專利名稱：一種自然干化與消化污泥的干化床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及污泥處理技術(shù)，具體指一種自然干化與消化污泥的干化床。
背景技術(shù)：
城鎮(zhèn)污水廠在污水凈化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含水率不同的半固態(tài)或固態(tài)污泥，這種污泥是一種由微生物、有機(jī)殘片、無(wú)機(jī)顆粒、膠體等組成的復(fù)雜的非均質(zhì)體。這種污泥中既含有碳、氮、磷、鉀等植物養(yǎng)分，也含有病原體、重金屬以及有機(jī)污染物等有毒有害物質(zhì)。城鎮(zhèn)污水廠污泥處理的主要目標(biāo)是減量化、穩(wěn)定化和無(wú)害化，避免次生污染。污泥干化是促進(jìn)污泥回用的重要因素，無(wú)論是焚燒還是土地利用，干化都是重要的一步。現(xiàn)有污水廠對(duì)污泥處理主要有兩種方案一是采用“濃縮-調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水”污泥處理方案，這種方法占地少，但藥劑消耗量大，能耗高；另一種方法是污泥干化室，常規(guī)的干化室多為天然濾層干化室，其優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)成本低，但抗?jié)B性能差，存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)受大氣降水影響，污泥干化效果不穩(wěn)定。CN101113068 (
公開日為2008年I月30日)公開了一種“污泥濃縮干化一體池”，涉及一種污泥處理的設(shè)備，主要解決常規(guī)濃縮池投資大和時(shí)間長(zhǎng)的問題。池體底部由下至上依次設(shè)有防滲層、排水層、帶孔的導(dǎo)流排水管、濾水層，池體頂部設(shè)有刮泥板，刮泥板的兩側(cè)設(shè)有連接件，連接件外端滑動(dòng)設(shè)置在池體壁的滑槽上；池體中部還可以設(shè)有隔離墻。該實(shí)用新型具有濃縮、干化雙重作用，充分利用下層濾料過(guò)濾排出污泥下層水，大大縮短了污泥脫水周期、投資省。但該設(shè)備使用受地域的限制，在陽(yáng)光較小的地區(qū)，污泥干化周期長(zhǎng)；該設(shè)備的使用還受使用地區(qū)氣候的限制，在降水量較多的地區(qū)，污泥干化周期長(zhǎng)，同時(shí)，在冬季污泥的減量化效果不明顯，在夏季污水蒸發(fā)量大，該設(shè)備的運(yùn)行又會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生較大影響。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是如何提高污泥干化的穩(wěn)定性，降低運(yùn)行成本；并且使用不受地域和氣候的限制，而提供一種新型的自然干化與消化污泥的干化床。解決該技術(shù)問題，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種自然干化與消化污泥的干化床，包括干化室、在干化室底板上設(shè)有防水土工膜，在防水土工膜上設(shè)有濾層；其特征在于所述濾層厚度為65(T750mm，采用礫石濾料鋪設(shè)，濾層由上濾層、中濾層和下濾層三層三種不同粒徑的濾料構(gòu)成；其中上濾層厚度為200-300mm，濾料粒徑為3-5mm;中濾層厚度為200mm,濾料粒徑為8_15mm ;下濾層厚度為250mm,料粒徑為30_40mm ;在所述下濾層中設(shè)有穿孔集水管，穿孔集水管與滲濾液排水管相連；所述干化室的一側(cè)壁設(shè)有進(jìn)泥管，與所述側(cè)壁相對(duì)的另一側(cè)上設(shè)有清液排水管，所述上清液排水管的高度高于所述上濾層；所述干化室的頂部設(shè)有陽(yáng)光板頂蓋。