋、堆肥、自然干化、焚燒等方式，這四種處理方法的占比分別為65%、15%、6%、3%。表明我國污泥處理方式仍以填埋為主，大量污泥沒有得到規(guī)范化的處理，直接造成了“二次污染”，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。污泥中含有大量的有機(jī)物和植物生長所需的N、P、K營養(yǎng)元素，早期污泥的處置中污泥的土地利用很受歡迎。然而，隨著人們對環(huán)境問題的重視，污泥中含有的重金屬、有毒有害有機(jī)污染物質(zhì)作為土地利用安全風(fēng)險受到高度關(guān)注，使得污泥的土地利用逐漸被焚燒所代替。但污泥焚燒也會向空氣中釋放重金屬及顆粒污染物，同樣對人類造成極大的危害。

　　隨著傳統(tǒng)污泥處置方式弊端的逐漸顯現(xiàn)和對公共環(huán)境要求的提高，以及人們逐漸意識到污泥是寶貴的可利用資源，污泥資源化回收處理就越來越得到廣泛的關(guān)注。污泥資源化處理一方面降低了污泥中污染物的含量，另一方面使其成為可利用的資源。污泥資源化的技術(shù)路徑、技術(shù)方法以及有關(guān)的裝備受到高度重視。

　　專利CN201910645363.3公開了一種葦秣和污泥堆肥處理生產(chǎn)有機(jī)肥的生產(chǎn)機(jī)構(gòu)，包括原料車間、發(fā)酵車間、陳化車間以及制肥車間。原料車間內(nèi)設(shè)有輔料倉、混合機(jī)，發(fā)酵車間內(nèi)設(shè)有發(fā)酵池，發(fā)酵池通過皮帶布料裝置與混合機(jī)連接，發(fā)酵池內(nèi)設(shè)有翻堆裝置和曝氣裝置。

　　專利CN201910168375.1公開了一種分階段菌種控溫的自熱式污泥超高溫好氧堆肥方法及裝置，是通過接種復(fù)合菌劑實現(xiàn)階段性控溫的自熱式超高溫好氧堆肥，包括啟動階段、中溫階段、高溫階段、超高溫階段以及腐熟階段，堆肥裝置包括罐體、溫度和氧氣自動調(diào)節(jié)裝置、加菌裝置、攪拌裝置以及冷凝水導(dǎo)流槽。

　　專利CN201811566916.8公開了一種利用污泥與秸稈的連續(xù)式好氧動態(tài)堆肥工藝，是將污泥與粉碎的秸稈按1:2-2:1的質(zhì)量比混合作為原料并接種堆肥發(fā)酵劑，物料中加水并攪拌混勻混合料的含水率為50%-60%，將混合料連續(xù)輸送至堆肥機(jī)內(nèi)進(jìn)行好氧發(fā)酵，通過控制進(jìn)入堆肥機(jī)內(nèi)的風(fēng)速調(diào)節(jié)堆肥機(jī)內(nèi)的發(fā)酵溫度為45℃-55℃，發(fā)酵時間為3-5天，然后出料，出料的含水率為50%-55%，將出料堆放成堆垛，進(jìn)行陳化，保持通風(fēng)，控制堆垛內(nèi)部的溫度為40℃-65℃，陳化時間為15-20天，使堆料含水率下降至低于30%。

　　但是，現(xiàn)有的污泥堆肥設(shè)施和方法，都沒有在堆體保溫方面采取有效的措施，沒有很好的調(diào)節(jié)污泥的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，也沒有利用生物蒸發(fā)技術(shù)對污泥進(jìn)行脫水減量。污泥高含水率一直是污泥資源化利用的最主要障礙，如何調(diào)理污泥的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，提高氧氣在污泥的傳輸和水分的蒸發(fā)，降低污泥資源化處理的能耗和成本是污泥好氧堆肥資源化的關(guān)鍵。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為了克服目前生活污水處理剩余污泥處理方面存在的突出問題，本發(fā)明公開了一種推移式剩余污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)及其應(yīng)用方法，旨在為剩余污泥低能耗、低成本的資源化利用提供新的裝備和方法。

　　為實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

　　本發(fā)明首先公開了一種推移式污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)，其特點是：包括發(fā)酵倉，所述發(fā)酵倉的一側(cè)為進(jìn)料端、相對的另一側(cè)為出料端;所述發(fā)酵倉整體向出料端傾斜;

