公布日：2022.03.29
申请日：2021.12.17
分类号：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I
摘要
本发明公开一种具有多级热回收功能的污泥处理系统，包括：污泥料仓、污泥稀释设备、污泥反应设备和污泥压滤设备；污泥料仓用于存储待水解处理的污泥，并输送污泥至污泥稀释设备中；污泥稀释设备包括用于存储待处理污泥的稀释罐，稀释罐外侧设有夹套层；污泥反应设备包括用于进行污泥水解反应的反应罐，反应罐的进料端与稀释罐连通，反应罐的出料端与夹套层连通；反应罐中的热污泥被输送至夹套层内，与稀释罐内的污泥进行热交换，降温后的热污泥被输送至污泥压滤设备中，升温后的待处理污泥被输送至反应罐中。本发明的污泥处理系统具有结构紧凑、操作简单、热能利用率高等优点，有效降低了反应能耗，同时也使得系统的占地面积和投资成本大幅减小。
权利要求书
1.一种具有多级热回收功能的污泥处理系统，其特征在于，包括：污泥料仓(1)、污泥稀释设备(2)、污泥反应设备(3)和污泥压滤设备(4)；所述污泥料仓(1)用于存储待水解处理的污泥，并将待处理的污泥输送至污泥稀释设备(2)中；所述污泥稀释设备(2)包括用于存储待处理污泥的稀释罐(206)，所述稀释罐(206)外侧环绕设有夹套层(207)；所述污泥反应设备(3)包括用于进行污泥水解反应的反应罐(302)，所述反应罐(302)的进料端与稀释罐(206)连通，反应罐(302)的出料端与夹套层(207)连通；所述反应罐(302)中完成水解反应的热污泥被输送至夹套层(207)内，与稀释罐(206)内待处理的污泥进行热交换，降温后的热污泥被输送至污泥压滤设备(4)中，升温后的待处理污泥则被输送至反应罐(302)中。
2.根据权利要求1所述的具有多级热回收功能的污泥处理系统，其特征在于，所述污泥反应设备(3)还包括多级回热盘管和多级喷水管；所述多级回热盘管的进料端与反应罐(302)的出料端连接，多级回热盘管的出料端与夹套层(207)连接；所述多级喷水管的进水端位于多级回热盘管顶部，多级喷水管的出水端与稀释罐(206)连接；所述反应罐(302)排出的热污泥进入多级回热盘管内进行流动换热，所述多级喷水管从多级回热盘管顶部循环喷洒工业水，以辅助热污泥换热，换热后的工业水被输送至稀释罐(206)中，用于稀释并加热待处理的污泥，换热后的热污泥被输送至夹套层(207)内，用于与稀释罐(206)内待处理的污泥进行热交换。
3.根据权利要求2所述的具有多级热回收功能的污泥处理系统，其特征在于，所述多级回热盘管包括依次连接且结构相同的一级回热盘管(304)和二级回热盘管(307)，所述一级回热盘管(304)的进料端与反应罐(302)的出料端连接，所述二级回热盘管(307)的出料端与夹套层(207)连接；所述一级回热盘管(304)和二级回热盘管(307)均为多层回型盘管结构。
4.根据权利要求3所述的具有多级热回收功能的污泥处理系统，其特征在于，所述多级回热盘管的进料口与出料口之间通过外置循环泵连接，以实现热污泥在多级回热盘管内部进行循环流动换热。
5.根据权利要求4所述的具有多级热回收功能的污泥处理系统，其特征在于，所述一级回热盘管(304)和二级回热盘管(307)的回型盘管内均设有静态混合器(5)，所述静态混合器(5)用于实现污泥在盘管内进行翻滚流动。
6.根据权利要求5所述的具有多级热回收功能的污泥处理系统，其特征在于，所述静态混合器(5)包括外壳体(51)，外壳体(51)内交替循环设有左旋片(52)和右旋片(53)。