進(jìn)一步地，所述穿孔集水管為以O(shè). 8%-1. 5%的坡度坡向所述滲濾液排水管，所述干化室底板以O(shè). 8%-l. 5%的坡度坡向所述穿孔集水管。所述上清液排水管為多個(gè)，在所述干化室側(cè)壁的不同高度上分級(jí)設(shè)置，上清液排水管上設(shè)有閘閥。更近一步地，所述陽(yáng)光板頂蓋帶有通氣管，在所述陽(yáng)光板頂蓋的外表面上設(shè)置有活動(dòng)蒸發(fā)窗。一種利用本實(shí)用新型所述的自然干化與消化污泥的干化床進(jìn)行污泥干化和消化處理的方法，包括如下步驟1)污泥通過(guò)進(jìn)泥管進(jìn)入干化室，進(jìn)泥周期持續(xù)60d，進(jìn)泥深度不超過(guò)1.0m，有機(jī)負(fù)荷為O. 6-3. 5 kg VSS/(m3. d) ;2)當(dāng)滲濾液產(chǎn)量接近零時(shí)，在晴天打開頂蓋的蒸發(fā)窗；3)經(jīng)過(guò)180d的處理后，采用機(jī)械或人工方式將干泥餅運(yùn)出所述干化室后外 運(yùn)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)(I)本實(shí)用新型采用特殊的三層濾層結(jié)構(gòu)，當(dāng)污泥通過(guò)進(jìn)泥管進(jìn)入干化室后，絕大部分污泥顆粒被截留在上濾層表面，污泥中的水分大部分經(jīng)滲濾液排水管排出干化室系統(tǒng)；少部分通過(guò)上清液排水管排出干化室系統(tǒng)或被蒸發(fā)掉；本實(shí)用新型中污泥的整個(gè)干化和消化過(guò)程都是在自然狀態(tài)下完成的，提高污泥干化的穩(wěn)定性，無(wú)需大型設(shè)備或能量輸入，管理維護(hù)簡(jiǎn)便，又可以降低運(yùn)行成本。(2)通過(guò)在干化室頂部設(shè)置具有隔熱保溫作用的陽(yáng)光板頂蓋，可以避免大氣降水對(duì)污泥干化產(chǎn)生不利影響，同時(shí)維持污泥常溫消化的溫度需求；污泥消化反應(yīng)可分解部分有機(jī)質(zhì)，提高污泥穩(wěn)定性；有機(jī)質(zhì)大分子的分解可促進(jìn)污泥毛細(xì)水和吸附水的釋放，這有利于提高污泥固體物質(zhì)含量并改善污泥脫水性能，降低污泥比阻，強(qiáng)化滲濾作用，提高滲濾液產(chǎn)量，進(jìn)而改善污泥減量化效果。(3)本實(shí)用新型設(shè)有不同高度的帶閘閥的上清液排水管；當(dāng)污泥沉淀一定時(shí)候，上層水份難以從稠密污泥層中往下滲透而析出上清液，上清液可由相應(yīng)高度的上清液排水管進(jìn)行排放，提高污泥干化速度。(4)本實(shí)用新型兼具強(qiáng)化滲濾干化減量和常溫消化穩(wěn)定化兩種功能，處理效率較高且運(yùn)行成本低，對(duì)氣候適應(yīng)性強(qiáng)，在土地和勞動(dòng)力資源豐富的地區(qū)是一種極有發(fā)展?jié)摿Φ奈勰嗵幚砑夹g(shù)。

