一种蚯蚓反应器及其污泥资源化处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种蚯蚓反应器及其污泥资源化处理的方法，包括反应器主箱体，以及位于反应器主箱体内的污泥处理箱和蚯蚓栖息床；蚯蚓栖息床位于污泥处理箱的下方，包括自反应器主箱体底部依次向上铺设的刨花木屑隔离过滤层、粉末木屑隔离过滤层、单丝滤布层、沙粒补充层、蚯蚓粪主体层以及腐熟牛粪营养层；反应器主箱体顶部设有用于开合的反应器网盖，底部侧面设有滤液收集装置，通过管道收集从反应器内过滤下来的滤液。污泥处理箱上部开口，底部与腐熟牛粪营养层相接触，并开有一组直径为2‑6mm的孔洞，方便蚯蚓进入污泥处理箱内进行取食。本发明专利技术蚯蚓反应器能够产出大量的成品蚯蚓、高质量蚯蚓粪有机肥和蚯蚓滤液。

A kind of earthworm reactor and the method of sludge resource treatment

【技术实现步骤摘要】
一种蚯蚓反应器及其污泥资源化处理的方法
本专利技术涉及污泥处理及资源化利用的方法，特别是涉一种新型蚯蚓反应器以及利用其进行污泥资源化处理的方法。
技术介绍
目前，污水处理厂污泥的规模越来越大，污泥中可能含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，容易对地下水、土壤、空气等环境造成二次污染，形成了巨大的生态环境压力。使用填埋、焚烧、堆肥、高温发酵、沼气工程方式对污泥进行无害化处理是普遍采用的处置方法,但填埋、焚烧等方法处理污泥的同时容易造成二次污染，堆肥、高温发酵、沼气工程方式处理污泥的发酵最终物料也仍然不能将污泥彻底降解。蚯蚓是一种具有环境保护功能动物，基于蚯蚓的生物无害化处理技术是很有潜力的可持续环保处理技术。污泥通过蚯蚓的消化系统在蚯蚓肠道中的蛋白酶、脂肪分解酶、纤维酶、淀粉酶的作用下转化成为自身或其他生物易于利用的活性物质，通过蚯蚓对重金属的富集作用等降低污泥中重金属的环境危害，同时生成的蚯蚓蛋白质和氨基酸等不会对环境产生二次污染，因而可更为高效和彻底地实现污泥无害化。但是现有的蚯蚓处理污泥技术大多存在占地面积大、处理效率低、臭气扩散和蚊虫滋生等问题，使得蚯蚓处理污泥的推广受到了很大的阻碍。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的蚯蚓处理周期长、占地面积大、蚊虫滋生和臭气等问题，本申请提供了一种新型蚯蚓反应器以及利用其进行污泥资源化处理的方法。该装置及方法结合污泥的理化性质、蚯蚓处理的特点以及蚯蚓的生理习性进行污泥处理，具有一次投放蚯蚓连续处理20批次及以上污泥、处理效率高、可处理多种污泥、蚯蚓粪和成品蚯蚓便于收取等特点。为了解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种蚯蚓反应器，包括反应器主箱体，以及位于反应器主箱体内的污泥处理箱和蚯蚓栖息床；所述蚯蚓栖息床位于污泥处理箱的下方，包括自反应器主箱体底部依次向上铺设的刨花木屑隔离过滤层、粉末木屑隔离过滤层、单丝滤布层、沙粒补充层、蚯蚓粪主体层以及腐熟牛粪营养层；所述反应器主箱体顶部设有用于开合的反应器网盖，底部侧面设有滤液收集装置，通过管道收集从反应器内过滤下来的蚯蚓滤液。所述污泥处理箱上部开口，底部与腐熟牛粪营养层相接触，并开有一组直径为2-6mm的孔洞，方便蚯蚓进入污泥处理箱内进行取食，同时将待处理污泥与蚯蚓原始生活区隔离，避免长时间停留在有毒物质中。