申请日2016.08.31
公开(公告)日2016.12.21
IPC分类号C02F11/04
摘要
本发明提供了一种污泥高含固率厌氧消化反应装置及其监测方法，具体方案为：在厌氧消化反应器底部的锥斗内和厌氧消化反应器的垂直侧壁上布置分别第一温度探头和第二温度探头，砂子不能被降解，沉积在锥斗中，逐渐冷却，温度缓慢降低。当砂子累计高度超过第一温度探头时，第一温度探头可以探测到砂子的温度。第二温度探头所探测的温度为厌氧消化反应器内的料液的温度。通过对第一温度探头所探测到的温度与第二温度探头所探测到的温度进行比较，可以判断出厌氧消化反应器内的砂子沉积的程度，从而可及时开启排泥阀，及时排除厌氧消化反应器内沉积的砂子，保证污泥高含固率厌氧消化反应器的稳定运行。
摘要附图
权利要求书
1.一种污泥高含固率厌氧消化反应装置，其特征在于，包括一厌氧消化反应器，所述厌氧消化反应器的底部具有一锥斗，所述锥斗内设置有一用于将沉积在锥斗内的砂子排出的排泥管道，且所述排泥管道上设置有排泥阀;
所述锥斗的内侧壁上均布有多个在不同高度处的第一温度探头，所述厌氧消化反应器与锥斗相连端的垂直内侧壁上均布有多个在不同高度处的第二温度探头，根据第一温度探头与第二温度探头之间探测到的温度的比较来控制排泥阀的启闭。
2.据权利要求1所述的污泥高含固率厌氧消化反应装置，其特征在于，所述第一温度探头和第二温度探头连接有一显示装置，所述显示装置实时显示每个所述第一温度探头和第二温度探头检测到的温度。
3.据权利要求1所述的污泥高含固率厌氧消化反应装置，其特征在于，所述锥斗的内侧壁上垂直高度每间隔d1设置有第一温度探头，d1的取值范围为200mm-500mm。
4.据权利要求3所述的污泥高含固率厌氧消化反应装置，其特征在于，所述锥斗的内侧壁上布置有8个第一温度探头。
5.据权利要求1所述的污泥高含固率厌氧消化反应装置，其特征在于，所述厌氧消化反应器的垂直内侧壁上自与锥斗连接处开始垂直高度每间隔d2设置有一个第二温度探头，d2的取值范围为500mm-1000mm。
6.据权利要求5所述的污泥高含固率厌氧消化反应装置，其特征在于，所述厌氧消化反应器的垂直内侧壁上设置有3个第二温度探头。
7.一种污泥高含固率厌氧消化反应装置的监测方法，其特征在于，采用权利要求1-6任意一项所述的污泥高含固率厌氧消化反应装置，具体包括以下步骤：
(1)将污泥输入到厌氧消化反应器内，在厌氧消化反应器中搅拌系统的搅拌作用下，污泥中的有机质与厌氧生物充分接触并被降解，污泥中的砂子在其自身重力的作用下沉到锥斗内;
(2)第一温度探头、第二温度探头将实时监测到的温度数据通过显示装置显示出来或传输给控制装置进行处理;
(3)当有3个或3个以上的第一温度探头探测到的温度与多个第二温度探头探测到的温度的平均值之差大于等于2℃时，控制装置开启排泥阀，使得锥斗内的砂子从排泥管排出厌氧消化反应器;
(4)当位于锥斗最底部的第一温度探头探测到的温度与多个第二温度探头探测到的温度的平均值之差小于等于0.5℃时，控制装置关闭排泥阀。
8.据权利要求7所述的污泥高含固率厌氧消化反应装置的监测方法，其特征在于，污泥在输送到厌氧消化反应器内前先进行预处理，使得污泥的固体浓度(TS)含量为8%-12%。
说明书
一种污泥高含固率厌氧消化反应装置及其监测方法
技术领域
本发明涉及城市污泥处理设计技术领域，尤其涉及一种污泥高含固率厌氧消化反应装置及其监测方法。
背景技术
随着污水处理技术的不断革新，污水处理程度的深化以及处理率的提高，污水厂污泥量不断增加。据统计，中国现建有3000多座城市污水处理厂，每年产生含水率为80%的城市污泥3000万吨左右。城市污泥是主要来源于城市污水处理厂对污水进行处理过程中所产生的沉积物以及污水表面的浮渣和泡沫。污泥的成分及其复杂，如果不经过有效的处理利用，存在着严重的二次污染风险。我国污水处理厂目前主要是针对污水进行处理，存在“重水轻泥”的现象。长期以来，由于没有严格的污泥排放监管，致使许多大中型城市出现污泥围城的现象，给生态环境带来严重的隐患。因此，妥善处理与处置污泥显得尤为重要，污泥问题已成为当前影响城市发展的一个重大环境问题。