圖I是本實(shí)用新型的平面圖；圖2為圖I的A-A剖面圖；圖3為穿孔集水管的示意圖。圖中，I-干化室、2-進(jìn)泥管、3-上濾層，4-中濾層，5-下濾層，6_上清液排水管，7-滲濾液排水管，8-陽(yáng)光板頂蓋，9-通氣管，10-活動(dòng)蒸發(fā)窗，11-穿孔集水管，12-防水土工膜，13-干化室底板。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參見圖2，從圖上可以看出，一種自然干化與消化污泥的干化床，包括干化室I、在干化室底板13上設(shè)有防水土工膜12，在防水土工膜12上設(shè)有濾層；其特征在于所述濾層厚度為65(T750mm，采用礫石濾料鋪設(shè)，濾層由上濾層3、中濾層4和下濾層5三層三種不同粒徑的濾料構(gòu)成；其中上濾層3厚度為200-300mm，濾料粒徑為3_5mm ;中濾層4厚度為200mm,濾料粒徑為8_15mm ;下濾層5厚度為250mm,料粒徑為30_40mm ;在所述下濾層5中設(shè)有穿孔集水管11，穿孔集水管11與滲濾液排水管7相連；所述干化室I的一側(cè)壁設(shè)有進(jìn)泥管2，與所述側(cè)壁相對(duì)的另一側(cè)上設(shè)有清液排水管6，所述上清液排水管6的高度高于所述上濾層3 ;所述干化室I的頂部設(shè)有陽(yáng)光板頂蓋8。所述防水土工膜在本實(shí)用新型中為HDPE 土工膜。所述穿孔集水管11為以O(shè). 8%-1. 5%的坡度坡向所述滲濾液排水管7，保證通過(guò)濾層的污泥中的水能完全匯集至穿孔集水管11中；所述干化室底板13以O(shè). 8%-1. 5%的坡度坡向所述穿孔集水管11，保證了匯集在穿孔集水管11中的水能順利通過(guò)穿孔集水管11全部進(jìn)入滲濾液排水管7，進(jìn)而排出干化室系統(tǒng)。坡度是地表的陡緩程度，通常把坡面的垂直高度和水平寬度的比叫做坡度，表示坡度最為常用的方法就是百分比法，破向?yàn)榈匦纹旅娴某?，也可理解為水流的方向，本?shí)用新型中所述穿孔集水管11為以O(shè). 8%-1· 5%的坡度坡向所述滲濾液排水管7是指穿孔集水管11的設(shè)置相對(duì)與水平面具有一定的傾斜，其較低一邊與所述滲濾液排水管7連接；本實(shí)用新型中所述干化室底板13以O(shè). 8%-1. 5%的坡度坡向所述穿孔集水管11是指干化室底板13的整個(gè)表面以一定的角度傾斜至一最低處，穿孔集水管11連接在干化室13該最低處。所述上清液排水管6為多個(gè)，在所述干化室I側(cè)壁的不同高度上分級(jí)設(shè)置，上清液排水管6上設(shè)有閘閥。所述上清液排水管6管徑為50mm。多個(gè)上清液排水管6在豎直方向可以是等距離設(shè)置也可以不等距離設(shè)置。當(dāng)上清液到達(dá)某一上清液排水管6的高度時(shí)，便打開該上清液排水管或比其高度更低的上清液排水管6及時(shí)將難以從稠密污泥層中滲透的上清液排出，提高污泥干化速度。陽(yáng)光板頂蓋8具有隔熱保溫作用，可以保證污泥常溫消化反應(yīng)順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定化。陽(yáng)光板頂蓋8可以為人字形、平板形，或一個(gè)頂端朝上的圓錐體形等形狀。陽(yáng)光板頂蓋8上帶有通氣管9，在陽(yáng)光板頂蓋8的外表面上設(shè)置有活動(dòng)蒸發(fā)窗10，當(dāng)所述滲濾液產(chǎn)量接近零時(shí)，選擇晴天打開陽(yáng)光板頂蓋8的蒸發(fā)窗10，利用蒸發(fā)風(fēng)干作用進(jìn)一步加速污泥干化進(jìn)程。滲濾液排水管7和所述穿孔集水管11的管徑均為110mm。此外，可根據(jù)實(shí)際污泥處理需求設(shè)置隔墻將干化室I分為若干塊，循環(huán)使用，減少干化室占地面積。本實(shí)用新型工作原理污泥自進(jìn)泥管2進(jìn)入干化室I，進(jìn)泥周期持續(xù)60d，進(jìn)泥深度不超過(guò)1.0m，有機(jī)負(fù)荷為O. 6-3. 