本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種污泥快速發(fā)酵制肥系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化水平不斷提高，污水處理設(shè)施建設(shè)得到了高速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)國(guó)家的減排目標(biāo)和水環(huán)境改善，做出了巨大貢獻(xiàn)。但是污水廠的建設(shè)及運(yùn)行伴隨產(chǎn)生了大量剩余污泥，由于我國(guó)污水廠在建設(shè)過程中，長(zhǎng)期以來“重水輕泥”，因此這些污泥目前很難得到有效處置。除去上述污水處理廠產(chǎn)生的污泥外，目前造紙、制酒、食品加工等行業(yè)同樣也會(huì)產(chǎn)生大量污泥堆積；城市湖泊由于生活污水的排放和污染，也會(huì)沉積大量污泥，如不處理掉這些污泥，湖泊的環(huán)境治理和生態(tài)修復(fù)則無從談起。

目前我國(guó)約有80%的污泥未經(jīng)穩(wěn)定化處理，污泥中含有惡臭物質(zhì)、病原體、持久性有機(jī)物等污染物從污水轉(zhuǎn)移到陸地，導(dǎo)致污染物進(jìn)一步擴(kuò)散，使得已經(jīng)建成投運(yùn)的大污水處理設(shè)施的環(huán)境減排效益大打折扣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，處置方式中，土地填埋占63.0%、污泥好氧發(fā)酵+農(nóng)用約占13.5%、污泥自然干化綜合利用占5.4%、污泥焚燒占1.8%、污泥露天堆放和外運(yùn)各占1.8%和14.4%。

土地填埋方法簡(jiǎn)單、易行、成本低，污泥又不需要高度脫水，適應(yīng)性強(qiáng)；但是污泥填埋也存在一些問題，尤指填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液是一種被嚴(yán)重污染的液體，如果填埋場(chǎng)選址或運(yùn)行不當(dāng)會(huì)污染地下水環(huán)境。填埋場(chǎng)產(chǎn)生的氣體主要是甲烷，若不采取適當(dāng)措施會(huì)引起爆炸和燃燒。

露天堆放和外運(yùn)的污泥絕大部分屬于隨意處置，真正實(shí)現(xiàn)安全處置的比例不超過20%。

污泥自然干化綜合利用或者焚燒則耗能極大。污泥的含水量較高，一般在80%左右，干化處理需要將其含水量降至20%左右的水平，無論采用機(jī)械脫水還是干燥脫水，都耗能極大，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。污泥焚燒則耗能更大，沒有經(jīng)過干化的污泥直接進(jìn)行焚燒不僅十分困難，而且在能耗上也是極不經(jīng)濟(jì)的；經(jīng)干化處理后再焚燒雖然可行，但能好極高，處理設(shè)施投資大，處理費(fèi)用高，設(shè)備維護(hù)成本高，而且產(chǎn)生強(qiáng)致癌物質(zhì)二惡英。

采用發(fā)酵的方式處理污泥，并將其變?yōu)榱謽I(yè)用肥、農(nóng)業(yè)用肥或者有機(jī)土壤等是目前對(duì)于污泥處理最適宜的方式。然而采用發(fā)酵處理污泥需要翻堆操作以保證供氧，發(fā)酵的周期也普遍較長(zhǎng)，占地也較大，在發(fā)酵的過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的異味氣體。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的污泥處理能耗高、占地大、處理周期長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)效益低下等缺陷，提供一種污泥快速發(fā)酵制肥系統(tǒng)以解決上述問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種污泥快速發(fā)酵制肥系統(tǒng)，包括發(fā)酵池，所述發(fā)酵池為箱體式結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)布置有有機(jī)質(zhì)隔板將發(fā)酵池分割為多塊區(qū)域，所述有機(jī)質(zhì)隔板采用有機(jī)質(zhì)制造而成；所述發(fā)酵池其內(nèi)布設(shè)有預(yù)置管，所述預(yù)置管設(shè)置有多根，分散布設(shè)；所述單根預(yù)置管為單管、雙套管或多套管結(jié)構(gòu)，至少包含一根曝氣管，所述曝氣管為側(cè)壁開有多個(gè)氣孔的中空管；所述發(fā)酵制肥系統(tǒng)還包括有曝氣設(shè)備，用于對(duì)所有曝氣管輸入空氣或氧氣。

