一種多層立式生物發(fā)酵干化塔及干化方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及城市污水污泥資源化處理的技術領域，特別地，涉及一種多層立式生物發(fā)酵干化塔及干化方法。
【背景技術】
[0002]根據(jù)住房城鄉(xiāng)建設部《關于全國城鎮(zhèn)污水處理設施2013年第四季度建設和運行情況的通報》，截至2013年底，全國城鎮(zhèn)污水處理量達到1.49億立方米/日，脫水污泥(含水率80% )年產(chǎn)生量突破3928萬噸。
[0003]2011年住房城鄉(xiāng)建設部、國家發(fā)展改革委共同組織編制了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術指南(試行)》，對于我國若干年后污泥處理處置技術的發(fā)展有重要指導意義。2012年4月國務院印發(fā)《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設施建設規(guī)劃》，要求到2015年，直轄市、省會城市和計劃單列市的污泥無害化處理處置率達到80%，其他設市城市達到70%，縣城及重點鎮(zhèn)達到30%的目標。污泥處理處置不當會對環(huán)境造成“二次污染”，反之，如果把它處理得當，就可以變廢為寶。
[0004]我國城鎮(zhèn)污水處理廠脫水污泥生物發(fā)酵干化法處理裝置，現(xiàn)多為條垛式發(fā)酵堆、發(fā)酵滾筒、多層次直落發(fā)酵塔等，存在如占地面積大、結棚起拱、物流過程不暢、好氧發(fā)酵不在受控狀態(tài)、析出水分不能有效排出、不能有效翻堆、不能有效測溫、工作環(huán)境差等問題。
[0005]中國專利CN101143758提供了一種城市污水處理廠污泥資源化處置成套設備，包括預混合器、生物反應器、輸送裝置、供熱和通風裝置及控制器。城市污水處理廠的污泥機械脫水后含水率在80%左右，該濕污泥置于儲泥罐中，通過螺桿輸送器與輔料一起進入預混合設備，經(jīng)攪拌打碎空氣氣泡并混合均勻的物料，提升至多層結構生物反應器，反應器設有加熱、通風裝置，污泥在有氧環(huán)境下進行微生物發(fā)酵，污泥發(fā)酵周期約100小時，出口污泥含水率小于30%。該裝置適應性強、能耗低、安全性強、易操作，高品質成品易于深加工，制成復混肥及各種土壤改良劑。
[0006]中國專利CN102153388公開了一種循環(huán)式污泥生物發(fā)酵塔，其包括塔體、設于塔體頂部的可開合的塔蓋、設于塔體底部的儲料罐；平行設于塔體內的多層可轉動的發(fā)酵裝置，該發(fā)酵裝置將塔體內腔沿其軸向分割為多層發(fā)酵倉，每層發(fā)酵裝置下部設有與一鼓風機相通的通風供氧管道、每層發(fā)酵裝置上部設有與一引風機相通的出氣管道、每層發(fā)酵裝置上部設有監(jiān)測裝置，該監(jiān)測裝置接受控制室的控制；驅使發(fā)酵裝置和塔蓋運動的機構、鼓風機和引風機均接受控制室的控制。該發(fā)明可以高效率、低能耗及連續(xù)穩(wěn)定地對污泥進行工業(yè)化的生物發(fā)酵干化處理。
[0007]上述方法都沒有對發(fā)酵過程中的相關參數(shù)變化進行監(jiān)測，不能及時調整生產(chǎn)條件，也不能實時掌握生物發(fā)酵的進度和運輸情況，使得發(fā)酵過程不可控，產(chǎn)品質量無法進一步提尚。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明目的在于提供一種多層立式生物發(fā)酵干化塔及干化方法，以解決發(fā)酵過程不可控的技術問題。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多層立式生物發(fā)酵干化塔，塔內空間從上至下包括若干層發(fā)酵培養(yǎng)區(qū)、設置在塔側壁上的進氣布風管和排氣布風管、設置在塔底的卸料機以及設置在卸料機下部的聚料斗；發(fā)酵培養(yǎng)區(qū)設置有溫度測量儀，所述溫度測量儀、卸料機、進氣布風管和排氣布風管均與控制器連接；