5 kg VSS/(m3. d);本實(shí)用新型所述自然干化與消化污泥的干化床的一個(gè)完整的污泥處理周期為180d，其中，單位“d”表示“天”，“VSS”表示“揮發(fā)性固體”。、在污泥處理過(guò)程中，上濾層3通過(guò)沉淀、攔截、吸附和篩濾等作用將絕大部分的污泥顆粒截留在其表面，下濾層5的濾料粒徑較大過(guò)濾作用非常有限，其主要作用是作為上濾層3的承托層，但是由于上濾層3與下濾層5濾料粒徑差距較大，直接使用下濾層5將上濾層3承托的話，當(dāng)進(jìn)行污水過(guò)濾時(shí)上濾層3濾料會(huì)損失較多，因此，將濾料粒徑位于上濾層3濾料粒徑和下濾層5濾料粒徑之間的中濾層4放在上濾層3與下濾層5之間，一方面可以將少量沒有被上濾層3攔截住的污泥顆粒再進(jìn)行一次過(guò)濾、攔截，另一方面輔助下濾層5更好地承托上濾層3，降低每個(gè)污水處理周期上濾層3濾料的損失。因此根據(jù)上濾層3的厚度，對(duì)中濾層4和下濾層5選擇適當(dāng)?shù)暮穸?，既可以?jié)約原料，降低成本，又可以對(duì)上濾層3起到更好的承托作用。經(jīng)過(guò)上濾層3將絕大部分的污泥顆粒截留下來(lái)后，污泥中的自由水和常溫消化反應(yīng)釋放出的水，大部分通過(guò)礫石濾層匯入穿孔集水管11，最終經(jīng)滲濾液排水管7排出干化室系統(tǒng)；少部分難以穿過(guò)稠密污泥層的水將形成上清液，通過(guò)上清液排水管6排出干化室系統(tǒng)或通過(guò)蒸發(fā)窗10蒸發(fā)掉。經(jīng)滲濾液排水管7排出的滲濾液和經(jīng)上清液排水管6排出的上清液中細(xì)菌含量與污水廠二級(jí)生物處理系統(tǒng)出水相當(dāng)，但COD、TN和TP等污染物含量較高，因此，該滲濾液和上清液均需回流至污水廠進(jìn)水井與原水混合后進(jìn)行生物處理。在污泥處理過(guò)程中，當(dāng)所述滲濾液產(chǎn)量接近零時(shí)，選擇晴天打開陽(yáng)光板頂蓋8的
蒸發(fā)窗10，利用蒸發(fā)風(fēng)干作用進(jìn)一步加快污泥干化速度。經(jīng)過(guò)180d的處理后，被截留的污泥成為體積更小的、穩(wěn)定性較高的干泥餅，其含水率為72%-78%，有機(jī)質(zhì)含量為34%-40%，可以采用機(jī)械或人工方式將干泥餅外運(yùn)，干化室系統(tǒng)隨即進(jìn)入下一個(gè)進(jìn)泥周期。上濾層3的過(guò)濾作用最強(qiáng)，關(guān)于上濾層3濾層厚度的選擇會(huì)對(duì)過(guò)濾的效果產(chǎn)生較大影響。因此，上濾層3厚度的選擇，一般會(huì)根據(jù)表示污泥過(guò)濾特性的污泥比阻的大小來(lái)選擇。當(dāng)污泥比阻較大時(shí)，上濾層3的厚度也就越厚，同時(shí)濾料粒徑也可以做適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)污泥的比阻較大時(shí)，污泥中的有機(jī)質(zhì)含量較高，當(dāng)污泥中有機(jī)質(zhì)含量較高時(shí)，污泥的脫水性能就減低。處理合流制系統(tǒng)污水廠污泥，污泥比阻一般為5X1013m/kg 12X1013m/kg，因此上濾層的厚度選擇為200mm;處理分流制系統(tǒng)污水廠污泥時(shí)，該污泥比阻為IOXlO13m/kg 30X1013m/kg，其有機(jī)質(zhì)含量比合流制系統(tǒng)污水廠污泥中有機(jī)質(zhì)的含量高，污泥的脫水性能較差，上濾層的厚度選擇為250mm。