申请日2020.02.10
公开(公告)日2020.05.15
IPC分类号C02F11/10; C02F11/04; C02F11/122; C02F11/00; B01D29/03; B01D36/02
摘要
本发明公开了一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化装置，包括一级污泥热解反应釜、二级泥浆热解反应罐、板框压滤机、高效厌氧反应器、沼气锅炉、污泥仓、污泥输送泵、冷却水池、冷却水循环泵、污浆输送泵、压滤液池和压滤液输送泵，所述污泥仓与一级污泥热解反应釜之间通过污泥输送泵连通，本发明的热水解完成后安排热解泥浆固液分离，污泥中砂子等无机物实现了分离不进入下一级的厌氧消化，防止了厌氧反应器内管道阻塞等运行难题，本发明中污泥中的有机物转化成了沼气，实现了污泥的资源化的能源回收利用，本发明的热水解工艺不用排汽卸压，不产生冷凝臭气，解决了污泥处理过程中高浓度臭气产生的问题。
权利要求书
1.一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化装置，包括一级污泥热解反应釜(1)、二级泥浆热解反应罐(2)、板框压滤机(3)、高效厌氧反应器(4)、沼气锅炉(5)、污泥仓(6)、污泥输送泵(7)、冷却水池(8)、冷却水循环泵(9)、污浆输送泵(10)、压滤液池(11)和压滤液输送泵(12)，所述污泥仓(6)与一级污泥热解反应釜(1)之间通过污泥输送泵(7)连通，所述所述一级污泥热解反应釜(1)与二级泥浆热解反应罐(2)连通，所述冷却水池(8)与所述二级泥浆热解反应罐(2)通过冷却水循环泵(9)连通，所述板框压滤机(3)输入端与二级泥浆热解反应罐(2)连通，所述板框压滤机(3)输出端与压滤液池(11)连通，所述高效厌氧反应器(4)的一端与沼气锅炉(5)连通，所述高效厌氧反应器(4)的另一端与压滤液池(11)通过压滤液输送泵(12)连通，所述一级污泥热解反应釜(1)与沼气锅炉(5)连通，其特征在于：所述污泥仓(6)的内部上方固定有滤板(603)，所述滤板(603)的顶部中间处安装有减速电机(601)，所述减速电机(601)传动轴延伸至滤板(603)的下方且安装有刮板(604)，所述压滤液池(11)的内部上方固定有密封板(1101)，所述密封板(1101)的内部中间处固定有导气管(1102)，所述导气管(1102)的顶部设置有密封盖(1103)，且导气管(1102)的内部下方固定有支撑板(1105)，所述支撑板(1105)与密封盖(1103)通过弹簧(1104)弹性连接，且支撑板(1105)的外壁开设有透气孔(1106)。
2.根据权利要求1所述的一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化装置，其特征在于：所述一级污泥热解反应釜(1)内设有对污泥进行搅拌的搅拌器，所述二级泥浆热解反应罐(2)外表面安装有冷却夹套。
3.根据权利要求1所述的一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化装置，其特征在于：所述刮板(604)的截面形状为梯形，且刮板(604)的外壁与污泥仓(6)的内壁相接触，所述滤板(603)的顶部位于减速电机(601)的外部固定有挡罩(602)，所述挡罩(602)与滤板(603)之间设置有橡胶密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化装置，其特征在于：所述密封盖(1103)的直径与导气管(1102)的直径相一致，所述压滤液池(11)的内壁密封板(1101)的底部两侧均固定有支撑块，所述支撑块的截面形状为三角形，所述弹簧(1104)的内部设置有伸缩柱，所述伸缩柱的两端分别与密封盖(1103)和支撑板(1105)相连接。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化方法及装置，其特征在于：还包括以下步骤：
A、污泥在一级污泥热解反应釜(1)加入蒸汽搅拌，污泥发生一级热水解反应，变成了热解泥浆，污泥中有机质进行了初步的分解，排入到二级泥浆热解反应罐(2);