在上述技術(shù)方案中，所述發(fā)酵制肥系統(tǒng)還包括有加熱裝置，所述加熱裝置為氣體加熱裝置，用于對(duì)曝氣設(shè)備輸送的氣體加熱；所述加熱裝置或者為液體加熱裝置，所述液體加熱裝置具有熱液輸出口。

在上述技術(shù)方案中，所述預(yù)置管為雙套管結(jié)構(gòu)，包括一根曝氣管，曝氣管外套設(shè)有一根保護(hù)管。

在上述技術(shù)方案中，所述預(yù)置管為雙套管結(jié)構(gòu)，包括一根曝氣管，曝氣管內(nèi)套設(shè)有一根加熱管，所述液體加熱裝置的熱液輸出口與所有加熱管一端連通，所有加熱管另一端與排液管連通。

在上述技術(shù)方案中，所述液體加熱裝置還具有回流口，排液管與回流口連通。

在上述技術(shù)方案中，所述預(yù)置管為三套管結(jié)構(gòu)，包括一根曝氣管，曝氣管內(nèi)套設(shè)有一根加熱管，曝氣管外套設(shè)有一根保護(hù)管，所述液體加熱裝置的熱液輸出口與所有加熱管一端連通，所有加熱管另一端與排液管連通。

在上述技術(shù)方案中，所述發(fā)酵制肥系統(tǒng)還包括有用于將發(fā)酵池全密封的密封部件。

在上述技術(shù)方案中，所述用于將發(fā)酵池全密封的密封部件為苫布、圍布或塑料布。

在上述技術(shù)方案中，所述發(fā)酵池內(nèi)布設(shè)有溫度傳感器和氧含量傳感器，所述發(fā)酵制肥系統(tǒng)還配置有控制組件，溫度傳感器和氧含量傳感器連通控制組件，控制組件連接加熱裝置和曝氣設(shè)備，用于根據(jù)溫度和含氧量數(shù)據(jù)控制加熱裝置和曝氣設(shè)備的開啟和關(guān)閉。

在上述技術(shù)方案中，所述發(fā)酵制肥系統(tǒng)還包括有太陽(yáng)能供能設(shè)備，用于對(duì)加熱裝置和曝氣設(shè)備供能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：（1）無需翻堆，占地面積小，本發(fā)明設(shè)置了多根曝氣管曝氣，而曝氣管側(cè)壁開有多個(gè)氣孔，通過這些氣孔能夠使得氣體噴出，在污泥中形成孔隙，從而無需翻堆也能保證發(fā)酵的效果和速度；（2）發(fā)酵速度快、效果好，本發(fā)明設(shè)置了多根曝氣管曝氣，能夠快速提供足量的氧氣，加速污泥內(nèi)的空氣流通，降低含水率，保證了發(fā)酵的快速進(jìn)行，本發(fā)明5~7天即能完成對(duì)污泥的發(fā)酵，使其變?yōu)橛袡C(jī)肥料，比傳統(tǒng)翻堆等發(fā)酵速度至少提高了一倍以上；（3）廢物資源的利用率較高，經(jīng)濟(jì)效益好，而且節(jié)能；（4）預(yù)設(shè)了有機(jī)質(zhì)隔板，在發(fā)酵過程中有機(jī)質(zhì)能夠自然分解至污泥中，完全取代了現(xiàn)有采用人工翻堆混加或者機(jī)器混加的方式，不但降低能源和人工消耗，而且效率更高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明發(fā)酵池內(nèi)預(yù)置管布置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明另一種實(shí)施方式預(yù)置管布置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖3實(shí)施方式下預(yù)置管的管路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為單管或雙套管預(yù)置管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為含加熱管的雙套管或三套管預(yù)置管的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-發(fā)酵池、2-預(yù)置管、2a-曝氣管、2b-加熱管、2c-保護(hù)管、3-曝氣設(shè)備、4-太陽(yáng)能供能設(shè)備，5- 液體加熱裝置、6-氣體加熱裝置、7-有機(jī)質(zhì)隔板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

