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程中會產(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、有機殘片、無機顆粒、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)定化和無害化，避免次生污染。污泥干化是促進污泥回用的重要因素，無論是焚燒還是土地利用，干化都是重要的一步?，F(xiàn)有污水廠對污泥處理主要有兩種方案一是采用“濃縮-調(diào)質(zhì)-機械脫水”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)點是建設(shè)成本低，但抗?jié)B性能差，存在二次污染風(fēng)險，同時受大氣降水影響，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)濃縮池投資大和時間長的問題。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。該實用新型具有濃縮、干化雙重作用，充分利用下層濾料過濾排出污泥下層水，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，在陽光較小的地區(qū)，污泥干化周期長；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，同時，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)備的運行又會對周邊環(huán)境產(chǎn)生較大影響。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實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，本實用新型是這樣實現(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)有進泥管，與所述側(cè)壁相對的另一側(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)有陽光板頂蓋。進一步地，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，在所述干化室側(cè)壁的不同高度上分級設(shè)置，上清液排水管上設(shè)有閘閥。更近一步地，所述陽光板頂蓋帶有通氣管，在所述陽光板頂蓋的外表面上設(shè)置有活動蒸發(fā)窗。一種利用本實用新型所述的自然干化與消化污泥的干化床進行污泥干化和消化處理的方法，包括如下步驟1)污泥通過進泥管進入干化室，進泥周期持續(xù)60d，進泥深度不超過1.0m，有機負(fù)荷為O. 6-3. 5 kg VSS/(m3. d) ;2)當(dāng)滲濾液產(chǎn)量接近零時，在晴天打開頂蓋的蒸發(fā)窗；3)經(jīng)過180d的處理后，采用機械或人工方式將干泥餅運出所述干化室后外 運。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有如下優(yōu)點(I)本實用新型采用特殊的三層濾層結(jié)構(gòu)，當(dāng)污泥通過進泥管進入干化室后，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)；少部分通過上清液排水管排出干化室系統(tǒng)或被蒸發(fā)掉；本實用新型中污泥的整個干化和消化過程都是在自然狀態(tài)下完成的，提高污泥干化的穩(wěn)定性，無需大型設(shè)備或能量輸入，管理維護簡便，又可以降低運行成本。(2)通過在干化室頂部設(shè)置具有隔熱保溫作用的陽光板頂蓋，可以避免大氣降水對污泥干化產(chǎn)生不利影響，同時維持污泥常溫消化的溫度需求；污泥消化反應(yīng)可分解部分有機質(zhì)，提高污泥穩(wěn)定性；有機質(zhì)大分子的分解可促進污泥毛細(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，強化滲濾作用，提高滲濾液產(chǎn)量，進而改善污泥減量化效果。(3)本實用新型設(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行排放，提高污泥干化速度。(4)本實用新型兼具強化滲濾干化減量和常溫消化穩(wěn)定化兩種功能，處理效率較高且運行成本低，對氣候適應(yīng)性強，在土地和勞動力資源豐富的地區(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-陽光板頂蓋，9-通氣管，10-活動蒸發(fā)窗，11-穿孔集水管，12-防水土工膜，13-干化室底板。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。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)有進泥管2，與所述側(cè)壁相對的另一側(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)有陽光板頂蓋8。所述防水土工膜在本實用新型中為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中的水能順利通過穿孔集水管11全部進入滲濾液排水管7，進而排出干化室系統(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，破向為地形坡面的朝向，也可理解為水流的方向，本實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，在所述干化室I側(cè)壁的不同高度上分級設(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)上清液到達某一上清液排水管6的高度時，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)順利進行，實現(xiàn)污泥穩(wěn)定化。陽光板頂蓋8可以為人字形、平板形，或一個頂端朝上的圓錐體形等形狀。陽光板頂蓋8上帶有通氣管9，在陽光板頂蓋8的外表面上設(shè)置有活動蒸發(fā)窗10，當(dāng)所述滲濾液產(chǎn)量接近零時，選擇晴天打開陽光板頂蓋8的蒸發(fā)窗10，利用蒸發(fā)風(fēng)干作用進一步加速污泥干化進程。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。本實用新型工作原理污泥自進泥管2進入干化室I，進泥周期持續(xù)60d，進泥深度不超過1.0m，有機負(fù)荷為O. 6-3. 5 kg VSS/(m3. d);本實用新型所述自然干化與消化污泥的干化床的一個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”。、在污泥處理過程中，上濾層3通過沉淀、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)進行污水過濾時上濾層3濾料會損失較多，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行一次過濾、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，對中濾層4和下濾層5選擇適當(dāng)?shù)暮穸龋瓤梢怨?jié)約原料，降低成本，又可以對上濾層3起到更好的承托作用。經(jīng)過上濾層3將絕大部分的污泥顆粒截留下來后，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)；少部分難以穿過稠密污泥層的水將形成上清液，通過上清液排水管6排出干化室系統(tǒng)或通過蒸發(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水井與原水混合后進行生物處理。在污泥處理過程中，當(dāng)所述滲濾液產(chǎn)量接近零時，選擇晴天打開陽光板頂蓋8的
蒸發(fā)窗10，利用蒸發(fā)風(fēng)干作用進一步加快污泥干化速度。經(jīng)過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%，有機質(zhì)含量為34%-40%，可以采用機械或人工方式將干泥餅外運，干化室系統(tǒng)隨即進入下一個進泥周期。上濾層3的過濾作用最強，關(guān)于上濾層3濾層厚度的選擇會對過濾的效果產(chǎn)生較大影響。因此，上濾層3厚度的選擇，一般會根據(jù)表示污泥過濾特性的污泥比阻的大小來選擇。當(dāng)污泥比阻較大時，上濾層3的厚度也就越厚，同時濾料粒徑也可以做適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)污泥的比阻較大時，污泥中的有機質(zhì)含量較高，當(dāng)污泥中有機質(zhì)含量較高時，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，該污泥比阻為IOXlO13m/kg 30X1013m/kg，其有機質(zhì)含量比合流制系統(tǒng)污水廠污泥中有機質(zhì)的含量高，污泥的脫水性能較差，上濾層的厚度選擇為250mm。使用本實用新型處理污泥，一個完整的污泥處理周期后，會有部分污泥殘留在上濾層3中，同時上濾層3的濾料也會有一定的損失，為保證本實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入下一個進泥周期前，可以對上濾層3進行清洗，并適當(dāng)補充濾料。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(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)有進泥管(2)，與所述側(cè)壁相對的另一側(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，在所述干化室(I)側(cè)壁的不同高度上分級設(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任一項所述的自然干化與消化污泥的干化床，其特征在于所述陽光板頂蓋(8)帶有通氣管(9)，在所述陽光板頂蓋(8)的外表面上設(shè)置有活動蒸發(fā)窗(10)。
專利摘要本實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)有進泥管，與所述側(cè)壁相對的另一側(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)有陽光板頂蓋；本實用新型限定的技術(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，同時不存在對地下水的二次污染。
文檔編號C02F11/16GK202529971SQ20122016257
公開日2012年11月14日 申請日期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, 袁紹春, 趙冀平, 鄧勝平, 郭飛, 魏婷 申請人:重慶大學(xué)