[发明专利]城市污水处理厂污泥资源化处置成套设备

说明书

技术领域  本发明专利涉及城市污水处理厂产生的污泥处置设备有关。随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水厂污泥产生量将有较大的增长，由此引起的二次污染问题已不容忽视。

背景技术 城市污水处理厂污泥的稳定和脱水(一般脱水至含水率达70％～80％)称作污泥的处理；将污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及最终利用，称为污泥的处置。如脱水污泥中有毒有害物质超过农用标准，就必须考虑卫生填埋和污泥干化焚烧技术。目前现有技术状况：

1、厌氧消化稳定  该方法目前在大型污水处理厂有少量运用，但由于消化装置工艺复杂，一次性投资大，运行有难度。污泥厌氧消化和沼气利用装置费用，约占污水处理厂投资和运行费的30％左右，而且大多需进口技术和设备。从调查已建消化池的实际运行看，只有少数达到预期的效果。同时经厌氧消化后污泥既不能满足卫生需要，也不利于后续焚烧处置的要求。

2、直接回用农田    污泥经适当浓缩、脱水后运至市郊或农村作为农肥，是许多污水厂采用的方法。但脱水污泥中有毒有害物质超过农用标准，可能污染土地，造成不可逆的耕地退化；同时农田施肥有季节性，不需要泥肥时，污水厂会泥满为患。如果支付费用，把污泥拉走，而不问其去向，肯定会造成二次污染。

3、传统污泥堆肥和好氧发酵  这种传统的方法处理后可以直接处置，但是由于该传统工艺要求发酵时间长，占地面积大，而且恶臭污染环境，同时向大气排放温室气体(是二氧化碳的20倍)。

4、卫生填埋    污水厂污泥运至城市垃圾填埋场一并处置，这存在两个实际问题：一是垃圾填埋场属环卫局管理，而污水厂污泥属市政系统管理，设计垃圾填埋场使用年限和布点未考虑接纳污水厂污泥；二是运往垃圾填埋场的污泥，要求含水率不大于30％，而污水厂的脱水污泥含水率80％左右，不易碾压填埋，直接填埋则会使填埋场提前报废。

5、干化、焚烧  污泥的干化和焚烧装置的设计，比污水处理工艺复杂得多；同时城市污水厂污泥含水率高达80％，这部分水份难以焚烧，运行成本很高。

发明内容 本发明的目的在于提供一种高效、实用的污泥资源化处置成套设备。以污泥最终作为农用肥和绿化用土为前提，用设备化好氧发酵技术解决目前污泥堆肥和好氧发酵工艺中存在的站地面积大，直接干燥运行费用高以及还需要进行后续深度加工成形的关键技术问题，实现了污泥经过发酵处理一步完成，解决了中小型城市污水处理厂污泥处置的问题。

该设备在安全温度内运行，全密封结构，其包括有预混合器、生物反应器、输送装置、供热和通风装置及整机自动控制系统。脱水后的污泥放置在储泥罐中，通过螺杆输送器于辅料送至预混合器中，预混合器为通气式搅拌，主体为不锈钢锥形结构。该结构搅拌器通过两个旋转方向相反的搅拌釜使物料全方位连续循环翻动，循环能力强，剪切温和。物料在混合器中有较大的流动循环量，物料充分混合时能够打碎空气气泡，使气泡细化，提高气液的传质速率。好氧发酵生物反应器为不锈钢多层结构设计，每层设有一组桨式搅拌釜，最大转速为0.27转/分，搅拌时可以使物料中的固体物保持悬浮状态，增加气体在物料中的停留时间，有效利用空气中的氧；设有两套传动装置，每套传动设备设有独立控制单元，每层物料停留时间24小时。设有油加温系统，热流体被分别引入中空的干燥器壳体和转动的轴、桨叶等所有与污泥接触的装置中，反应器侧面下部和底部布置加热装置，独立的控制系统可以分别对不同的设备进行加热。污泥在加热系统的作用下水份得到蒸发，同时激活污泥中的生物菌种，使得污泥在有氧环境下进行微生物发酵，污泥的温度呈现快速上升、稳定、缓慢下降的趋势，整个设备内污泥发酵周期约100小时，出口污泥含水率小于30％。  考虑到管道的静压变化、风量变化以及反应器内的气流分布，采用独立进风，合并排风结构，排出的气体经过除臭设备处理后排放。

附图说明：

附图为污泥资源化处置成套设备示意图。

如图所示，图中标号分别代表：

1、预混合器    2、生物反应器    3、供热装置  4、除臭装置

5、排风装置    6、进风装置      7、自动控制柜

具体实施方式：

设备采用好氧发酵技术，通过好氧性微生物的生物代谢作用，使污泥中有机物转化为富含植物营养物的腐殖质，反应的最终代谢物是CO₂、H₂O和热量，大量热量使物料维持持续高温，降低物料的含水率，有效的去除病原体、寄生虫卵和杂草种子。