申请日2020.10.30
公开（公告）日2021.02.19
IPC分类号C02F11/02; C02F11/04
摘要
本发明公开了一种污泥消化系统及其使用方法，包括消化罐、循环水泵、连接管道和加热装置，该加热装置为再生水热泵，消化罐的内外壁之间具有加热层，加热层内部设有循环水管道，循环水管道通过连接管道经过再生水热泵与循环水泵相连，并组成一个闭合回路，闭合回路内具有循环水，再生水热泵用于加热循环水。该污泥消化系统及其使用方法使再生水的热量能够高效率地传导至循环水，并用于加热消化罐中的污泥，以此代替了循环水的加热装置，提高了能源利用率，通过对现有装置进行改进，使其更利于节约能源、更加环保。
权利要求书
1.一种污泥消化系统，包括消化罐、循环水泵、连接管道和加热装置，其特征在于，所述加热装置为再生水热泵，所述消化罐的内外壁之间具有加热层，所述加热层内部设有循环水管道，所述循环水管道通过所述连接管道经过所述再生水热泵与所述循环水泵相连，并组成一个闭合回路，所述闭合回路内具有循环水，所述再生水热泵用于加热所述循环水。
2.如权利要求1所述的污泥消化系统，其特征在于，所述再生水热泵的再生水来自污水处理厂。
3.如权利要求2所述的污泥消化系统，其特征在于，所述再生水在所述再生水热泵内的流向与所述循环水的流向相反。
4.如权利要求1所述的污泥消化系统，其特征在于，所述循环水管道沿所述消化罐的轴向方向均匀分布在所述消化罐的内外壁之间。
5.如权利要求1所述的污泥消化系统，其特征在于，所述循环水管道在所述消化罐的内外壁之间的分布关于所述消化罐的中心对称。
6.如权利要求1所述的污泥消化系统，其特征在于，所述循环水在所述循环水管道中自下而上流动。
7.如权利要求1所述的污泥消化系统，其特征在于，所述污泥消化系统的外侧设有隔热层。
8.如权利要求7所述的污泥消化系统，其特征在于，所述隔热层为聚乙烯发泡弹性体。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的污泥消化系统的使用方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤S1、再生水热泵吸收再生水中的低品位热源；
步骤S2、通过再生水热泵提升循环水温度；
步骤S3、在循环水泵的推动下，循环水沿加热层内部的循环水管道向上流动，与污泥进行充分的热传导交换后，再回到再生水热泵进行升温。
10.如权利要求9所述的污泥消化系统的使用方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤S4、在加热层外侧覆盖保温材料制成的隔热层，进一步对消化罐进行隔热保温处理。
说明书
污泥消化系统及其使用方法
技术领域
本发明设计一种污泥消化系统及其使用方法。
背景技术
近年来，随着我国城市化进程的加快和人民生活水平的提高，我国城镇污水处理厂数量逐年增加，污水处理能力不断提高，由此产生的污泥量也日益增加。根据《2018-2025年中国污泥处理处置市场调查研究及发展趋势分析报告》，截至2017年底，全国设市城市、县(以下简称城镇，不含其它建制镇)累计建成污水处理厂5027座，污水处理能力达1.88亿立方米/日，年产生含水量80％的污泥5000多万吨。如此大量城市污泥的产生对人类健康和生存环境造成严重威胁，已成为现代城市重要的污染源之一。同时，受制于土地容积和运输距离，污泥处理处置的选址往往在现有污水处理厂规划用地范围内，因此，如何通过污水和污泥处理耦合的方法来提高能源利用率，提高污泥处理流程上的效率成为重点关注的方面。
根据发改委和住建部发布的《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》(发改环资〔2020〕1234号)所指出，在加快推进污泥无害化处置和资源化利用中鼓励采用厌氧消化、好氧发酵等方式处理污泥。厌氧消化作为污泥处理处置的成熟工艺路线已在北方地区工程化运用，厌氧消化罐中的污泥保温往往通过泥-热水交换后实现的，但当污泥有机质成分偏低或者消化产沼气量不足时就需要用外界热源进行补充，而在污泥处理工艺中所用到的热水锅炉所产生的二氧化硫和氮氧化物等烟气污染物排放较大，能耗高，不利于节约能源和环保。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中，污泥处理工艺使用的热水锅炉所产生的二氧化硫和氮氧化物等烟气污染物排放较大，能耗高，不利于节约能源和环保的缺陷，提供一种污泥消化系统及其使用方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种污泥消化系统，包括消化罐、循环水泵、连接管道和加热装置，所述加热装置为再生水热泵，所述消化罐的内外壁之间具有加热层，所述加热层内部设有循环水管道，所述循环水管道通过所述连接管道经过所述再生水热泵与所述循环水泵相连，并组成一个闭合回路，所述闭合回路内具有循环水，所述再生水热泵用于加热所述循环水。
在本方案中，采用上述结构形式，使再生水的热量能够高效率地传导至循环水，并用于加热消化罐中的污泥，以此代替了循环水的加热装置，提高了能源利用率。
较佳地，所述再生水热泵的再生水来自污水处理厂。
在本方案中，采用上述结构形式，将再生水中的低品位热源利用于加热循环水，进一步提高了能源利用率。
较佳地，所述再生水在所述再生水热泵内的流向与所述循环水的流向相反。
在本方案中，采用上述结构形式，提高了再生水和循环水的热交换效率。
较佳地，所述循环水管道沿所述消化罐的轴向方向均匀分布在所述消化罐的内外壁之间。
在本方案中，采用上述结构形式，使消化罐在轴向受热更加均匀。
较佳地，所述循环水管道在所述消化罐的内外壁之间的分布关于所述消化罐的中心对称。
在本方案中，采用上述结构形式，使消化罐在周向受热更加均匀。
较佳地，所述循环水在所述循环水管道中自下而上流动。
在本方案中，采用上述结构形式，提升循环水和污泥的热传导交换效率。
较佳地，所述污泥消化系统的外侧设有隔热层。
在本方案中，采用上述结构形式，减少热量损失，提高能源利用率。
较佳地，所述隔热层为聚乙烯发泡弹性体。
在本方案中，采用上述结构形式，使隔热层的隔热性能更好。
一种上述污泥消化系统的使用方法，包括以下步骤：
步骤S1、再生水热泵吸收再生水中的低品位热源；
步骤S2、通过再生水热泵提升循环水温度；
步骤S3、在循环水泵的推动下，循环水沿加热层内部的循环水管道向上流动，与污泥进行充分的热传导交换后，再回到再生水热泵进行升温。
在本方案中，采用上述步骤，使再生水的热量能够高效率地传导至循环水，并用于加热消化罐中的污泥，以此代替了循环水的加热装置，提高了能源利用率。
较佳地，还包括以下步骤：
步骤S4、在加热层外侧覆盖保温材料制成的隔热层，进一步对消化罐进行隔热保温处理。
在本方案中，采用上述步骤，减少热量损失，进一步提高了能源利用率。
本发明的积极进步效果在于：该污泥消化系统及其使用方法使再生水的热量能够高效率地传导至循环水，并用于加热消化罐中的污泥，以此代替了循环水的加热装置，提高了能源利用率，通过对现有装置进行改进，使其更利于节约能源、更加环保。
（发明人：许敬逸;胡维杰;薛颖;金则陈）
