申请日2015.05.04
公开(公告)日2016.12.07
IPC分类号C02F11/10; C02F11/12; C02F11/00; C07K1/14
摘要
一种节能型连续的污泥资源化处理系统由污泥输送装置(1)、污泥储罐(2)、加药装置(3)、预热搅拌器(4)、平推流反应器(5)、冷凝液闪装置(6)、物料闪蒸装置(7)、污泥脱水装置(8)、蛋白液分离装置(9)、储水罐(10)、水输送装置(11)组成，可以对污泥进行连续化处理，最终产生的干污泥可以作为绿化土或肥料使用;蛋白液分离装置(9)分离出的浓缩液即为蛋白液可以作为泡沫混凝土和泡沫灭火剂及盾构发泡剂等原料，分离出的冷凝水可以作为整套系统的补水或他工艺用水，从而实现污泥的稳定化、无害化、减量化、资源化;物料闪蒸装置(7)和冷凝水闪蒸装置(6)利用高温物料和高温冷凝水负压闪蒸产生蒸汽预热混合污泥，有效提高系统效率，降低能耗，从而实现节能。
权利要求书
1.一种节能型连续的污泥资源化处理系统由污泥输送装置(1)、污泥储罐(2)、加药装置(3)、预热搅拌器(4)、平推流反应器(5)、冷凝液闪装置(6)、物料闪蒸装置(7)、污泥脱水装置(8)、蛋白液分离装置(9)、储水罐(10)、水输送装置(11)组成，污泥输送装置(1)的出口与污泥储罐(2)物料进口相连，加药装置(3)的出口与污泥储罐(2)的加药口(2-02)相连，污泥储罐(2)的出口设有污泥输送装置(1)，污泥输送装置(1)的出口与预热搅拌器(4)物料进口相连，预热搅拌器(4)物料出口设有污泥输送装置(1)，污泥输送装置(1)的出口与平推流反应器(5)的物料进口相连，平推流反应器(5)的物料出口与物料闪蒸装置(7)的高温入口相连，物料闪蒸装置(7)的低温出口与加药装置(3)的出口并联后经污泥输送装置(1)出口与污泥脱水装置(8)物料进口相连，物料闪蒸装置(7)的蒸汽出口与余热搅拌器(4)蒸汽入口相连，污泥脱水装置(8)的水出口与蛋白液分离装置(9)的料液进口相连，蛋白液分离装置(9)的冷凝水出口与储水罐(10)进口相连;冷凝液闪蒸装置(6)的入口与平推流反应器(5)的冷凝液出口相连，冷凝液闪蒸装置(6)的蒸汽出口与预热搅拌器(4)的蒸汽入口相连，冷凝液闪蒸装置(6)的水出口通过水输送装置(11)与储水罐(10)进口相连，储水罐(10)出口通过水输送装置(11)与预热搅拌器(4)物料出口相连，其特征在于：污泥输送装置(1)由螺旋输送器、管线、阀门或污泥泵、管线、阀门组成;水输送装置(12)由管道泵、管路、阀门或真空水泵、管路、阀门组成。
2.根据权利要求1所述的一种节能型连续的污泥资源化处理系统，其特征在于：污泥储罐(2)设有污泥储罐物料进口(2-01)，加药口(2-02)，预热盘管(2-03)，污泥储罐物料出口(2-04)，其中预热盘管(2-03)置于污泥储罐(1)底部外侧。
3.根据权利要求1所述的一种节能型连续的污泥资源化处理系统，其特征在于：加药装置(3)为加碱、加酸、加絮凝剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种节能型连续的污泥资源化处理系统，其特征在于：预热搅拌器(4)外形为圆柱形，由内外两层组成，内层设有预热物料进口(4-01)，搅拌器(4-02)，预热物料出口(4-04);外层设有蒸汽入口(4-03)，冷凝水出口(4-05);，冷凝水出口(4-05)处装有真空罐(4-07)，真空罐(4-07)配有真空泵(4-06)。
