申请日2011.12.28
公开(公告)日2012.07.11
IPC分类号C02F11/12; C02F11/18; C02F11/00
摘要
本发明提供了一种污泥水热干化处理装置及其浆化反应器，污泥水热干化处理装置包括顺序连接的均质反应器、浆化反应器、水热反应器和闪蒸反应器。均质反应器切碎并搅拌物料，然后将输入至浆化反应器进行均匀预热，预热后的物料在水热反应器中进行水热反应，然后储存在闪蒸反应器中，闪蒸反应器回收的蒸汽可通入浆化反应器和/或水热反应器中。本发明的污泥水热干化处理装置在一定温度和压力下，将污泥中的粘性有机物水解，破坏污泥的胶体结构，促使束缚水和固体颗粒分离。本发明的浆化反应器能够均匀搅拌物料并进行预热，从而保证污泥水热干化处理无间断地进行。
权利要求书
1.一种污泥水热干化处理装置，其特征在于，包括：顺序连接的均质反应 器、浆化反应器、水热反应器和闪蒸反应器;
所述均质反应器包括第一反应器罐体和伸入至第一反应器罐体内的第一搅 拌器，自第一反应器罐体底部的第一物料入口输入至第一反应器罐体内的物料 经第一搅拌器切碎并搅拌均匀后、自第一反应器罐体上部的第一物料出口输出 至浆化反应器;
所述浆化反应器包括第二反应器罐体、伸入至第二反应器罐体内的第二搅拌 器、以及可向第二反应器罐体内通入蒸汽的第一蒸汽管，自第二反应器罐体上 部的第二物料入口输入至第二反应器罐体内的物料由第一蒸汽管通入的蒸汽均 匀预热，并通过第二搅拌器搅拌均匀后、自第二反应器罐体下部的第二物料出 口输出至水热反应器;
所述水热反应器包括第三反应器罐体、伸入至第三反应器罐体内的第三搅拌 器、以及可向第三反应器罐体内通入蒸汽的第二蒸汽管，自第三反应器罐体上 部的第三物料入口输入至第三反应器罐体内的物料由第二蒸汽管通入的蒸汽均 匀加热加压、发生水热反应，并通过第三搅拌器搅拌均匀后、自第三反应器罐 体下部的第三物料出口输出至闪蒸反应器;
所述闪蒸反应器包括第四反应器罐体、以及与第四反应器罐体连通的蒸汽回 收管，第四反应器罐体储存物料，并将该物料内的蒸汽通过蒸汽回收管回流至 浆化反应器和/或水热反应器，第四反应器罐体的上部具有第四物料入口，下部 具有第四物料出口。
2.根据权利要求1所述的污泥水热干化处理装置，其特征在于，
所述第二反应器罐体的第二物料入口设置于第二反应器罐体的侧壁的上部， 所述第二物料入口邻近所述第二反应器罐体的顶部，第二物料出口设置于第二 反应器罐体的底部，所述第二物料出口与第三反应器罐体的入口连通，所述第 二反应器罐体架设在支撑裙座上，
所述第二搅拌器伸入至反应器罐体内部搅拌第二反应器罐体内的物料，
所述第一蒸汽管设置于所述第二反应器罐体内。
3.根据权利要求2所述的污泥水热干化处理装置，其特征在于，所述第二 反应器罐体的底部通过封头密封，所述第二物料出口设置于所述封头上。
4.根据权利要求2或3所述的污泥水热干化处理装置，其特征在于，所述 第一蒸汽管为环形管，其贴合所述第二反应器罐体的内壁设置，
所述第一蒸汽管表面具有多个用于向第二反应器罐体内通入蒸汽的气孔。
5.根据权利要求4所述的污泥水热干化处理装置，其特征在于，所述多个 气孔沿所述第一蒸汽管的底部等间隔设置。
6.根据权利要求5所述的污泥水热干化处理装置，其特征在于，所述第一 蒸汽管的底部具有两排气孔，
每排气孔与所述第一蒸汽管底部的中心之间的角度差为30°。
7.根据权利要求4所述的污泥水热干化处理装置，其特征在于，所述第二 搅拌器包括电机和由该电机驱动旋转的搅拌桨叶，
所述搅拌桨叶包括搅拌锚框和位于所述搅拌底框上方的多个搅拌框。
8.根据权利要求7所述的污泥水热干化处理装置，其特征在于，所述搅拌 底框的外缘与所述封头的内表面对应。
9.一种污泥水热干化处理装置的浆化反应器，所述污泥水热干化处理装置 包括顺序连接的均质反应器、浆化反应器、水热反应器和闪蒸反应器，
其特征在于，
所述浆化反应器包括反应器罐体、搅拌器和用于向所述反应器罐体内通入蒸 汽的蒸汽管，
所述反应器罐体的物料入口设置于反应器罐体的侧壁的上部，物料出口设置 于反应器罐体的底部，所述物料出口与所述污泥水热干化处理装置的水热反应 器的物料入口连通，所述反应器罐体架设在支撑裙座上，
所述搅拌器伸入至反应器罐体内部搅拌反应器罐体内的物料，