B、在二级泥浆热解反应罐(2)中预先加入生石灰药剂，热解泥浆在氢氧化钙的作用下，把不易水解的有机物进一步热解，二级热水解反应时间为15-20分钟;
C、通过冷却水循环泵(9)、冷却水池(8)和冷却夹套将二级泥浆热解反应罐(2)中的热解泥浆冷却到70℃，并使热解泥浆进入至板框压滤机(3)进行固液分离，去除砂子等无机物，获得高浓度CODcr、生化性良好的压滤液;
D、高浓度CODcr、生化性良好的压滤液泵入到高效厌氧反应器(4)，压滤液中有机质经厌氧颗粒污泥降解，转化为沼气和少量颗粒污泥;
E、沼气经沼气锅炉(5)燃烧产生蒸汽，蒸汽回用到一级热水解反应。
6.根据权利要求5所述的一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化方法及装置，其特征在于：所述步骤A中，一级污泥热解反应釜(1)加入的蒸汽为1.0Mpa-2.0Mpa的饱和蒸汽，温度150-200℃，一级热水解反应时间为25-30分钟，污泥与蒸汽比例为每吨污泥加入150至200千克蒸汽。
7.根据权利要求5所述的一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化方法及装置，其特征在于：所述步骤B中，生石灰药剂量为含水80%原污泥的1.25%。
8.根据权利要求5所述的一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化方法及装置，其特征在于：所述步骤C中，板框压滤机(3)对热解泥浆进行固液分离的规格为：固相:泥饼含水率为25-35%，液相:压滤液CODcr约为60000mg/L、生化性:B/C≥0.5的压滤液。
9.根据权利要求5所述的一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化方法及装置，其特征在于：所述步骤D中，压滤液输送泵(12)入到高效厌氧反应器(4)，压滤液中有机质经厌氧颗粒污泥降解，转化为沼气和少量颗粒污泥，压滤液中CODcr去除率≥80%，BOD5去除率≥90%。
10.根据权利要求5所述的一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化方法及装置，其特征在于：高效厌氧反应器(4)为IC(内循环厌氧反应器)或者EGSB(厌氧颗粒污泥膨胀床)。
说明书
一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化方法及装置
技术领域
本发明涉及市政污泥处理处置领域，特别涉及一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化方法及装置。
背景技术
现在我国城镇每天产生大量的市政污泥，污泥的处理处置现在已经成了每个城市很大的迫切问题，给城市的环境和可持续发展造成非常大的压力，实现污泥的减量化、无害化、稳定化、资源化必须改变传统的方法，采用新工艺和新技术来解决这一迫切的问题。
由于我国污泥含砂量大，砂子淤塞造成传统的污泥热水解厌氧消化项目运行不稳定，项目处理效率很低，投资大，现有装置中的污泥仓难以对外部倒入的污泥进行初步过滤，致使污泥中的大颗粒杂物易损伤装置元件的问题，同时污泥仓内壁附着的污泥难以快速被清理，此外，污泥的压滤液多数存储在压滤液池中，而污泥压滤液产生的气体易对压滤液池造成压强过大的现象，从而导致装置的安全性存在一定的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化方法及装置，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化装置，包括一级污泥热解反应釜、二级泥浆热解反应罐、板框压滤机、高效厌氧反应器、沼气锅炉、污泥仓、污泥输送泵、冷却水池、冷却水循环泵、污浆输送泵、压滤液池和压滤液输送泵，所述污泥仓与一级污泥热解反应釜之间通过污泥输送泵连通，所述所述一级污泥热解反应釜与二级泥浆热解反应罐连通，所述冷却水池与所述二级泥浆热解反应罐通过冷却水循环泵连通，所述板框压滤机输入端与二级泥浆热解反应罐连通，所述板框压滤机输出端与压滤液池连通，所述高效厌氧反应器的一端与沼气锅炉连通，所述高效厌氧反应器的另一端与压滤液池通过压滤液输送泵连通，所述一级污泥热解反应釜与沼气锅炉连通，所述污泥仓的内部上方固定有滤板，所述滤板的顶部中间处安装有减速电机，所述减速电机传动轴延伸至滤板的下方且安装有刮板，所述压滤液池的内部上方固定有密封板，所述密封板的内部中间处固定有导气管，所述导气管的顶部设置有密封盖，且导气管的内部下方固定有支撑板，所述支撑板与密封盖通过弹簧弹性连接，且支撑板的外壁开设有透气孔。