使用本實(shí)用新型處理污泥，一個(gè)完整的污泥處理周期后，會(huì)有部分污泥殘留在上濾層3中，同時(shí)上濾層3的濾料也會(huì)有一定的損失，為保證本實(shí)用新型的干化效率和干化效果，在所述自然干化與消化污泥的干化床進(jìn)入下一個(gè)進(jìn)泥周期前，可以對(duì)上濾層3進(jìn)行清洗，并適當(dāng)補(bǔ)充濾料。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種自然干化與消化污泥的干化床，包括干化室(I )、在干化室底板(13)上設(shè)有防水土工膜(12)，在防水土工膜(12)上設(shè)有濾層；其特征在于所述濾層厚度為65(T750mm，采用礫石濾料鋪設(shè)，濾層由上濾層(3)、中濾層(4)和下濾層(5)三層三種不同粒徑的濾料構(gòu)成；其中上濾層(3)厚度為200-300mm，濾料粒徑為3_5mm ;中濾層(4)厚度為200mm，濾料粒徑為8_15mm ;下濾層(5)厚度為250mm,料粒徑為30_40mm ； 在所述下濾層(5)中設(shè)有穿孔集水管(11)，穿孔集水管(11)與滲濾液排水管(7)相連； 所述干化室(I)的一側(cè)壁設(shè)有進(jìn)泥管(2)，與所述側(cè)壁相對(duì)的另一側(cè)上設(shè)有清液排水管(6)，所述上清液排水管(6)的高度高于所述上濾層(3)； 所述干化室(I)的頂部設(shè)有陽(yáng)光板頂蓋(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自然干化與消化污泥的干化床，其特征在于所述穿孔集水管(11)為以0.8%-1. 5%的坡度坡向所述滲濾液排水管(7)，所述干化室底板(13)以0. 8%-1. 5%的坡度坡向所述穿孔集水管(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自然干化與消化污泥的干化床，其特征在于所述上清液排水管(6)為多個(gè)，在所述干化室(I)側(cè)壁的不同高度上分級(jí)設(shè)置，上清液排水管(6)上設(shè)有閘閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的自然干化與消化污泥的干化床，其特征在于所述陽(yáng)光板頂蓋(8)帶有通氣管(9)，在所述陽(yáng)光板頂蓋(8)的外表面上設(shè)置有活動(dòng)蒸發(fā)窗(10)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及污泥處理技術(shù)，具體指一種自然干化與消化污泥的干化床；一種自然干化與消化污泥的干化床，包括干化室、在干化室底板上設(shè)有防水土工膜，在防水土工膜上設(shè)有濾層，濾層厚度為650~750mm，采用礫石濾料鋪設(shè)，濾層由上濾層、中濾層和下濾層三層三種不同粒徑的濾料，在所述下濾層中設(shè)有穿孔集水管，穿孔集水管與滲濾液排水管相連，所述干化室的一側(cè)壁設(shè)有進(jìn)泥管，與所述側(cè)壁相對(duì)的另一側(cè)上設(shè)有清液排水管，所述上清液排水管的高度高于所述上濾層，干化室的頂部設(shè)有陽(yáng)光板頂蓋；本實(shí)用新型限定的技術(shù)方案的使用不受地區(qū)和氣候的限制，污泥干化速度快、穩(wěn)定化程度高，同時(shí)不存在對(duì)地下水的二次污染。
文檔編號(hào)C02F11/16GK202529971SQ20122016257
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者張勤, 張智, 張騰璨, 王敏, 胡堅(jiān), 袁紹春, 趙冀平, 鄧勝平, 郭飛, 魏婷 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)