申请日2011.11.22
公开(公告)日2012.06.20
IPC分类号C02F11/04; F02B63/04; F02B43/10; F02G5/00
摘要
本发明提供了一种污泥分级分相厌氧消化与沼气发电机组余热综合利用系统，该系统沼气发电机组的低温循环冷却水由软化水箱设备回收，并将低温循环水给预热池的污泥预加热;高温缸套水由热平衡水罐回收，并将高温水给高温水解反应池增温和保温、给中温厌氧消化池保温、为烟气余热锅炉补水，烟气余热锅炉回收沼气发电机组烟气热值，给加热池的污泥加热;高温水解反应池至中温厌氧消化池的污泥热值通过泥泥换热器回收，给预热池的污泥预加热，高温水解反应池、中温厌氧消化池产生的沼气经处理后进沼气发电机组。本发明对沼气发电过程中不同温度的余热分别进行梯级利用，沼气发电机组发电直接利用，沼气发电系统热值回收利用率大于83%。
权利要求书
1.污泥分级分相厌氧消化与沼气发电机组余热综合利用系统，其特征在于，该系 统包括预热池、加热池、高温水解反应池、中温厌氧消化池、沼气发电机组、烟气余热 锅炉、热平衡水罐、软化水箱设备、泥泥换热器、泥水换热器和水水换热器设备，所述 沼气发电机组的低温循环冷却水由所述软化水箱设备回收低温循环水热值，并将所述低 温循环水通过所述泥水换热器给所述预热池的污泥预加热;高温缸套水由所述热平衡水 罐回收高温水热值，并将所述高温水通过所述水水换热器给所述高温水解反应池增温和 保温、给所述中温厌氧消化池保温、以及为所述烟气余热锅炉补给水，所述烟气余热锅 炉回收所述沼气发电机组烟气热值，产生的蒸汽直接给所述加热池的污泥加热;所述高 温水解反应池至所述中温厌氧消化池的污泥热值通过所述泥泥换热器回收，回收热值给 所述预热池的污泥预加热，高温水解反应池、中温厌氧消化池产生的沼气经处理后进沼 气发电机组，以实现沼气发电过程中不同温度的余热分别进行梯级利用。
2.根据权利要求1所述的污泥分级分相厌氧消化与沼气发电机组余热综合利用系 统，其特征在于，所述厌氧消化反应在两个反应器中进行，分别为高温水解反应器和中 温厌氧消化池，反应温度分别控制在40～50℃和35～38℃。
说明书
污泥分级分相厌氧消化与沼气发电机组余热综合利用系统
技术领域
本发明属于污水处理厂节能降耗技术领域，涉及一种污泥分级分相厌氧消化与沼气 发电机组余热综合回收利用组合的能量优化集成系统。
背景技术
随着城市化进程的加快和环境保护要求的逐渐提高，城市污水处理厂数量日益增 加。目前，世界上超过90%的城市污水处理都采用活性污泥法，由于剩余污泥产生量一 般是污水处理量的0.5‰～0.8‰(以含水率80%计)，污泥的含水率一般在98.5-99.5%， 含水率高，有机质含量高，性质不稳定，易腐化发臭，且含有病原菌、寄生虫卵、重金 属等有毒有害物质，使得污泥的处理处置成为污水处理厂中的重要问题。污泥处理投资 占污水厂总投资的20%-50%(国外一些发达国家污泥处理投资占污水厂总投资的50%- 70%)。城市污泥处理处置运行费用居高不下已成为限制其发展的一个重要因素，大力 发展廉价低耗的污泥处理处置技术已成当务之急。
污泥中丰富的有机成分使得污泥的厌氧消化成为污泥处理处置的重要途径之一。污 泥分级分相厌氧消化是在无氧的条件下由兼性菌和专性厌氧菌分解有机物产生二氧化碳 和甲烷的过程。污泥分级分相厌氧消化因具有减少污泥体积、稳定污泥性质、产生甲烷 气体，同时污泥在消化过程中，产生的甲烷菌具有很强的抗菌作用，可杀死大部分病原 菌以及其它有害微生物，使污泥卫生化，特别是高温厌氧消化杀菌能力大幅度提高。污 泥分级分相厌氧消化，高温水解反应池反应温度控制在40-50℃，中温厌氧消化池反应 温度控制在35-38℃，跟常规的中温厌氧消化(35-38℃)相比，需要大量热能，因其 耗费能源较大从而导致运行成本过高并限制了应用。
发明内容
本发明为了解决现有的污泥分级分相厌氧消化技术中存在的耗费能源较大的问 题，进而提供一种污泥分级分相厌氧消化与沼气发电机组余热综合利用系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
污泥分级分相厌氧消化与沼气发电机组余热综合利用系统，该系统包括预热池、加 热池、高温水解反应池、中温厌氧消化池、沼气发电机组、烟气余热锅炉、热平衡水 罐、软化水箱设备、泥泥换热器、泥水换热器和水水换热器设备，所述沼气发电机组的 低温循环冷却水由所述软化水箱设备回收低温循环水热值，并将所述低温循环水通过所 述泥水换热器给所述预热池的污泥预加热;高温缸套水由所述热平衡水罐回收高温水热 值，并将所述高温水通过所述水水换热器给所述高温水解反应池增温和保温、给所述中 温厌氧消化池保温、以及为所述烟气余热锅炉补给水，所述烟气余热锅炉回收所述沼气 发电机组烟气热值，产生的蒸汽直接给所述加热池的污泥加热;所述高温水解反应池至 所述中温厌氧消化池的污泥热值通过所述泥泥换热器回收，回收热值给所述预热池的污 泥预加热，高温水解反应池、中温厌氧消化池产生的沼气经处理后进沼气发电机组。沼 气发电过程中不同温度的余热分别进行梯级利用，沼气发电机发电可直接利用，沼气发 电系统热值回收利用率大于83%以上。
本发明具有以下有益效果：1)将污泥分级分相厌氧消化技术和沼气发电机组余热 综合利用技术相结合，沼气发电过程中不同温度的余热分别进行梯级利用，回收热值作 为分级分相厌氧消化的热源，能量得到充分而合理的利用，形成了污泥处理系统电、 热、能综合利用的新集成技术。2)泥泥换热器。高温水解反应池污泥至中温厌氧消化 池污泥热值通过泥泥换热器回收，充分利用系统热值;3)节约能源。污泥分级分相厌 氧消化的热能来自沼气发电机组的余热，分级分相厌氧消化系统产生沼气，沼气带动发 电机组，沼气发电机组余热用于高温、中温污泥厌氧消化所需热能。与燃料锅炉相比， 节能大量能源。4)不污染环境。使用沼气发电机组余热作为污泥高温、中温厌氧消化 的热源，避免了使用传统锅炉造成的大气污染。5)对不同温度的热源分别进行梯级利 用，提高了沼气发电系统热值回收利用效率。
