申请日2017.05.26
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C02F11/00; C02F11/14; C02F11/12; C02F11/02; C12M1/40; C13K13/00
摘要
本发明提供了一种剩余污泥高效资源化处理装置，包括药剂混合单元、液固分离单元、液相浓缩单元、固相粉碎单元和反应釜，其中，药剂混合单元的出口连接液固分离单元的入口;液固分离单元的液相出口连接液相浓缩单元的入口，液固分离单元的固相出口连接固相粉碎单元的入口;液相浓缩单元的出口和固相粉碎单元出口均与反应釜连接。本装置能够提高反应釜中的蛋白含量，提高纤维素酶的利用率、降低纤维素酶的热失活率，节省纤维素酶的用量。
权利要求书
1.一种剩余污泥高效资源化处理装置，其特征在于，包括药剂混合单元、液固分离单元、液相浓缩单元、固相粉碎单元和反应釜(7)，其中，
药剂混合单元的出口连接液固分离单元的入口;液固分离单元的液相出口连接液相浓缩单元的入口，液固分离单元的固相出口连接固相粉碎单元的入口;液相浓缩单元的出口和固相粉碎单元出口均与反应釜(7)连接。
2.如权利要求1所述的剩余污泥高效资源化处理装置，其特征在于，所述药剂混合单元包括料液混合器(1)，料液混合器(1)的出口通过管路连接液固分离单元的入口，在该管路上依次设有料液流量调节阀(9)和料液离心泵(12)。
3.如权利要求2所述的剩余污泥高效资源化处理装置，其特征在于，所述药剂混合单元还包括电子加速器(2)，电子加速器(2)在料液混合器(1)下方且对准料液混合器(1)。
4.如权利要求2所述的剩余污泥高效资源化处理装置，其特征在于，料液混合器(1)的入口通过管路连接三通，三通的另外两个接口分别连接药剂输入管道和剩余污泥输入管道，在三通与料液混合器(1)入口相连的管路上依次设有入料流量调节阀(8)和入料离心泵(11)。
5.如权利要求1所述的剩余污泥高效资源化处理装置，其特征在于，所述液固分离单元包括离心机(3)，离心机(3)的入口与药剂混合单元的出口连接;离心机(3)的液相出口连接液相离心泵(13)的入口，液相离心泵(13)的出口连接液相浓缩单元的入口;离心机(3)的固相出口连接固相粉碎单元的入口。
6.如权利要求1所述的剩余污泥高效资源化处理装置，其特征在于，液相浓缩单元包括换热器(6)，换热器(6)的入口与液固分离单元的出口连接，换热器(6)的出口连接浓缩液离心泵(14)入口，浓缩液离心泵(14)的出口与反应釜(7)连接。
7.如权利要求1所述的剩余污泥高效资源化处理装置，其特征在于，固相粉碎单元包括依次连接的干燥器(4)、粉碎机(5)、粉体流量调节阀(10)和粉体输送泵(15)，其中，干燥器(4)的入口连接液固分离单元的固相出口，粉体输送泵(15)的出口连接反应釜(7)。
8.如权利要求1所述的剩余污泥高效资源化处理装置，其特征在于，还包括还原糖收集单元，还原糖收集单元的入口与反应釜(7)的出口连接。
说明书
一种剩余污泥高效资源化处理装置
技术领域
本发明属于能源转化技术领域，涉及一种剩余污泥高效资源化处理装置。
背景技术
近年来，随着城镇化的加速，污泥的产量也在急剧上升。据调查显示，以含水率80%计，我国污泥总产量将很快突破3000万吨，到2020年将突破6000万吨。然而，由于污泥的最终处置面临着安全处置和资源化利用的双重选择，致使污泥的有效处置难上加难。尤其是剩余污泥，其含有丰富的有机物质(如蛋白质、脂类和木质纤维素等)，总有机质可占污泥干重的40%～90%，资源化利用潜质相当大。因此，研究开发新的剩余污泥资源化、无害化处理装置具有重大意义。