7.根据权利要求5所述的具有多级热回收功能的污泥处理系统，其特征在于，所述多级喷水管包括结构相同的一级喷水管(305)和二级喷水管(308)，所述一级喷水管(305)的第一进水口(306A)与一级回热盘管(304)顶部连通，一级喷水管(305)的第一出水口(306B)与一级回热盘管(304)底部连通，所述第一进水口(306A)与第一出水口(306B)之间通过外置循环泵连接，以实现工业水在一级回热盘管(304)的外壳内循环喷洒；所述二级喷水管(308)的第二进水口(309A)与二级回热盘管(307)顶部连通，二级喷水管(308)的第二出水口(309B)与二级回热盘管(307)底部连通，所述第二进水口(309A)与第二出水口(309B)之间通过外置循环泵连接，以实现工业水在二级回热盘管(307)的外壳内循环喷洒；从第一出水口(306B)和第二出水口(309B)排出的换热后的工业水被输送至稀释罐(206)中，用于稀释并加热待处理的污泥。28.根据权利要求7所述的具有多级热回收功能的污泥处理系统，其特征在于，所述一级喷水管(305)和二级喷水管(308)均采用花洒式管道结构，以实现工业水在一级回热盘管(304)和二级回热盘管(307)外侧均匀喷洒。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的具有多级热回收功能的污泥处理系统，其特征在于，所述稀释罐(206)内设有第一搅拌装置(205)；所述反应罐(302)内设有第二搅拌装置(311)。
10.根据权利要求1至8中任意一项所述的具有多级热回收功能的污泥处理系统，其特征在于，所述夹套层(207)顶部设有第一进料口(201)，夹套层(207)底部设有第一出料口(202)，所述第一进料口(201)与第一出料口(202)通过外置循环泵连接，以实现热污泥在夹套层(207)内部形成循环流动。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有结构紧凑、操作简单、热能利用率高的具有多级热回收功能的污泥处理系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种具有多级热回收功能的污泥处理系统，包括：污泥料仓、污泥稀释设备、污泥反应设备和污泥压滤设备；所述污泥料仓用于存储待水解处理的污泥，并将待处理的污泥输送至污泥稀释设备中；所述污泥稀释设备包括用于存储待处理污泥的稀释罐，所述稀释罐外侧环绕设有夹套层；所述污泥反应设备包括用于进行污泥水解反应的反应罐，所述反应罐的进料端与稀释罐连通，反应罐的出料端与夹套层连通；所述反应罐中完成水解反应的热污泥被输送至夹套层内，与稀释罐内待处理的污泥进行热交换，降温后的热污泥被输送至污泥压滤设备中，升温后的待处理污泥则被输送至反应罐中。
作为本发明的进一步改进，所述污泥反应设备还包括多级回热盘管和多级喷水管；所述多级回热盘管的进料端与反应罐的出料端连接，多级回热盘管的出料端与夹套层连接；所述多级喷水管的进水端位于多级回热盘管顶部，多级喷水管的出水端与稀释罐连接；所述反应罐排出的热污泥进入多级回热盘管内进行流动换热，所述多级喷水管从多级回热盘管顶部循环喷洒工业水，以辅助热污泥换热，换热后的工业水被输送至稀释罐中，用于稀释并加热待处理的污泥，换热后的热污泥被输送至夹套层内，用于与稀释罐内待处理的污泥进行热交换。
作为本发明的进一步改进，所述多级回热盘管包括依次连接且结构相同的一级回热盘管和二级回热盘管，所述一级回热盘管的进料端与反应罐的出料端连接，所述二级回热盘管的出料端与夹套层连接；所述一级回热盘管和二级回热盘管均为多层回型盘管结构。