进一步地，所述蚯蚓粪主体层底部设有通气管道，所述通气管道外接曝气装置，且通气管道上开有气孔，为蚯蚓提供氧气和活动附着面，增加蚯蚓环境容量和蚯蚓活性。更进一步地，所述蚯蚓反应器能够组合进行使用；组合时，每根通气管道(6)上串联有一组蚯蚓反应器，通气管道(6)依次穿过蚯蚓反应器的内部；每组反应器的通气管道(6)通过公用的曝气管(13)连接曝气装置(12)；每组反应器的滤液收集装置(11)通过公用的滤液收集管(15)连接滤液储存罐(14)。组合时用于同时处理较多的污泥。具体地，所述反应器主箱体直径为15-70cm，高为25-50cm，壁厚为0.5-4mm；所述污泥处理箱直径为26-66cm，高5-25cm，壁厚0.5-4mm。反应器主箱体形状可以是圆柱形，也可以是多边形柱体。具体地，所述刨花木屑隔离过滤层填充有厚度为1-3cm的刨花木屑；所述粉末木屑隔离过滤层填充有厚度为1-3cm的粉末木屑；所述单丝滤布层为单层单丝滤布；所述沙粒补充层填充有厚度为0.5-2cm的细沙粒；所述蚯蚓粪主体层填充有厚度为5-9cm蚯蚓粪；所述腐熟牛粪营养层填充有厚度为0.5-2cm的牛粪。刨花木屑和粉末木屑可以对蚯蚓堆肥过程中产生的蚯蚓滤液进行过滤，过滤后的蚯蚓滤液是很好的天然土壤改良剂和杀虫剂。单层单丝滤布过滤蚯蚓堆肥过程中产生的蚯蚓滤液同时防止蚯蚓向下方逃逸。刨花木屑隔离层、粉末木屑隔离层和单丝滤布层的共同作用下使反应器底部空间拥有更大空气容量，提高蚯蚓活性。细沙粒的细度模数为2.2～1.6，便于新繁殖蚯蚓吞食细沙粒进入体腔，帮助其自身消化食物，提高处理速率。蚯蚓粪是为了给蚯蚓提供最舒适的生存环境，提高反应器内蚯蚓容纳量和蚯蚓成活率，并且使新投入蚯蚓尽快适应反应器内环境并开始繁殖发育。牛粪在开始处理污泥之前为蚯蚓繁殖发育提供食物。沙粒补充层、蚯蚓粪主体层和腐熟牛粪营养层为蚯蚓处理污泥提供了最佳的生存环境和物质条件，共同作用下可以大大提高蚯蚓处理污泥的速率。优选地，所述反应器网盖为15目透气纱网，可以阻止处理过程中蚊虫飞入反应器内产卵繁衍，有效解决蚯蚓处理污泥过程中的蚊虫滋生问题。本专利技术进一步提供上述蚯蚓反应器处理污泥的方法，包括以下步骤：(1)向待处理的污泥中加入调理剂，再添加好氧嗜热菌剂混合均匀，在自然条件下进行好氧发酵腐熟5～9天；(2)在蚯蚓栖息床内投入成年带环赤子爱胜蚓0.2-0.45kg，将步骤(1)好氧发酵腐熟后的污泥搅散之后均匀放入污泥处理箱内，然后装入反应器主箱体中，污泥处理箱底部与蚯蚓栖息床完全接触，蚯蚓能够通过污泥处理箱底部孔洞钻入进行取食；(3)当污泥处理箱内的污泥全部转化为蚯蚓粪之后，取出污泥处理箱并收集蚯蚓粪和成品蚯蚓，收集蚯蚓滤液，进行下一周期处理。步骤(1)中，所述调理剂为牛粪和粉碎后园林废弃物，加入量分别为待处理污泥重量的10～20％。加入调理剂用于调节污泥的含水率、孔隙率和污泥蚯蚓适口性，是前处理的必须步骤。步骤(2)中，将腐熟后的污泥搅散之后均匀装入污泥处理箱是为了给蚯蚓处理过程提供更多空间和氧气，研究发现将待处理污泥搅散后均匀铺平蚯蚓处理效率更高，蚯蚓损耗更小。步骤(3)中，收集完蚯蚓粪和成品蚯蚓之后的污泥处理箱重新填充新的待处理污泥并放回反应器，进行下一周期污泥处理。因为反应器内蚯蚓容易在反应器内近亲繁殖造成蚯蚓退化，因此连续处理20周期结束后向反应器内投加复壮后的蚯蚓0.1-0.35kg，投加复壮后蚯蚓为反应器内蚯蚓种群提供外来基因，保持反应器内蚯蚓种群活力。