粪便无害化处理厂工程设计研究

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1引言

浙江省中南部某县城由于城市化进程较快，配套的环卫基础设施建设严重落后于城市发展，城镇粪便大多排入城市管网或被偷运至城郊弃置，从而加重污水管网污染负荷，污染城镇环境，影响居民身心健康。为控制粪便对居民生态环境的影响，必须建设粪便处理厂对城镇粪便进行无害化处理。该粪便无害化处理厂位于该县城垃圾填埋场和垃圾焚烧厂旁，选址对于粪渣和粪便废水的处置十分有利。其服务范围为该县的3个街道和9个乡镇。设计处理规模为50t/d。

2工程设计内容

粪便处理工艺设计的主要内容包括：粪便的进料、粪便的处理、处理后粪便及粪便废水的出路、除臭处理等。工艺流程：流程说明：粪便收运车清运的粪便运至粪便处理厂的卸粪区，密封卸入自清式转盘固液分离机中，去除粪便中的8mm以上故障垃圾（如塑料袋、纸、动物尸体、纤维、绳子、衣物、木头、石块、金属等），分离出的故障垃圾经压榨脱水后运至填埋场填埋处理，压榨后的故障垃圾含水率小于65%。经自清式转盘固液分离机过滤后的粪浆依靠重力流入沉砂池内，经自由沉淀除砂后，再由沉砂池溢流入粪便调节池，沉砂池底部沉淀的泥沙通过运砂螺杆收集至沉砂池的一端，再通过砂泵泵入洗砂分砂一体化装置内。洗砂分砂一体化装置可以把砂砾从泥砂进一步中分离出来，对粪浆中直径大于0.2mm的砂砾分离效率可高达95%，一体化装置还具有洗砂的功能，通过清洗分离出砂砾有机物含量小于3%，含固率达90%，可用于市政管道垫层及路基材料，分离的粪浆和洗砂液进入粪便调节池。粪浆经过除砂后进入絮凝脱水设备，其处理能力为8-12m3/h，粪浆进入脱水设备前添加絮凝剂，以保证对粪浆的脱水效果，絮凝剂为聚丙烯酰胺；絮凝脱水后的粪渣通过输送机输送至垃圾箱内，可资源化利用或填埋处理。各处理车间产生的臭气通过臭气收集管道，通过引风机引至臭气处理系统，处理达标后排入大气。絮凝脱水产生的粪便污水收集后通过管道排入旁边垃圾填埋场中垃圾渗滤液处理设施中进行处理，达标后排放。2.1计量系统。粪便运至处理厂，首先经过设在地磅房附近的数字汽车衡，计量粪便运输的车次及粪便量。2.2卸粪系统。卸粪口是吸粪车排放管和处理设备连接的进料口，是从固液分离机上引出的一根不锈钢进料管道。能与吸粪车排放管可靠、方便地密封对接，保证在泄粪过程中没有臭气及粪液外溢。卸粪系统包括对接装置、连接软管、平衡装置等。本厂配置一台固液分离设备，该设备设计有2个卸粪口。2.3固液分离系统。吸粪车内的粪便通过管道密闭卸入自清式转盘固液分离机的进料端口，自清式转盘固液分离机的2台驱动装置带动所有盘式转动栅都同步顺时针旋转，此时设备进口端的粪便故障垃圾被旋转的转动栅输送至固液分离机出口一端排出，排出的故障垃圾落入带有压榨功能的螺旋输送机，被压榨并输送至垃圾箱内。而粪便中的浆液从每组旋转的转动栅盘与栅盘之间运动栅间中得以有效分离，并排至自清式转盘固液分离机底部的收集腔体，分离机底部腔体与DN300管道连接，粪浆通过将管道重力排入沉砂池内，固液分离机运行中无需消耗额外的水量用以对分离过程的冲洗。2.4粪便除砂系统。吸粪车收集的粪便中含有大量的砂砾，如果不去除这些砂砾，将对后续处理机械造成影响，磨损机械设备，降低设备的使用寿命。因此，根据粪便固液分离设备的特点，需设计沉砂池，去除浆液中的砂砾。沉砂池设置在储料坑附近，靠近粪便综合处理车间，方便把沉淀的泥砂输送到洗砂分砂一体化装置内。在沉砂池底部安装水平排砂螺杆，排砂机主要由运输槽体、有轴螺旋、耐磨衬板、驱动装置等部分组成。底部沉砂沿着螺杆旋转的方向被运输到沉砂池底部的集砂坑。排砂泵将集砂坑中的砂水混合物提升至洗砂分砂一体化装置进行分离。2.5粪便调节池和搅拌设备。粪便调节池的设计主要考虑的是调节浆液的质和量，使浆液能够均衡的进入下一处理单元。粪便调节池主要功能为贮存经固液分离处理后的粪便浆液，调节池用于调节絮凝脱水段的进料，均衡由于粪便运输等原因产生的变化系数。为防止粪便调节池内浆液表层形成板结，设双曲面搅拌机1台，实现了浆液上下翻滚，防止表层的粪便板结。同时设提升泵1台，将粪便浆液提升至絮凝脱水系统，进行脱水处理。2.6粪便絮凝脱水系统。絮凝脱水装置位于粪便综合处理车间内，包括1台加药设备，1台经过改进的絮凝脱水设备。通过投加絮凝剂对粪便进行预处理，可改善脱水性能，提高脱水机的生产能力，絮凝剂采用聚丙烯酰胺，投加量约占绝干泥重量的3‰，粪便浆液脱水将从4~5%固含量的稀浆液最终脱水成固含量30~35%的泥饼，脱水后滤液中CODcr≦3000mg/L。絮凝脱水后的泥饼送入填埋场填埋或用作农肥以实现资源化利用。2.7粪便污水处理。经絮凝脱水后产生的粪便废水，经管道排入旁边垃圾填埋场的垃圾渗滤液系统中进行统一处理，达标后排放。2.8除臭系统。除臭系统应做到处理效率高、设备噪声低、材质防腐蚀。粪便接收口及固液分离设备等高浓度臭气产生处，应设置冲洗装置和操作密封盖。除臭系统应保证粪便处理厂周边地区的环境空气符合《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）的有关规定；厂界的污染控制值应符合现行国家标准《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）的有关规定。

3结束语

该设计本着“稳定化、无害化、减量化和资源化”的原则，因地制宜地设计了粪便无害化处理工程，实现粪便的无害化处理和资源的可持续发展，从根本上解决县城粪便的污染问题。

参考文献

[1]周杨.城市粪便处理系统浅析[J].环境.2008/S1：16-17.

[2]吴军，许冰斌，陆晓，等.畜禽粪便的无害化处理[J].中国畜牧兽医文摘，2016，32（12）：15-15.

作者:丛海樱 王丰 陈乐乐 单位:杭州市城乡建设设计院股份有限公司