作为本发明的进一步改进，所述多级回热盘管的进料口与出料口之间通过外置循环泵连接，以实现热污泥在多级回热盘管内部进行循环流动换热。
作为本发明的进一步改进，所述一级回热盘管和二级回热盘管的回型盘管内均设有静态混合器，所述静态混合器用于实现污泥在盘管内进行翻滚流动。
作为本发明的进一步改进，所述静态混合器包括外壳体，外壳体内交替循环设有左旋片和右旋片。
作为本发明的进一步改进，所述多级喷水管包括结构相同的一级喷水管和二级喷水管，所述一级喷水管的第一进水口与一级回热盘管顶部连通，一级喷水管的第一出水口与一级回热盘管底部连通，所述第一进水口与第一出水口之间通过外置循环泵连接，以实现工业水在一级回热盘管的外壳内循环喷洒；所述二级喷水管的第二进水口与二级回热盘管顶部连通，二级喷水管的第二出水口与二级回热盘管底部连通，所述第二进水口与第二出水口之间通过外置循环泵连接，以实现工业水在二级回热盘管的外壳内循环喷洒；从第一出水口和第二出水口排出的换热后的工业水被输送至稀释罐中，用于稀释并加热待处理的污泥。
作为本发明的进一步改进，所述一级喷水管和二级喷水管均采用花洒式管道结构，以实现工业水在一级回热盘管和二级回热盘管外侧均匀喷洒。
作为本发明的进一步改进，所述稀释罐内设有第一搅拌装置；所述反应罐内设有第二搅拌装置。
作为本发明的进一步改进，所述夹套层顶部设有第一进料口，夹套层底部设有第一出料口，所述第一进料口与第一出料口通过循环泵连接，所述循环泵用于实现热污泥在夹套层内部形成循环流动。
作为本发明的进一步改进，所述污泥压滤设备为隔膜板框设备。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的具有多级热回收功能的污泥处理系统，通过将用于进行污泥水解反应的反应罐的进料端与用于存储待处理污泥的稀释罐连通，并将反应罐的进料端与稀释罐外侧的夹套层连通，将反应罐中完成水解反应的热污泥输送至夹套层内，与稀释罐内待处理的污泥进行热交换，降温后的热污泥被输送至污泥压滤设备中，升温后的待处理污泥则被输送至反应罐中；通过在污泥稀释设备中采用间壁式换热的方式对热污泥的余热进行了充分应用，使得待处理污泥在进入反应罐前大幅度回收了热污泥的热能，大大降低了污泥处理系统整体的能耗，同时也使得系统的占地面积和投资成本大幅减小。
2、本发明的具有多级热回收功能的污泥处理系统，通过在污泥反应设备中设置了多级回热盘管和多级喷水管，从反应罐排出的热污泥直接进入多级回热盘管进行多级循环流动换热，同时利用多级喷水管从多级回热盘管顶部循环喷洒工业水，以辅助回热盘管内的热污泥快速降温，并且将换热后的工业水输送至稀释罐中，用于稀释并加热待处理的污泥，换热后的热污泥则被输送至夹套层内，用于与稀释罐内待处理的污泥进行热交换，工业水吸收热能后，再将工业水回用到前端，使得热能传递至待处理污泥中，有效降低了系统能耗；进一步地，工业水将热能释放到待处理污泥中后回再次降温，但是又可以在污泥稀释设备中通过间壁式换热的方式与热污泥再次进行换热，实现了热污泥的多级热能回收，使得热污泥的热量得到了充分回收，最大程度上提高了热能利用率；污泥反应设备的结构设计有利于降低了系统的占地面积，系统整体具备投资小、运行稳定、能耗低、热回收效果显著等优点。
3、本发明的具有多级热回收功能的污泥处理系统，通过在一级回热盘管和二级回热盘管的回型盘管内均设置了静态混合器，可以使污泥在盘管内流动时保持翻滚状态，并实现了流动搅拌，大大加强了管内污泥与管外介质的换热效率；进一步地，可通过将回型盘管的管径提升，避免了管式换热工艺的堵塞现象。
（发明人：夏良;彭杰;杨海波）