优选的，所述一级污泥热解反应釜内设有对污泥进行搅拌的搅拌器，所述二级泥浆热解反应罐外表面安装有冷却夹套。
优选的，所述刮板的截面形状为梯形，且刮板的外壁与污泥仓的内壁相接触，所述滤板的顶部位于减速电机的外部固定有挡罩，所述挡罩与滤板之间设置有橡胶密封圈。
优选的，所述密封盖的直径与导气管的直径相一致，所述压滤液池的内壁密封板的底部两侧均固定有支撑块，所述支撑块的截面形状为三角形，所述弹簧的内部设置有伸缩柱，所述伸缩柱的两端分别与密封盖和支撑板相连接。
一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化方法及装置，还包括以下步骤：
A、污泥在一级污泥热解反应釜加入蒸汽搅拌，污泥发生一级热水解反应，变成了热解泥浆，污泥中有机质进行了初步的分解，排入到二级泥浆热解反应罐;
B、在二级泥浆热解反应罐中预先加入生石灰药剂，热解泥浆在氢氧化钙的作用下，把不易水解的有机物进一步热解，二级热水解反应时间为15-20分钟;
C、通过冷却水循环泵、冷却水池和冷却夹套将二级泥浆热解反应罐中的热解泥浆冷却到70℃，并使热解泥浆进入至板框压滤机进行固液分离，去除砂子等无机物，获得高浓度CODcr、生化性良好的压滤液;
D、高浓度CODcr、生化性良好的压滤液泵入到高效厌氧反应器，压滤液中有机质经厌氧颗粒污泥降解，转化为沼气和少量颗粒污泥;
E、沼气经沼气锅炉燃烧产生蒸汽，蒸汽回用到一级热水解反应。
优选的，所述步骤A中，一级污泥热解反应釜加入的蒸汽为1.0Mpa-2.0Mpa的饱和蒸汽，温度150-200℃，一级热水解反应时间为25-30分钟，污泥与蒸汽比例为每吨污泥加入150至200千克蒸汽。
优选的，所述步骤B中，生石灰药剂量为含水80%原污泥的1.25%。
优选的，所述步骤C中，板框压滤机对热解泥浆进行固液分离的规格为：固相:泥饼含水率为25-35%，液相:压滤液CODcr约为60000mg/L、生化性:B/C≥0.5的压滤液。
优选的，所述步骤D中，压滤液输送泵入到高效厌氧反应器，压滤液中有机质经厌氧颗粒污泥降解，转化为沼气和少量颗粒污泥，压滤液中CODcr去除率≥80%，BOD5去除率≥90%。
优选的，高效厌氧反应器为IC(内循环厌氧反应器)或者EGSB(厌氧颗粒污泥膨胀床)。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化方法及装置，具有如下有益效果：
1、本发明相比于传统的污泥热水解厌氧消化效率更高，投资更低，本发明的热水解完成后安排热解泥浆固液分离，污泥中砂子等无机物实现了分离不进入下一级的厌氧消化，防止了厌氧反应器内管道阻塞等运行难题。
2、本发明内的污泥二级热水解工艺，最大程度地实现了污泥中的有机物变成了可溶性的CODcr。
3、本发明中污泥中的有机物转化成了沼气，实现了污泥的资源化的能源回收利用;
4、本发明的热水解工艺不用排汽卸压，不产生冷凝臭气，解决了污泥处理过程中高浓度臭气产生的问题。
5、本发明中，通过减速电机带动刮板转动，可对污泥仓内壁进行刮擦，进而将污泥仓内壁附着的污泥全部刮落至污泥输送泵进料端，以便提升污泥输送的效率，同时提高了污泥仓清理时的便捷度，滤板可阻隔污泥中的大颗粒杂物，进而对污泥泵起到保护作用。
6、本发明中，通过密封板可对压滤液池进行密封，进而避免压滤液的气味泄露至空气中，通过导气管、密封盖、弹簧、支撑板、透气孔，可在压滤液池内部气压过大时，自动泄压，从而提高装置使用时的安全性。（发明人陈剑波;王传新;谢志亮;邓元宝;曹多多;杨雨）