5.根据权利要求1所述的一种节能型连续的污泥资源化处理系统，其特征在于：平推流反应器(5)由内层和外层两部分组成，内层设有反应釜物料进口(5-01)，搅拌器旋转轴(5-02)，反应釜物料出口(5-07)，和桨叶;外层设有上层蒸汽入口(5-03)，上层冷凝水出口(5-04)，下层蒸汽入口(5-05)，下层冷凝水出口(5-06)。
6.根据权利要求5所述的一种节能型连续的污泥资源化处理系统，其特征在于：平推流反应器(5)内层高度与内层直径比为4.5-5.5;桨叶分为5-8层，搅拌桨叶直径与内层直径比为0.55至0.65;第一层距顶部1.8米至2米，第二层距第一层为1.2米至1.4米，其余每层间距1.4米至1.6米，第一层桨叶为下压式桨叶(5-08)，第二层为上翻式桨叶(5-09)，桨叶倾斜角度为30°-60°，其余桨为锚式搅拌桨叶(5-10)。
7.根据权利要求1所述的一种节能型连续的污泥资源化处理系统，其特征在于：污泥脱水装置(9)为污泥叠螺机或板框式压滤机。
8.根据权利要求1所述的一种节能型连续的污泥资源化处理系统，其特征在于：蛋白液分离装置(9)为MVR，包括原料泵(9-01)，蛋白液储罐(9-02)，蒸发室(9-03)，过滤加热室(9-04)，压缩机(9-05)。
说明书
一种节能型连续的污泥资源化处理系统
所属技术领域
本发明涉及一种污泥资源化处理系统，特别是适用于污水处理厂的一种节能型连续的污泥资源化处理系统，属于环保技术领域。
背景技术
随着城镇污水处理率的增加和处理程度的深化，城镇污水处理厂的污泥产量也在逐步增加。据统计，全国年湿污泥量(含水率80%)约为3000万吨，且还在以每年8%-10%的速率递增。目前污泥的处理方法主要有脱水后直接填埋、污泥发酵堆肥、污泥焚烧和综合利用等，相关统计表明，我国城镇污水厂待处理的湿污泥超过1000万吨/年。
污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体，污泥含水率高，具有恶臭同时含有多种病原微生物、致病菌和重金属离子等，既能造成生物污染也能造成化学污染。
对于污泥的资源化处理，已有很多学者及企业致力于该方面的研究，甚至有的已经开始小范围的推广使用了，如中国专利第200910245146.1号中提出一种污泥水解提取微生物蛋白质系统及提取方法，该装置包括：污泥储存装置、污泥输送装置、水解反应装置、闪蒸装置、固液分离装置、残渣收集输送装置、滤液收集装置、预热装置、蒸发浓缩装置、干燥装置、废气收集装置、废气处理装置、废气排放装置、工艺水回收装置。提取方法为：将活性污泥水解完全后，闪蒸降温，再进行固液分离，将滤液进行浓缩，得到质量百分比浓度为5%-40%的微生物蛋白质溶液产品或干燥为微生物蛋白质干粉产品。据称：一种污泥水解提取微生物蛋白质系统及提取方法能耗低、生产效率高，微生物蛋白质提取率高，微生物蛋白产品性能优良，其发泡性能优于市售发泡剂。
中国专利第201010208864.4号提出一种连续化污泥蛋白泡沫混凝土制备设备，该装置主要由污泥储料罐、动力泵、水解反应器、换热器、卧式离心机、蒸发器、物料混合器、模具、泡沫反应器和管线组成，据称：该装置具有连续化、节能化的特点，不需要额外用水，可实现能量及污泥中多余水分的循环利用，可完全实现废弃物的资源化利用。
以上两个专利均采用污泥水解的方式，但二者都存在一定的不足，中国专利第200910245146.1号不适用于污泥的连续化处理，仅适用于污泥的间歇批次处理，因此所需设备的功率、体积较大，设备投资较高;中国专利第201010208864.4号虽然实现了污泥连续化处理，但整套装置的余压余热没有很好的利用，直接生产泡沫混凝土面临诸多局限造成了外加能源的浪费，与节能环保的要求还有一定的差距。
