申请日2018.03.29
公开(公告)日2018.08.17
IPC分类号C02F11/00; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/38
摘要
本发明公开一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，科学设计污泥消化干化的过程，在充分利用消化过程产生的沼气的同时，提升过程的能量效率。设置生物除臭设施，防止污泥消化干化过程产生的有害气体对环境造成污染。污泥脱水产生的污水进行TN及TP的去除后排至污水厂处理。污泥接收及调配站的污泥泵送至污泥精调站，在污泥精调站，污泥温度升至35±2℃，经污泥提升泵再把污泥提升至污泥消化池进行消化，消化后污泥进入脱水机房内的贮泥池，再经污泥泵输送至脱水机进行脱水，脱水后污泥由皮带及链条输送机输送至干化机干化，干化后污泥由无轴螺旋输送机及链板输送机输送至干污泥料仓或储运间储存及外运。
权利要求书
1.一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，其特征在于，通过对普通污泥消化池中污泥消化过程产生的沼气进行梯级利用：
其中，一部分沼气输入沼气锅炉进行燃烧，燃烧产生的热水再利用于污泥消化过程，蒸汽再利用于污泥干化过程;其中，另一部分沼气再利用;
具体包括如下步骤：
1)污泥接受、调配：接受污水 处理厂的污泥，初沉、化学及剩余污泥浓缩脱水至含水率95%，用泵输送进入污泥精调站;
2)预热:在污泥精调站内采用蒸汽混合加热的方式，将污泥温度提升到35±2℃;
3)消化：经污泥提升泵把污泥提升至污泥消化池进行消化，消化效果有机物分解率为40%上下，对消化处理过程产生的沼气进行梯级利用;
4)污泥脱水：消化后污泥进入脱水机房内的贮泥池，经污泥泵输送至脱水机进行脱水,脱水后污泥含水率65%;
5)干化：脱水后污泥由皮带及链条输送机输送至干化机干化，干化后污泥含水率40%;
6)污泥输送。
2.根据权利要求1所述的一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，其特征在于，所述步骤4)中污泥脱水处理产生的污水进行TN及TP去除处理后排至污水处理厂;
其中，TN去除采用厌氧氨氧化技术，TP去除采用磷酸铵镁鸟粪石技术。
3.根据权利要求1所述的一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，其特征在于，所述步骤3)中在对消化处理过程产生的沼气进行梯级利用前脱硫处理：一部分沼气输入沼气锅炉进行燃烧;另一部分沼气再利用。
4.根据权利要求3所述的一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，其特征在于，所述脱硫处理采用干式脱硫技术。
5.根据权利要求1所述的一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，其特征在于，所述步骤1)中增加地磅站，对车运污泥进行计量。
6.根据权利要求1所述的一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，其特征在于，所述步骤4)脱水采用板框脱水深度脱水技术。
7.根据权利要求1所述的一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，其特征在于，所述步骤5)中污泥干化所需热蒸汽由两部分提供：沼气锅炉燃烧沼气提供热蒸汽和天然气锅炉燃烧天然气提供的热蒸汽，蒸汽温度为170℃。
8.根据权利要求1所述的一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，其特征在于，所述沼气再利用方式至少包括：提纯加压制液化气装罐、与市政燃气管网并网、输送至加气站、沼气发电四种方式。
9.根据权利要求1所述的一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，其特征在于，所述步骤4)中污泥脱水投加30.0℃，浓度为0.15%聚丙烯酰胺药液,脱水后需要30℃的冲洗水对脱水设备进行冲洗。
10.根据权利要求1所述的一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，其特征在于，还包括生物除臭和化学除臭。
说明书
一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法
技术领域
本发明属于污泥消化干化技术领域，尤其涉及一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法。
背景技术