如圖1、圖2所示，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的污泥快速發(fā)酵制肥系統(tǒng)，包括發(fā)酵池1，所述發(fā)酵池1為箱體式結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)布置有有機(jī)質(zhì)隔板7將發(fā)酵池1分割為多塊區(qū)域，所述有機(jī)質(zhì)隔板7采用有機(jī)質(zhì)制造而成。所述發(fā)酵池1內(nèi)還布設(shè)有預(yù)置管2，所述預(yù)置管2設(shè)置有多根，分散布設(shè)。如圖5、圖6所示，所述單根預(yù)置管2為單管、雙套管或多套管結(jié)構(gòu)，至少包含一根曝氣管2a，所述曝氣管2a為側(cè)壁開有多個(gè)氣孔的中空管。當(dāng)預(yù)置管2為單管結(jié)構(gòu)時(shí)，預(yù)置管2即為曝氣管2a。當(dāng)預(yù)置管2為雙套管結(jié)構(gòu)，其中一根為曝氣管2a，可采用曝氣管2a外套設(shè)有一根保護(hù)管2c或者曝氣管2a內(nèi)套設(shè)有一根加熱管2b等結(jié)構(gòu)。當(dāng)預(yù)置管2為三套管結(jié)構(gòu)時(shí)，其中一根為曝氣管2a，可采用曝氣管2a內(nèi)套設(shè)有一根加熱管2b，曝氣管2a外套設(shè)有一根保護(hù)管2c的結(jié)構(gòu)。所述發(fā)酵制肥系統(tǒng)還包括有曝氣設(shè)備3，用于對(duì)所有曝氣管2a輸入空氣或氧氣。所述曝氣設(shè)備3可以為高壓氣泵、鼓風(fēng)機(jī)等。

采用發(fā)酵的方式處理污泥，并將其變?yōu)榱謽I(yè)用肥、農(nóng)業(yè)用肥或者有機(jī)土壤等是目前對(duì)于污泥處理最適宜的方式。這是行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)同的，不但可以變廢為寶，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以有效降低污染，改善農(nóng)業(yè)區(qū)域的土質(zhì)結(jié)構(gòu)，修復(fù)生態(tài)環(huán)境。然而城市污泥的處理目前采用發(fā)酵的方式很少，主要是受限于現(xiàn)有技術(shù)手段對(duì)于占地面積需求極大，而且發(fā)酵周期較長(zhǎng)。城市土地資源緊缺，地價(jià)較高，大面積占用土地、長(zhǎng)時(shí)間占地成本極高，因此無法得到較好的推廣?，F(xiàn)有技術(shù)手段主要是利用發(fā)酵劑使污泥自然發(fā)酵，污泥的含水率很高，需預(yù)先進(jìn)行一定的脫水處理，而后要不斷翻堆改善內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，使氧氣含量增加，同時(shí)利用發(fā)酵過程中自然升溫讓剩余水分揮發(fā)最后完成發(fā)酵過程。翻堆處理也可以加速水分的揮發(fā)過程。這就需要很大的占地面積，而且需要至少15天以上的時(shí)間才能完成發(fā)酵。發(fā)明人經(jīng)過對(duì)翻堆處理的研究和分析，并經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和大量試驗(yàn)后完成了本發(fā)明的方案。采用箱體式結(jié)構(gòu)的發(fā)酵池1，其內(nèi)布設(shè)多根預(yù)置管2。這樣倒入污泥之后，污泥靜置定型后便會(huì)由于預(yù)置管2的布設(shè)形成較多的孔路。單根預(yù)置管2至少包含一根曝氣管2a，曝氣管2a為側(cè)壁開有多個(gè)氣孔的中空管，還包括有曝氣設(shè)備3，用于對(duì)所有曝氣管2a輸入空氣或氧氣。這樣設(shè)計(jì)的目的是能夠快速提供供氧，加快發(fā)酵的進(jìn)行，在發(fā)酵時(shí)污泥會(huì)自然升溫，曝氣管2a曝氣可以加速污泥內(nèi)部空氣流通，快速揮發(fā)水分，同時(shí)，通過曝氣管2a曝氣還能利用氣壓作用在污泥中形成孔隙，使污泥失水后不會(huì)板結(jié)，完成和翻堆相同的效果。為保證曝氣效果，所述預(yù)置管2優(yōu)選采用每間隔15~40cm布置一根的方式布設(shè)。發(fā)明人還考慮到現(xiàn)有采用翻堆的方式發(fā)酵主要是在制備有機(jī)肥料時(shí)需加入有機(jī)質(zhì)以保證其有機(jī)質(zhì)的含量，本發(fā)明采用布置有機(jī)質(zhì)隔板7的方式很好的解決了這一問題，有機(jī)質(zhì)隔板7采用桔?；虻静莸扔袡C(jī)質(zhì)壓制而成，不但能利用發(fā)酵自然混入污泥中，補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)，在發(fā)酵初期還能起到吸收污泥中水分，便于污泥快速脫水的效果。為保證吸水和補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)的效果，有機(jī)質(zhì)隔板7優(yōu)選采用每間隔10~30cm布置一塊的方式布設(shè)。為了保證運(yùn)輸和平臺(tái)搭建的便利，同時(shí)也保證有機(jī)質(zhì)隔板7能夠在發(fā)酵過程中迅速吸水并保持吸水能力，最終能快速溶解至污泥中，所述預(yù)置管2可以嵌置設(shè)置在有機(jī)質(zhì)隔板7內(nèi)。這樣在使用過程中，預(yù)置管2管系在曝氣時(shí)能持續(xù)保持有機(jī)質(zhì)隔板7的干燥，保證其吸水能力，加速污泥的脫水。持續(xù)吸水也能使得有機(jī)質(zhì)隔板7的溶解速率加快。