有益效果：1、本专利技术蚯蚓反应器结构合理，占地面积小、处理效率高，且能够通过多个反应器拼接来处理较大的污泥量，一次投放蚯蚓能够连续处理20批次及以上的污泥，同时蚯蚓粪、蚯蚓滤液和成品蚯蚓等产品收集更加方便，还能够有效避免蚯蚓处理污泥过程中的臭气扩散和蚊虫滋生问题。2、本专利技术污泥处理方法适应于多种类污泥处理，不产生二次污染；可以大大提高蚯蚓活性，减少蚯蚓损耗，产出大量的成品蚯蚓、高质量蚯蚓粪有机肥和蚯蚓滤液；投资和运行费用低、适应面广，经济效益、环境效益和社会效益良好。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1为本专利技术蚯蚓反应器的结构示意图。图2为多个蚯蚓反应器组合处理污泥的结构示意图。其中，各附图标记分别代表：1反应器网盖；2反应器主箱体；3污泥处理箱；4腐熟牛粪营养层；5蚯蚓粪主体层；6通气管道；7沙粒补充层；8单丝滤布层；9粉末木屑隔离过滤层；10刨花木屑隔离过滤层；11滤液收集装置；12曝气装置；13曝气管；14滤液储存罐；15滤液收集管。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蚯蚓反应器，其特征在于，包括反应器主箱体(2)，以及位于反应器主箱体(2)内的污泥处理箱(3)和蚯蚓栖息床；所述蚯蚓栖息床位于污泥处理箱(3)的下方，包括自反应器主箱体(2)底部依次向上铺设的刨花木屑隔离过滤层(10)、粉末木屑隔离过滤层(9)、单丝滤布层(8)、沙粒补充层(7)、蚯蚓粪主体层(5)以及腐熟牛粪营养层(4)；所述反应器主箱体(2)顶部设有用于开合的反应器网盖(1)，底部侧面设有滤液收集装置(11)；所述污泥处理箱(3)上部开口，底部与腐熟牛粪营养层(4)相接触，并开有一组直径为2‑6mm的孔洞。

【技术特征摘要】
1.一种蚯蚓反应器，其特征在于，包括反应器主箱体(2)，以及位于反应器主箱体(2)内的污泥处理箱(3)和蚯蚓栖息床；所述蚯蚓栖息床位于污泥处理箱(3)的下方，包括自反应器主箱体(2)底部依次向上铺设的刨花木屑隔离过滤层(10)、粉末木屑隔离过滤层(9)、单丝滤布层(8)、沙粒补充层(7)、蚯蚓粪主体层(5)以及腐熟牛粪营养层(4)；所述反应器主箱体(2)顶部设有用于开合的反应器网盖(1)，底部侧面设有滤液收集装置(11)；所述污泥处理箱(3)上部开口，底部与腐熟牛粪营养层(4)相接触，并开有一组直径为2-6mm的孔洞。2.根据权利要求1所述的蚯蚓反应器，其特征在于，所述蚯蚓粪主体层(5)底部设有通气管道(6)，所述通气管道(6)外接曝气装置(12)，且通气管道(6)上开有气孔。3.根据权利要求2所述的蚯蚓反应器，其特征在于，每根通气管道(6)上串联有一组蚯蚓反应器，通气管道(6)依次穿过蚯蚓反应器的内部；每组反应器的通气管道(6)通过公用的曝气管(13)连接曝气装置(12)；每组反应器的滤液收集装置(11)通过公用的滤液收集管(15)连接滤液储存罐(14)。4.根据权利要求2或3所述的蚯蚓反应器，其特征在于，所述反应器主箱体(2)直径为15-70cm，高为25-50cm，壁厚为0.5-4mm；所述污泥处理箱(3)直径为26-66cm，高5-25cm，壁厚0.5-4mm。5.根据权利要求4所述的蚯蚓反应器，其特征在于，所述刨花木屑隔离过滤层(10)填充有厚度为1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡修韧，边博，田甘沛，沈悦，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32