厌氧消化是目前污泥稳定化处理的常用工艺，即在厌氧的条件下，由兼性微生物及专性厌氧微生物将有机物降解成水、沼气和腐殖质等物质，使污泥得到稳定。厌氧消化具有以下优点：需要较少的能量消耗;在厌氧消化过程中产生的污泥较少;基本上不需要添加营养物质;沼气中的主要成分是甲烷，它是一种绿色清洁的能源;厌氧消化的有机负荷高，需要反应器的容积较小;基本上不产生臭气，对环境影响较小等。
常规的污泥厌氧消化工艺中，厌氧消化反应器中的固体浓度(TS)非常低，仅为3%～5%，而污泥高含固率厌氧消化工艺中，反应器中的TS含量可高达8%～12%。因此，为保证污泥的高含固率厌氧消化，脱水污泥经过一定的预处理之后，加入少量水调整污泥浓度为8%～12%然后进入厌氧消化反应器中。由于地质原因，中国的污泥有机质含量低，污泥中含有大量的砂子。高浓度浓度厌氧消化工艺中，大量的砂子随着污泥进入厌氧消化反应器中。砂子在厌氧消化反应器中不仅不能被微生物所利用，而且会沉积在反应器底部容易磨损搅拌器。此外，砂子的流动性能差，长期运行后大量的砂子积累在反应器底部，降低厌氧反应器的体积，并且砂子难于从反应器中排出。如何有效快速监测污泥高含固率厌氧消化反应器中的砂沉度，并且及时排出反应器底部的沉砂，对于厌氧消化反应器长期稳定运行具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是根据城市污泥高含固率厌氧消化的需求以及城市污泥有机质含量低的特点，提出一种污泥高含固率厌氧消化反应装置及其监测方法，及时排除反应器底部的沉砂，以解决反应器内部搅拌设备的磨损，保证厌氧消化反应器的长期稳定运行。
具体方案如下：
一种污泥高含固率厌氧消化反应装置，包括一厌氧消化反应器，所述厌氧消化反应器的底部具有一锥斗，所述锥斗内设置有一用于将沉积在锥斗内的砂子排出的排泥管道，且所述排泥管道上设置有排泥阀;
所述锥斗的内侧壁上均布有多个在不同高度处的第一温度探头，所述厌氧消化反应器与锥斗相连端的垂直内侧壁上均布有多个在不同高度处的第二温度探头，根据第一温度探头与第二温度探头之间探测到的温度的比较来控制排泥阀的启闭。
较佳的，所述第一温度探头和第二温度探头连接有一显示装置，所述显示装置实时显示每个所述第一温度探头和第二温度探头检测到的温度。
较佳的，所述锥斗的内侧壁上垂直高度每间隔d1设置有一各第一温度探头，d1的取值范围为200mm-500mm。
较佳的，所述锥斗的内侧壁上布置有8个第一温度探头。
较佳的，所述厌氧消化反应器的垂直内侧壁上自与锥斗连接处开始垂直高度每间隔d2设置有一个第二温度探头，d2的取值范围为500mm-1000mm。
较佳的，所述厌氧消化反应器的垂直内侧壁上设置有3个第二温度探头。
一种污泥高含固率厌氧消化反应装置的监测方法，采用如上所述的污泥高含固率厌氧消化反应装置，具体包括以下步骤：
(1)将污泥输入到厌氧消化反应器内，在厌氧消化反应器中搅拌系统的搅拌作用下，污泥中的有机质与厌氧生物充分接触并被降解，污泥中的砂子在其自身重力的作用下沉到锥斗内;
(2)第一温度探头、第二温度探头将实时监测到的温度数据通过显示装置显示出来或传输给控制装置进行处理;
(3)当有3个或3个以上个的第一温度探头探测到的温度与多个第二温度探头探测到的温度的平均值之差大于等于2℃时，控制装置开启排泥阀，使得锥斗内的砂子从排泥管排出厌氧消化反应器;
(4)当位于锥斗最底部的第一温度探头探测到的温度与多个第二温度探头探测到的温度的平均值之差小于等于0.5℃时，控制装置关闭排泥阀。较佳的，污泥在输送到厌氧消化反应器内前先进行预处理，使得污泥的固体浓度(TS)含量为8%-12%。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
本发明提供的污泥高含固率厌氧消化反应装置及其监测方法，充分考虑砂子和污水的特点以及厌氧消化工艺的要求，在厌氧消化反应器中布置多个第一温度探头和第二温度探头，根据温度梯度间接反映反应器中的砂子沉积的深度，及时排出沉积的砂子，避免锥斗5内砂子沉积量过大，避免了砂子对反应器的磨损，保证污泥高含固率厌氧消化反应器的稳定运行。