　　在所述發(fā)酵倉的進(jìn)料端設(shè)置有進(jìn)料口，所述進(jìn)料口與發(fā)酵倉配料平臺相連，在所述進(jìn)料口處設(shè)置有混料進(jìn)料一體機(jī);

　　在所述發(fā)酵倉內(nèi)、沿所述發(fā)酵倉的長度方向設(shè)置有中空轉(zhuǎn)動軸，所述中空轉(zhuǎn)動軸通過驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動;沿所述中空轉(zhuǎn)動軸的軸向設(shè)置有中空葉片，所述中空轉(zhuǎn)動軸的中空結(jié)構(gòu)與所述中空葉片的中空結(jié)構(gòu)連通;在所述中空葉片的背面開設(shè)有釋氣孔;

　　設(shè)置供氧風(fēng)機(jī)，所述供氧風(fēng)機(jī)通過供氧管路連通至中空轉(zhuǎn)動軸的中空結(jié)構(gòu);

　　在所述發(fā)酵倉上還設(shè)置有廢氣出口，所述廢氣出口連接廢氣抽風(fēng)機(jī);

　　在發(fā)酵倉屋面上方設(shè)置有網(wǎng)格狀生物填料支撐層，在所述生物填料支撐層上設(shè)置有生物填料層;所述發(fā)酵倉的屋面與所述生物填料支撐層之間形成布?xì)猹M縫;所述抽風(fēng)機(jī)的出氣口引入至所述布?xì)猹M縫中;在向出料端傾斜的發(fā)酵倉屋面最低側(cè)設(shè)置有凝結(jié)水收集槽;

　　在所述發(fā)酵倉的出料側(cè)設(shè)置有發(fā)酵倉出料口，在所述發(fā)酵倉出料口外設(shè)置有腐熟污泥輸出機(jī)。

　　進(jìn)一步地，所述發(fā)酵倉整體向出料端傾斜的角度為1-10°。

　　進(jìn)一步地，所述發(fā)酵倉屋面的外表面設(shè)置有環(huán)氧樹脂涂層。

　　進(jìn)一步地，所述發(fā)酵倉呈圓筒狀。

　　進(jìn)一步地，所述中空葉片為整體式的中空螺旋葉片;或所述中空葉片為沿中空轉(zhuǎn)動軸軸向呈螺旋狀排列的多個單獨的中空葉片，各中空葉片朝向出料端傾斜。

　　進(jìn)一步地，在所述發(fā)酵倉配料平臺上設(shè)置有皮帶秤，所述皮帶秤連接至混料進(jìn)料一體機(jī)。

　　本發(fā)明還公開了上述系統(tǒng)的應(yīng)用方法，包括如下步驟：

　　(1)將待處理的污泥、生物質(zhì)和腐熟污泥按照質(zhì)量比2～10:2:1在進(jìn)料地面平臺計量并輸送到混料進(jìn)料一體機(jī)內(nèi)混料均勻，所得混合物料輸送到發(fā)酵倉中;

　　(2)在驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動下，發(fā)酵倉內(nèi)的中空轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，帶動中空葉片攪拌混合物料，同時將混合物料向出料端推移，混合物料在發(fā)酵倉內(nèi)停留時間為3～6d;

　　(3)好氧發(fā)酵所需空氣由供氧風(fēng)機(jī)及供氧管路進(jìn)入發(fā)酵倉的中空轉(zhuǎn)動軸，再進(jìn)入中空葉片，并通過中空葉片背面的釋氣孔釋放到物料中，為微生物好氧發(fā)酵供氧;

　　(4)發(fā)酵后的腐熟污泥從發(fā)酵倉出料口連續(xù)出料，并用腐熟污泥輸出機(jī)輸送;

　　(5)發(fā)酵倉的廢氣出口連接廢氣抽風(fēng)機(jī)維持發(fā)酵倉內(nèi)負(fù)壓;廢氣抽風(fēng)機(jī)將發(fā)酵艙內(nèi)廢氣輸送到布?xì)猹M縫中，氣流透過生物填料支撐層，經(jīng)生物填料層凈化后釋放到大氣中;氣流中的水汽凝結(jié)后滴到發(fā)酵倉屋面，然后自流到凝結(jié)水收集槽。