[0010]若干層發(fā)酵培養(yǎng)區(qū)的溫度控制在45°C -72°c，從上至下呈現(xiàn)中溫降解-高溫滅害-次高溫發(fā)酵-中溫發(fā)酵的變化趨勢，中溫降解和中溫發(fā)酵的范圍為35-54?，高溫滅害的范圍為65°C -75°C，次高溫發(fā)酵的范圍為55°C _65°C之間；
[0011]在進氣布風管和排氣布風管上設置防堵罩，所述防堵罩與風管垂直設置。
[0012]優(yōu)選的，所述溫度測量儀為水平方向設置，與塔內的發(fā)酵料下落方向垂直。
[0013]優(yōu)選的，在排氣布風管上設置氧、氨、硫化氫在線分析儀，所述氧、氨、硫化氫在線分析儀與控制器連接，所述控制器根據(jù)所述氧、氨、硫化氫在線分析儀反饋的塔內耗氧量、出口氨含量、硫化氫含量，控制進氣布風管的進氣閥門開啟度。
[0014]本申請還提供了一種生物發(fā)酵干化方法，包括步驟:
[0015]將發(fā)酵料從進料門投入如權利要求1-3任一項所述的干化塔；塔內各層發(fā)酵料在塔底卸料機的控制下，逐層依次通過中溫降解區(qū)、高溫滅害區(qū)、次高溫發(fā)酵區(qū)、中溫發(fā)酵區(qū)，勻速均衡地運動到塔底出料；高溫發(fā)酵區(qū)包含有嗜熱好氧生物菌；中溫降解和中溫發(fā)酵的范圍為35-54°C，高溫滅害的范圍為65°C -75°C，次高溫發(fā)酵的范圍為55°C _65°C之間；
[0016]在發(fā)酵料的運動過程中，排氣管上的氧、氨、硫化氫在線分析儀向控制器反饋塔內耗氧量、氨含量、硫化氫含量，測溫計向控制器反饋發(fā)酵溫度；
[0017]當控制器監(jiān)測到特定指標的當前含量達到閥門開度的臨界點時，相應調整閥門開度。
[0018]優(yōu)選的，塔內發(fā)酵料下降至塔底時，從塔底卸料機卸出干化塔體，進入塔底聚料斗。
[0019]優(yōu)選的，控制器監(jiān)測到排氣口氧含量大于17%時，減少閥門開度。
[0020]優(yōu)選的，從進料門投入的發(fā)酵料的水份含量為65% -70%。
[0021]優(yōu)選的，從第一個干化塔的聚料斗獲得的一次發(fā)酵料，通過塔底的輸送系統(tǒng)緩緩送至第二個干化塔塔頂，一次發(fā)酵料與塔內料再次進行混合，從第二個干化塔的聚料斗獲得二次發(fā)酵料。
[0022]優(yōu)選的，二次發(fā)酵料的水份含量為45%?50%。
[0023]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0024]本發(fā)明在發(fā)酵培養(yǎng)區(qū)設置有溫度監(jiān)測設備和氧、氨、硫化氫在線分析儀，以實時收集干化塔內的溫度、氧氣、氨氣、硫化氫含量，并反饋至控制器，控制器根據(jù)預設的指標標準來控制相應組件的開合度，從而調節(jié)塔內的生物發(fā)酵環(huán)境，改善發(fā)酵料的蟲卵死亡率、菌群值等指標參數(shù)，達到了污泥處理減量化、穩(wěn)定化、無害化的目的。
[0025]本發(fā)明可將若干個生物發(fā)酵干化塔聯(lián)用，使得發(fā)酵料經(jīng)過兩次發(fā)酵周期后，含水量從65% -70%降低到5%?50%，每個發(fā)酵周期為96h左右，提高處理效率。
[0026]該多層立式生物發(fā)酵干化塔的給料設備、輸送設備、卸料設備、送風設備、排水系統(tǒng)、排氣設備等在生產(chǎn)監(jiān)測設備控制下組成一個整體，采用自動化技術實現(xiàn)自動控制，實現(xiàn)可靠運行。
[0027]另外，該塔占地面積小，如發(fā)酵料處理量為30m2/天的多層立式生物發(fā)酵干化塔，單塔占地面積僅為20m2。