所述蒸汽管设置于所述反应器罐体内。
10.根据权利要求9所述的污泥水热干化处理装置的浆化反应器，其特征在 于，所述反应器罐体的底部通过封头密封，所述物料出口设置于所述封头上。
11.根据权利要求9或10所述的污泥水热干化处理装置的浆化反应器，其 特征在于，所述蒸汽管为环形管，其贴合所述反应器罐体的内壁设置，
所述蒸汽管表面具有多个用于向反应器罐体内通入蒸汽的气孔。
12.根据权利要求11所述的污泥水热干化处理装置的浆化反应器，其特征 在于，所述多个气孔沿所述蒸汽管的底部等间隔设置。
13.根据权利要求12所述的污泥水热干化处理装置的浆化反应器，其特征 在于，所述蒸汽管的底部具有两排气孔，
每排气孔与所述蒸汽管底部的中心之间的角度差为30°。
14.根据权利要求11所述的污泥水热干化处理装置的浆化反应器，其特征 在于，所述搅拌器自反应器罐体的顶部伸入至反应器罐体内，所述搅拌器包括 电机和由该电机驱动旋转的搅拌桨叶，
所述搅拌桨叶包括搅拌锚框和位于所述搅拌底框上方的多个搅拌框。
15.根据权利要求14所述的污泥水热干化处理装置的均质反应器，其特征 在于，所述搅拌锚框伸入至所述封头内，其外缘与所述封头的内表面对应。
说明书
一种污泥水热干化处理装置及其浆化反应器
技术领域
本发明涉及污泥水热干化处理技术领域，特别涉及一种污泥水热干化处 理装置及其浆化反应器。
背景技术
伴随着全球经济的快速发展和人们对环境的日益关注，污水处理量高速 增加，导致了污泥产量的迅速扩大。目前，我国每年排放干污泥约为500万 吨，而且数量还在不断地增加。如果污泥处理不当会造成严重的二次污染， 而污泥处理的投资和运行费用巨大，占整个污水厂投资及运行费用的25%～ 65%，已成为城市污水处理厂面临的沉重负担。因此，如何经济、高效处置 剩余污泥，实现污泥稳定化、无害化、资源化是当今急需解决的重要课题。
污泥中含有大量的微生物细胞和有机物胶体，导致了污泥脱水困难，通 常脱水泥饼含水率高达80%左右。污泥处置的手段主要包括堆肥、填埋和焚 烧。
污泥用于堆肥物料时，通常需要添加调理剂降低含水至50～60%，需要 添加的调理剂总量约为污泥的60%，如污泥堆肥产品的销路不好，污泥量不 但没有减少反而增加。
国内个别城市用垃圾卫生填埋场接纳污泥，由于污泥含水率高，容易造 成填埋作业困难、渗滤液水质恶化和填埋堆体不稳定，因此，实际上，目前 国内大部分垃圾卫生填埋场拒绝污泥进场。
焚烧是实现污泥减量化的有效手段，通常要求焚烧物料的热值大于1200 千卡/千克，根据市政污泥的平均泥质水平，只有含水率小于50%时才能满 足这一要求。因此填埋、堆肥和焚烧都不宜直接处理含水率80%的脱水泥饼， 为满足处置标准和工艺需要，含水率至少要降低到60%以下。如何高效低耗 地将污泥含水率由80%降低到60%，成为保障污泥有效处置的技术关键。这 通常采用干化方式。但是污泥干化需要消耗大量的能源，如采用蒸汽干化， 一吨污泥需要消耗0.8-1吨的蒸汽，运行成本极高。
污泥脱水困难是由于污泥中的水受到多种作用力的束缚，对此，人们做 了大量的相关研究。水热干化技术是近年来发展迅速的一种处理方法，通过 将污泥加热，在一定温度和压力下使污泥中的粘性有机物水解，破坏污泥的 胶体结构，可以同时改善脱水性能和厌氧消化性能。随水热反应温度和压力 的增加，颗粒碰撞几率增大，颗粒间的碰撞导致了胶体结构的破坏，使束缚 水和固体颗粒分离。另外，加热使污泥中的蛋白质分解，细胞发生破裂，胞 内的水分被释放。经过水热处理的污泥在不添加絮凝剂的情况下，机械脱水 可使含水率大幅度降低到50%以下，大大提高了污泥的脱水性能，及污泥处 置技术向低成本、可持续方向发展的可能性。
但是现有的污泥水热干化处理装置存在着反应效果较差、物料连续性较 差的问题，因此污泥水热干化的效率还是很低。
发明内容
本发明提供了一种污泥水热干化处理装置及其浆化反应器，能够连续地 对污泥进行水热干化处理，提高了水热干化效率。
为了实现以上目的，本发明的技术方案为：
本发明提供了一种污泥水热干化处理装置，包括：顺序连接的均质反应器、 浆化反应器、水热反应器和闪蒸反应器;