然而，目前剩余污泥资源化程度非常有限，其中一个重要的原因在于，现有的处理装置不能有效的提高反应釜中的蛋白含量，导致通过纤维素酶对剩余污泥进行处理时，纤维素酶的利用率低、热失活率高。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种剩余污泥高效资源化处理装置，其能够提高反应釜中的蛋白含量，提高纤维素酶的利用率、降低纤维素酶的热失活率，节省纤维素酶的用量。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种剩余污泥高效资源化处理装置，包括药剂混合单元、液固分离单元、液相浓缩单元、固相粉碎单元和反应釜，其中，
药剂混合单元的出口连接液固分离单元的入口;液固分离单元的液相出口连接液相浓缩单元的入口，液固分离单元的固相出口连接固相粉碎单元的入口;液相浓缩单元的出口和固相粉碎单元出口均与反应釜连接。
优选地，所述药剂混合单元包括料液混合器，料液混合器的出口依次连接料液流量调节阀和料液离心泵，料液离心泵的出口连接液固分离单元的入口。
进一步优选地，所述药剂混合单元还包括电子加速器，电子加速器在料液混合器下方且对准料液混合器。
进一步优选地，料液混合器的入口依次连接入料离心泵和入料流量调节阀，入料流量调节阀的入口通过三通阀与药剂输入管道和剩余污泥输入管道连接。
优选地，所述液固分离单元包括离心机，离心机的入口与药剂混合单元的出口连接;离心机的液相出口连接液相离心泵的入口，液相离心泵的出口连接液相浓缩单元的入口;离心机的固相出口连接固相粉碎单元的入口。
优选地，液相浓缩单元包括换热器，换热器的入口与液固分离单元的出口连接，换热器的出口连接浓缩液离心泵入口，浓缩液离心泵的出口与反应釜连接。
优选地，固相粉碎单元包括依次连接的干燥器、粉碎机、粉体流量调节阀和粉体输送泵，其中，干燥器的入口连接液固分离单元的固相出口，粉体输送泵的出口连接反应釜。
优选地，还包括还原糖收集单元，还原糖收集单元的入口与反应釜的出口连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种剩余污泥高效资源化处理装置，包括药剂混合单元、液固分离单元、液相浓缩单元、固相粉碎单元和反应釜。其中，药剂混合单元可以将剩余污泥和破解药剂混合，实现污泥的破解，并实现污泥蛋白的释放和污泥木质纤维素的破稳，为后续进一步处理剩余污泥中的蛋白和木质纤维素等有机质提供了有利条件;液固分离单元将破解后的剩余污泥进行固液分离，以方便对固相和液相的单独处理;液相浓缩单元将液固分离单元分离出的液相进行浓缩，减小了液相的体积;在浓缩后的液相进入反应釜后，由于液相体积的减小，反应釜中的蛋白和木质纤维素微粒的浓度相应的提高;固相粉碎单元将液固分离单元分离出的固相进行干燥后粉碎，由于固相中含有大量的污泥蛋白和木质纤维素，固相粉碎单元可以进一步促进污泥蛋白的释放和木质纤维素的破稳;当粉碎后的粉体进入反应釜后与浓缩后的液相混合，其中的污泥蛋白可以更好的释放，木质纤维素也更好的暴露出来;向反应釜中加入纤维素酶进行反应时，由于反应釜中的液相中含有的蛋白的浓度更高，纤维素酶能够得到很好的保护，其不易发生热失活;而且，由于反应釜中的液相比较少，其暴露出来的木质纤维素微粒的浓度也更大，纤维素酶的活力和酶解能力得以充分的展现，纤维素酶的效率更好，酶解后的还原糖也更容易分离。本发明提供的一种连续化剩余污泥资源化利用装置，具有结构新颖、操作方便、能耗低、可以连续化生产、效率高等特点。
进一步地，药剂混合单元还包括电子加速器，电子加速器在料液混合器下方且对准料液混合器。药剂混合单元利用电子加速器的辐照作用强化破解药剂对污泥的破解效率，不需较高能耗即可实现污泥的破解，避免了传统处理方法中高温所造成的污泥有机质的过度破坏，并且电子加速器辐照处理量大、时间短、操作简单。