考慮到冬季或者溫度較低的地區(qū)升溫較為不易，本發(fā)明還可以配置加熱裝置輔助加溫。如圖1所示，加熱裝置可以為氣體加熱裝置6，為曝氣設(shè)備3提供熱氣體。考慮到節(jié)能降耗，本發(fā)明還可以配置太陽(yáng)能供能設(shè)備4對(duì)氣體加熱裝置6和曝氣設(shè)備3提供能源。由于無需進(jìn)行翻堆，太陽(yáng)能供能設(shè)備4可以架設(shè)在發(fā)酵池上方，以大幅降低占地面積。比如所述太陽(yáng)能供能設(shè)備4可以為光伏發(fā)電和太陽(yáng)能集熱聯(lián)合裝置，氣體加熱裝置6為熱空氣存儲(chǔ)箱，這樣太陽(yáng)能集熱組件可以為其提供熱空氣，而光伏發(fā)電組件可以為曝氣設(shè)備3提供電能。再比如所述太陽(yáng)能供能設(shè)備4可以為光伏發(fā)電機(jī)組，氣體加熱裝置6為電加熱箱，這樣太陽(yáng)能供能設(shè)備4就可以同時(shí)為氣體加熱裝置6和曝氣設(shè)備3提供電能。配置加熱裝置后，升溫會(huì)更快，能夠加速水分的揮發(fā)，進(jìn)一步加快發(fā)酵過程。

在城市污泥處理過程中，異味也是需要考慮的方面。本發(fā)明還可以設(shè)置用于將發(fā)酵池1全密封的密封部件。所述密封部件為苫布、圍布或塑料布。同時(shí)發(fā)酵池1內(nèi)還可以配置排氣管排氣。這樣在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的異味氣體可以通過排氣管導(dǎo)入至湖泊等水體或者城市污水管路中。與此同時(shí)，將發(fā)酵池1全密封也能起到控制曝氣不會(huì)流失，提高環(huán)境內(nèi)氧濃度以促進(jìn)發(fā)酵的效果，經(jīng)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，將發(fā)酵池1全密封還能加速升溫，提高發(fā)酵速率。

如圖3、圖4所示，本發(fā)明還具有另一種實(shí)施方式，加熱裝置為液體加熱裝置6。所述預(yù)置管2為內(nèi)配置有一根加熱管2b，所述液體加熱裝置5的熱液輸出口與所有加熱管2b一端連通，所有加熱管2b另一端與排液管連通。為了節(jié)約資源，可以采用循環(huán)利用的方式利用熱液，所述液體加熱裝置5還具有回流口，排液管與回流口連通。所述預(yù)置管2為雙套管結(jié)構(gòu)，包括一根曝氣管2a，曝氣管2a內(nèi)套設(shè)有一根加熱管2b；所述預(yù)置管2也可以為三套管結(jié)構(gòu)，包括一根曝氣管2a，曝氣管2a內(nèi)套設(shè)有一根加熱管2b，曝氣管2a外套設(shè)有一根保護(hù)管2c。