所述均质反应器包括第一反应器罐体和伸入至第一反应器罐体内的第一搅 拌器，自第一反应器罐体底部的第一物料入口输入至第一反应器罐体内的物料 经第一搅拌器切碎并搅拌均匀后、自第一反应器罐体上部的第一物料出口输出 至浆化反应器;
所述浆化反应器包括第二反应器罐体、伸入至第二反应器罐体内的第二搅拌 器、以及可向第二反应器罐体内通入蒸汽的第一蒸汽管，自第二反应器罐体上 部的第二物料入口输入至第二反应器罐体内的物料由第一蒸汽管通入的蒸汽均 匀预热，并通过第二搅拌器搅拌均匀后、自第二反应器罐体下部的第二物料出 口输出至水热反应器;
所述水热反应器包括第三反应器罐体、伸入至第三反应器罐体内的第三搅拌 器、以及可向第三反应器罐体内通入蒸汽的第二蒸汽管，自第三反应器罐体上 部的第三物料入口输入至第三反应器罐体内的物料由第二蒸汽管通入的蒸汽均 匀加热加压、发生水热反应，并通过第三搅拌器搅拌均匀后、自第三反应器罐 体下部的第三物料出口输出至闪蒸反应器;
所述闪蒸反应器包括第四反应器罐体、以及与第四反应器罐体连通的蒸汽回 收管，第四反应器罐体储存物料，并将该物料内的蒸汽通过蒸汽回收管回流至 浆化反应器和/或水热反应器，第四反应器罐体的上部具有第四物料入口，下部 具有第四物料出口。
优选地，所述第二反应器罐体的第二物料入口设置于第一反应器罐体的侧壁 的上部，所述第二物料入口邻近所述第二反应器罐体的顶部，第二物料出口设 置于第二反应器罐体的底部，所述第二物料出口与第三反应器罐体的入口连通， 所述第二反应器罐体架设在支撑裙座上，
所述第二搅拌器伸入至反应器罐体内部搅拌反应器罐体内的物料，
所述第一蒸汽管设置于所述第二反应器罐体内。
优选地，所述第二反应器罐体的底部通过封头密封，所述第二物料出口设置 于所述封头上。
优选地，所述第一蒸汽管为环形管，其贴合所述第二反应器罐体的内壁设置，
所述第一蒸汽管表面具有多个用于向第二反应器罐体内通入蒸汽的气孔。
优选地，所述多个气孔沿所述第一蒸汽管的底部等间隔设置。
优选地，所述第一蒸汽管的底部具有两排气孔，
每排气孔与所述第一蒸汽管底部的中心之间的角度差为30°。
优选地，所述第二搅拌器包括电机和由该电机驱动旋转的搅拌桨叶，
所述搅拌桨叶包括搅拌锚框和位于所述搅拌底框上方的多个搅拌框。
优选地，所述搅拌底框的外缘与所述封头的内表面对应。
本发明还提供了一种污泥水热干化处理装置的浆化反应器，所述污泥水热干 化处理装置包括顺序连接的均质反应器、浆化反应器、水热反应器和闪蒸反应 器，
所述浆化反应器包括反应器罐体、搅拌器和用于向所述反应器罐体内通入蒸 汽的蒸汽管，
所述反应器罐体的物料入口设置于反应器罐体的侧壁的上部，物料出口设置 于反应器罐体的底部，所述物料出口与所述污泥水热干化处理装置的水热反应 器的物料入口连通，所述反应器罐体架设在支撑裙座上，
所述搅拌器伸入至反应器罐体内部搅拌反应器罐体内的物料，
所述蒸汽管设置于所述反应器罐体内。
优选地，所述反应器罐体的底部通过封头密封，所述物料出口设置于所述封 头上。
优选地，所述蒸汽管为环形管，其贴合所述反应器罐体的内壁设置，
所述蒸汽管表面具有多个用于向反应器罐体内通入蒸汽的气孔。
优选地，所述多个气孔沿所述蒸汽管的底部等间隔设置。
优选地，所述蒸汽管的底部具有两排气孔，
每排气孔与所述蒸汽管底部的中心之间的角度差为30°。
优选地，所述搅拌器包括电机和由该电机驱动旋转的搅拌桨叶，
所述搅拌桨叶包括搅拌锚框和位于所述搅拌底框上方的多个搅拌框。
优选地，所述搅拌锚框伸入至所述封头内，其外缘与所述封头的内表面对应。
本发明的污泥水热干化处理装置针对现有的污泥处理装置反应效果差、物料 连续性较差的问题，基于污泥水热干化处理技术，通过对污泥进行粉碎、加热， 在一定温度和压力下，将污泥中的粘性有机物水解，破坏污泥的胶体结构，促 使束缚水和固体颗粒分离。
另外，由于本发明的污泥水热干化处理装置的四个反应器之间处理过程连 贯，反应器进出料无停留，因此能够使污泥的水热干化处理过程处于连续运行 的状态。
本发明提供的用于污泥水热干化处理装置的浆化反应器通过向反应器罐体 内通入蒸汽，在反应器罐体内形成一定的温度和压力，并通过搅拌器使物料快 速均匀地进行传质传热，从而实现对物料的预热工作。不仅能够节省物料进行 水热反应的时间，而且使反应器的进出料无停留，从而保证污泥的水热干化处 理过程处于连续运行的状态。