[0028]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0029]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0030]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的塔外結構示意圖；
[0031]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的塔內結構示意圖；
[0032]圖3是圖2的I部位放大示意圖；
[0033]其中，1、進料門；2、料層高度測量儀；3、塔體；4、進氣布風管；5、溫度測量儀；6、排氣布風管；7、人孔；8、塔底卸料機；9、聚料斗；10、塔體立柱；11、塔體保溫層；12、防堵罩，121、內布風管，122、防堵鋼絲球，123、外防護罩。
【具體實施方式】
[0034]以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0035]參見圖1、圖2和圖3，本發(fā)明提供了一種多層立式生物發(fā)酵干化塔，塔體3的塔內空間從上至下包括若干層發(fā)酵培養(yǎng)區(qū)、設置在塔側壁上的進氣布風管4和排氣布風管6、設置在塔底的卸料機8以及設置在卸料機下部的聚料斗9。發(fā)酵料從塔頂?shù)倪M料門I進入塔內，在塔底的卸料機的作用下，依次從若干層發(fā)酵培養(yǎng)區(qū)移動至塔底，然后進入聚料斗輸出，經(jīng)過4-8天時間完成發(fā)酵。卸料機實現(xiàn)塔內的物料流動，在物料的流動過程中促進物料翻堆。
[0036]塔底卸料機的工作時間、間歇時間由自動控制系統(tǒng)控制，實現(xiàn)有效翻堆，確保物流暢通。塔底卸料機主要是根椐塔內料層高度來確定塔底卸料機的工作時間和間歇時間。為確保塔內不得結棚起拱，以每24小時為一個周期，在一個周期內，塔內料位在塔身總高度的八分之五以上時，工作時間之間的間歇時間就少，塔內料位在塔身總高度的八分之五以下時，工作時間之間的間歇時間就長一些，保證發(fā)酵塔內根椐自身料高度，合理調節(jié)塔內翻堆力度和時間，達到節(jié)能效果，并確保塔內不結棚起拱。與現(xiàn)有的群組螺旋機卸料區(qū)別在于，本申請卸料機的卸料方法能使塔內料整體水平有序下降，料層不會被下料打亂，更不會導致塔內出料嚴重偏心，使料層錯亂，卸出料出現(xiàn)發(fā)酵不均勻現(xiàn)象。卸料后塔內料位不能少于二分之一，不能高于四分之三。
[0037]塔底層設置有輸送機，在卸料時能夠實現(xiàn)塔內物料在流動過程中的均衡連續(xù)卸料。塔體3側面可設置人孔7以方便查看和維修塔內結構，塔體3底面有塔體立柱10作為支撐，并給塔底留出空間以作卸料運輸。
[0038]塔身可以為鋼結構、鋼筋混凝土結構或磚混結構，塔壁的塔體保溫層11采用保溫材料以便節(jié)能保溫。該塔水平斷面可為圓形、正方形、長方形、多邊形等，斷面尺寸通常在2-6米，層高為3-15米，每層都是獨立的發(fā)酵培養(yǎng)區(qū)，可單層、雙層、三層至多層布置，每層發(fā)酵培養(yǎng)區(qū)構成一個好氧發(fā)酵系統(tǒng)。
[0039]每層發(fā)酵培養(yǎng)區(qū)均設置有溫度測量儀，所述溫度測量儀與控制器連接；溫度測量儀實時將塔內溫度傳送至控制器，控制器根據(jù)預設的溫度范圍進行調節(jié)，實時糾正超出設計值的范圍。當溫度過高時，控制器打開進氣布風管的閥門，使得外部冷空氣通入塔內實現(xiàn)降溫；當溫度過低時，控制器適當調節(jié)進氣布風管的閥門，保持排氣氧含量在17%為宜。所述溫度測量儀可為水平方向設置，與塔內的發(fā)酵料下落方向垂直，則能最大面積地與發(fā)酵料接觸，獲取更真實更全面的溫度信息。
[0040]控制器還可控制塔內風