发明内容
针对现有方法及装置的以上缺点，本发明提供一种节能型连续的污泥资源化处理系统，通过对含水污泥调节PH值、混合预热、高温水解、固液分离、蛋白液分离等一系列措施，最终获得污泥残渣、蛋白液，实现污泥稳定化、无害化、减量化、资源化的连续性;通过对处理过程中产生的高温凝水和高温污泥溶液进行真空闪蒸，产生的蒸汽用于污泥预热;系统最终产生的的凝水进入储水罐，作为调节污泥浓度稀释用水、加药用水或其他工艺用水，从而实现整个系统的节能化、连续化。该系统具有生产效率高、工艺简单、造价低廉、性能可靠、环保节能等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种节能型连续的污泥资源化处理系统由污泥输送装置、污泥储罐、加药装置、预热搅拌器、平推流反应器、冷凝液闪装置、物料闪蒸装置、污泥脱水装置、蛋白液分离装置、储水罐、水输送装置组成。
污泥输送装置的出口与污泥储罐物料进口相连，加药装置的出口与污泥储罐的加药进口相连，污泥储罐的出口连接污泥输送装置，污泥输送装置的出口与预热搅拌器物料进口相连，预热搅拌器物料出口连接污泥输送装置，污泥输送装置的出口与平推流反应器的物料进口相连，平推流反应器的物料出口与物料闪蒸装置的高温入口相连，物料闪蒸装置的低温出口经污泥输送装置与污泥脱水装置物料进口相连，物料闪蒸装置的蒸汽出口与预热搅拌器的蒸汽入口相连，污泥脱水装置的水出口与蛋白液分离装置的料液进口相连，蛋白液分离装置的水出口与储水罐进口相连。冷凝液闪蒸装置的入口与平推流反应器的冷凝液出口相连，冷凝液闪蒸装置的蒸汽出口与预热搅拌器的蒸汽入口相连，冷凝液闪蒸装置的水出口通过水输送装置与储水罐进口相连，储水罐出口通过水输送装置与预热搅拌器物料出口相连。
污泥输送装置由螺旋输送器、管线、阀门或污泥泵、管线、阀门组成;水输送装置由管道泵、管路、阀门或真空水泵、管路、阀门组成。
污泥储罐设有物料进口、物料出口、加药口，底部外侧设有蒸汽预热盘管。
加药装置为加碱、加酸、加絮凝剂中的一种。
预热搅拌器外形为圆柱形，由内外两层组成，内层设有物料入口、物料出口、搅拌装置，外层设有蒸汽入口、冷凝水出口;预热搅拌器冷凝水出口处装有真空罐，真空罐配有真空泵。
平推流反应器由内层和外层两部分组成，外层又分为上下两个部分;平推流反应器内层设有物料入口、物料出口、搅拌装置;外层设有蒸汽入口、冷凝水出口。
平推流反应器内层高度与内层直径比为4.5-5.5;搅拌装置为搅拌桨，搅拌桨叶分为5-8层，搅拌桨叶直径与内层直径比为0.55至0.65;第一层距顶部1.8米至2米，第二层距第一层为1.2米至1.4米，其余每层间距1.4米至1.6米，第一层为下压式桨叶，第二层为上翻式叶桨，桨叶倾斜角度为30°-60°，其余桨叶为锚式搅拌桨叶;
污泥脱水装置为污泥叠螺机或板框式压滤机。
蛋白液分离装置为MVR装置，包括加热室、蒸发室、压缩机、原料泵、蛋白液储罐。
本发明的有益效果是：采用本发明，可以对污泥进行连续化处理，降低了单台设备的功率，提高了设备使用效率，从而实现了节能减排;污泥脱水装置产生的干污泥可以作为绿化土或肥料使用;蛋白液分离装置分离出的浓缩液即为蛋白液可以作为泡沫混凝土、泡沫灭火剂及盾构发泡剂等原料，产生的冷凝水，可以作为整套系统的补水及其他工艺用水，从而实现了污泥的稳定化、无害化、减量化、资源化;物料闪蒸装置和冷凝水闪蒸装置利用高温物料和高温冷凝水负压闪蒸产生蒸汽预热混合污泥，能够有效提高系统效率，降低系统能耗，从而实现系统节能。