液體加熱裝置5可以為熱水箱，內(nèi)設(shè)電加熱組件。太陽(yáng)能供能設(shè)備4可以為其提供能源。

本發(fā)明采用如下操作步驟：首先發(fā)酵池1，所述發(fā)酵池1為箱體式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)布設(shè)有預(yù)置管2。而后將污泥和發(fā)酵劑倒入發(fā)酵池1內(nèi)，靜置使其定型。如預(yù)置管2配置了保護(hù)管2c，以保證曝氣管2a不會(huì)被堵塞，則定型后將保護(hù)管2c抽出。而后將管路全部連接，形成管路系統(tǒng)。為保證效果、控制異味散發(fā)，可以用密封部件對(duì)發(fā)酵池1進(jìn)行全密封。最后開通曝氣設(shè)備3，進(jìn)行曝氣，等待發(fā)酵完成。如配置有加熱裝置，可以根據(jù)需要開通加熱裝置進(jìn)行輔助加熱。完成發(fā)酵后的污泥可以作為園林用有機(jī)肥料，也可以作為農(nóng)用有機(jī)肥料使用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

為便于控制，本發(fā)明還可以配置一套自動(dòng)控制組件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制發(fā)酵過程。具體的，所述發(fā)酵池1內(nèi)可布設(shè)溫度傳感器和氧含量傳感器，所述發(fā)酵制肥系統(tǒng)還配置有控制組件，溫度傳感器和氧含量傳感器連通控制組件，控制組件連接加熱裝置和曝氣設(shè)備3，用于根據(jù)溫度和含氧量數(shù)據(jù)控制加熱裝置和曝氣設(shè)備3的開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

采用本發(fā)明系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：實(shí)驗(yàn)原料選用蘆葦4噸，紙廠淤泥4噸，干雞糞2噸，菌渣0.3噸，發(fā)酵劑若干。發(fā)酵池1尺寸選用長(zhǎng)1.7米，寬、高各1.3米，數(shù)量為四個(gè)，呈田字形擺列，用于堆放試驗(yàn)原料。將淤泥、蘆葦渣中分別按比例配入雞糞、菌渣，攪拌均勻配置成四種發(fā)酵料，將淤泥發(fā)酵原料和對(duì)比原料以及蘆葦渣發(fā)酵原料和對(duì)比原料分別置于4個(gè)發(fā)酵池1內(nèi)。系統(tǒng)溫度設(shè)置高溫為65度，低溫為45度，當(dāng)發(fā)酵料內(nèi)部溫度超過65度時(shí)，停止對(duì)發(fā)酵料內(nèi)部供熱，當(dāng)發(fā)酵料內(nèi)部溫度低于45度時(shí)，向發(fā)酵料供熱。4個(gè)發(fā)酵池均整體密封，防止在環(huán)境溫度過低的情況下，熱量散失。96小時(shí)后，停止向發(fā)酵物內(nèi)注入熱空氣，觀察24小時(shí)后發(fā)酵物內(nèi)溫度，檢測(cè)發(fā)酵物是否自主發(fā)酵、升溫。

試驗(yàn)記錄：

試驗(yàn)結(jié)論：在試驗(yàn)條件下，向淤泥、蘆葦渣中加入熱空氣，4天時(shí)間即讓試驗(yàn)用發(fā)酵料充分發(fā)酵，比堆肥發(fā)酵常溫環(huán)境下10天，低溫環(huán)境下13－15天的發(fā)酵時(shí)間短，縮短發(fā)酵周期60%以上，可以在不翻堆的情況下，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵料的快速整體發(fā)酵，降低翻堆成本。

本發(fā)明的核心是采用設(shè)置箱體結(jié)構(gòu)的發(fā)酵池1內(nèi)部布設(shè)曝氣管2a曝氣的方式以達(dá)到無需翻堆處理便能快速對(duì)污泥進(jìn)行發(fā)酵的目的，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于上述實(shí)施例，在本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，任何利用上述機(jī)理的改變或變形，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。