　　進(jìn)一步地，步驟(4)中，腐熟污泥的一部分輸送到進(jìn)料地面平臺與污泥、生物質(zhì)一起進(jìn)入混料進(jìn)料一體機(jī)，作為污泥好氧快速發(fā)酵嗜高溫微生物菌源，剩余部分輸送到腐熟污泥儲庫內(nèi)自然通風(fēng)堆存20-40d進(jìn)一步穩(wěn)定后銷售。

　　進(jìn)一步地，步驟(5)中，凝結(jié)水收集槽內(nèi)的凝結(jié)水經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)排放。

　　進(jìn)一步地，步驟(1)中，所述生物質(zhì)為秸稈廢棄物、庭院清掃垃圾和園林廢棄物中的至少一種破碎獲得的長度不大于10cm的物料，含水率不高于30%。

　　本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

　　1、本發(fā)明的推移式污泥連續(xù)好氧發(fā)酵系統(tǒng)，可連續(xù)進(jìn)料、發(fā)酵、出料，運(yùn)行穩(wěn)定，提高了發(fā)酵倉等設(shè)備的循行效率，便于實現(xiàn)自動化和高水平的維護(hù)管理。發(fā)酵倉整體向出料端傾斜1-10°，發(fā)酵倉內(nèi)物料借助重力沿斜坡向下運(yùn)動，大幅度降低了推動物料連續(xù)出料的驅(qū)動力、能耗。

　　2、供氧風(fēng)機(jī)通過供氣管路與中空轉(zhuǎn)動軸連接，中空轉(zhuǎn)動軸的空心結(jié)構(gòu)與空心葉片的空心結(jié)構(gòu)連通，再通過葉片上的釋氣孔把空氣供應(yīng)到發(fā)酵物料中，形成良好、順達(dá)的發(fā)酵供氣系統(tǒng)。同時，固定在中空轉(zhuǎn)動軸上的中空葉片推動物料前移，并攪拌混合物料促進(jìn)氧氣傳遞。該結(jié)構(gòu)簡化了系統(tǒng)，提高了供氣效率，降低了好氧發(fā)酵供氣量，改善了發(fā)酵環(huán)境，降低了運(yùn)行成本。

　　3、高含水的剩余污泥與低含水率松散狀態(tài)的生物質(zhì)顆粒物(破碎的各類秸稈廢棄物、庭院清理垃圾、園林廢棄物)、高溫發(fā)酵腐熟物料混合，調(diào)理物料水分含量到適宜發(fā)酵的范圍(50-60%)，提高了待發(fā)酵物料的孔隙率和透氣性，改善了氧氣的傳質(zhì)。同時，生物質(zhì)好氧發(fā)酵產(chǎn)生的熱能，提高物料溫度和腐熟速度，增強(qiáng)物料中水分蒸發(fā)，降低腐熟污泥含水量。部分高溫發(fā)酵腐熟物料返回到進(jìn)料口與待處理的剩余污泥混合，為物料接種大量嗜高溫菌，協(xié)同污泥中的微生物促使物料快速升溫，提高發(fā)酵溫度，提高物料腐熟速率，大幅度縮短物料在發(fā)酵倉的停留時間。

　　4、發(fā)酵艙內(nèi)廢氣出口連接廢氣抽風(fēng)機(jī)維持發(fā)酵倉內(nèi)微負(fù)壓，避免廢氣無組織排放。發(fā)酵艙內(nèi)廢氣主要為N2、CO2、O2、蒸發(fā)水汽及少量氣態(tài)污染物組分，廢氣通過廢氣抽風(fēng)機(jī)輸送到發(fā)酵倉屋面與生物填料支撐層之間的布?xì)猹M縫中，再滲透通過生物填料層。廢氣中的水汽凝結(jié)滴落到屋面，匯流到凝結(jié)水收集槽，在流入處理池單獨處理達(dá)標(biāo)排放。廢氣中的污染物大部分被微生物分解、小部分進(jìn)入凝結(jié)水，凝結(jié)水進(jìn)一步處理后達(dá)標(biāo)排放。一方面增強(qiáng)了發(fā)酵倉保溫效果，有利于提高發(fā)酵溫度;另一方面，填料層面積大、負(fù)荷小，提高了廢氣凈化效果。