随着城市化进程的加快和我国对环境保护要求水平的提高，我国城市污水处理厂数量日益增加。目前，全世界有超过90%的城市污水处理厂采用活性污泥法处理污水，由于剩余污泥产量一般是污水处理量的0.5‰至0.8‰。(按含水率为80%计算)，污泥的含水率一般在98.5%-99.5%，含水率高则有机质含量高，性质不稳定，容易腐化发臭，并且含有病原菌、寄生虫卵、重金属等有毒有事的物质，而另一方面，污泥中含有大量的有机质和营养元素，能量巨大。这使得污泥也称为一种潜在的可以利用的能源。
污泥厌氧消化由于其高效的能量回收和较低的环境影响是目前国际上应用最广泛的污泥稳定化和资源化的处理方法。它可使得污泥中挥发性悬浮固体(VS)含量减少30%-50%,从而使污泥达到稳定，并且有利于后续的脱水处理。经厌氧消化后的污泥中仍然含有丰富的有机肥效成分，适用于土地利用，脱水后的消化污泥还可以用于肥料。在厌氧消化过程中产生的沼气可也可以利用。
经检索国内外研究发现，对于污泥消化干化过程沼气利用的研究较少，研究普遍集中于污泥分段消化过程，以及消化过程的前处理过程。而对于沼气的再利用方面以沼气发电为主。
对于污泥消化产生的沼气，可利用的方式有：1)提纯加压制液化气装罐，2)与市政燃气管网并网，3)输送至加气站，4)沼气发电。沼气发电存在与外电网并网的技术问题，其发电的品质不高，送至加气站或与市政燃气管网并网，需要厂址设置具备此条件，因而相对简单易行的方法是采用提纯纯化后制液化气罐的形式，该方法受外界影响小，工程可实施性强。
发明内容
本发明的目的是提供一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，通过科学合理的对消化干化过程产生的沼气进行梯级利用，大大提高污泥消化干化的能量效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用的方法，通过对普通污泥消化池中污泥消化过程产生的沼气进行梯级利用：
其中，一部分沼气输入沼气锅炉进行燃烧，燃烧产生的热水再利用于污泥消化过程，蒸汽再利用于污泥干化过程;其中，另一部分沼气再利用;
具体包括如下步骤：
1)污泥接受、调配：接受污水处理厂的污泥，初沉、化学及剩余污泥浓缩脱水至含水率95%，用泵输送进入污泥精调站;
2)预热:在污泥精调站内采用蒸汽混合加热的方式，将污泥温度提升到35±2℃;
3)消化：经污泥提升泵把污泥提升至污泥消化池进行消化，消化效果有机物分解率为40%上下，对消化处理过程产生的沼气进行梯级利用;
4)污泥脱水：消化后污泥进入脱水机房内的贮泥池，经污泥泵输送至脱水机进行脱水,脱水后污泥含水率65%;
5)干化：脱水后污泥由皮带及链条输送机输送至干化机干化，干化后污泥含水率40%;
6)污泥输送。
所述步骤4)中污泥脱水处理产生的污水进行TN及TP去除处理后排至污水处理厂;
其中，TN去除采用厌氧氨氧化技术，TP去除采用磷酸铵镁鸟粪石技术。
所述步骤3)中在对消化处理过程产生的沼气进行梯级利用前脱硫处理：一部分沼气输入沼气锅炉进行燃烧;另一部分沼气再利用。
所述脱硫处理采用干式脱硫技术。
所述步骤1)中增加地磅站，对车运污泥进行计量。
所述步骤4)脱水采用板框脱水深度脱水技术。
所述步骤5)中污泥干化所需热蒸汽由两部分提供：沼气锅炉燃烧沼气提供热蒸汽和天然气锅炉燃烧天然气提供的热蒸汽，蒸汽温度为170℃。
所述沼气再利用方式至少包括：提纯加压制液化气装罐、与市政燃气管网并网、输送至加气站、沼气发电四种方式。
所述步骤4)中污泥脱水投加30.0℃，浓度为0.15%聚丙烯酰胺药液,此外脱水过程后需要30℃的冲洗水对脱水设备进行冲洗。
还包括生物除臭和化学除臭工艺步骤。
本发明的有益效果：
1、由于该方法以污泥普通消化+脱水+干化工艺为基础，高效污泥消化减小了消化本身需要的热量，采用板框脱水深度脱水技术，进而减小了污泥干化的蒸发水量，从而实现了节能，因此本方法工艺选择充分显示了节能的特点，本发明实现了以废治废及节能减排的目标，在污泥处理工艺中该工艺的能耗处于十分低的水平。
2、本发明工艺流程中所有泵、电机、电气设备采用节能设备，沼气锅炉采用进口高效(能效90%以上)锅炉。工艺流程中尽量采用直线输送污泥，减少中间环节，进而提高了整体的能量效率。
3、本发明在满足生产要求和环境保护的情况下，干化气体冷凝采用污水直接冷却方式，既可解决污水处理要求较高水温(30℃-35℃)的要求，满足本工程污水处理水升温的能量要求，又可实现干化工艺气体的冷却，不足部分采用污水处理厂出水间接水气热交换的方式，设计中不采用新鲜的补充水。最大限度的减少冷却介质的使用量。
4、本发明科学设计污泥消化干化的过程，在充分利用消化过程产生的沼气的同时，提升过程的能量效率。
5、本发明设置生物除臭设施，防止污泥消化干化过程产生的有害气体对环境造成污染。
6、本发明污泥脱水产生的污水进行TN及TP的去除后排至污水厂处理，消化干化产生的干化污泥可以作为生物肥料等再利用，提高本方法的经济效益
