申请日2016.09.26
公开(公告)日2017.04.05
IPC分类号C02F11/18; C02F11/04; C02F11/12
摘要
本实用新型涉及一种用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，属于环境工程技术领域。其包括顺序相连的第一换热器、水热预处理池、第二换热器、冷却调节池、厌氧反应器、污泥沉淀池和压滤机，所述水热预处理池内设搅拌器，水热预处理池底部设有加热装置;所述厌氧反应器包括罐体、设在罐体内的射流搅拌装置以及设在罐体底部的射流布水装置。本实用新型的厌氧生物转化装置实现了污泥减量化的同时，去除了污泥中的污染物，同时获得了清洁的沼气，工艺流程简单，运行成本低廉，具有很大的应用价值。
权利要求书
1.一种用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，其特征在于，包括顺序相连的第一换热器(200)、水热预处理池(100)、第二换热器(210)、冷却调节池(300)、厌氧反应器(400)、污泥沉淀池(500)和压滤机(600);所述第一换热器(200)的出口与水热预处理池(100)的入口相连，水热预处理池(100)的出口与第二换热器(210)的入口相连，第二换热器(210)的出口连接冷却调节池(300)的入口，冷却调节池(300)的出口连接至厌氧反应器(400)的入口，厌氧反应器(400)的出口与污泥沉淀池(500)的入口相连，污泥沉淀池(500)的出口与压滤机(600)的入口相连;
所述水热预处理池(100)内设搅拌器(120)，水热预处理池(100)底部设有加热装置;所述厌氧反应器(400)包括罐体(410)、设在罐体内的射流搅拌装置(430)以及设在罐体底部的射流布水装置(420);
所述射流搅拌装置(430)包括喷嘴(432)和第一混合室(431)，所述喷嘴(432)伸入第一混合室(431)内，喷嘴(432)通过管道以及设在罐体(410)外的喷射泵与罐体(410)的底部出口连通，所述第一混合室为上端大而下端小的锥台形状，第一混合室(431)的下端连接有第一喉管(434)，所述第一喉管(434)下端连接有扩散管(435)，扩散管(435)为上端小而下端大的锥台状;
所述射流布水装置(420)包括第二混合室(421)和伸入第二混合室的喷射管(422)，喷射管通过管道与厌氧反应器的入口连通，所述第二混合室(421)为锥台状，第二混合室(421)的一端设置有第二污液进口(423)，第二混合室(421)的另一端连接有第二喉管(424)，所述第二喉管(424)的另一端连接有涡旋筒(425)。
2.如权利要求1所述的用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，其特征在于，所述水热预处理池(100)底部的加热装置为设置于水热预处理池底部且与所述水热预处理池相连通的蒸汽管(110)。
3.如权利要求1所述的用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，其特征在于，所述水热预处理池内的搅拌器(120)为平直叶圆盘涡轮搅拌器。
4.如权利要求1所述的用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，其特征在于，所述第一换热器(200)和第二换热器(210)为套管式换热器。
5.如权利要求1所述的用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，其特征在于，所述厌氧反应器(400)为全混合式反应器，所述罐体为圆柱形。
6.如权利要求1所述的用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，其特征在于，所述厌氧反应器罐体底部的射流布水装置为两个以上。
7.如权利要求1所述的用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，其特征在于，所述污泥沉淀池(500)的底部呈锥形，锥角为60°。
8.如权利要求1至7任一项所述的用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，其特征在于，所述污泥沉淀池(500)的上部设有两个以上的排放口。
说明书
一种用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置
技术领域
本发明涉及一种用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，属于环境工程技术领域。
背景技术
污水处理厂产生的剩余污泥中含有大量氮、磷、多种微量元素和有机质等可利用成分，也含有毒、有害、难降解的有机物、病原菌、寄生虫(卵)及重金属等，且常伴有恶臭，处置不当会对生态环境和人类造成很大的危害，因此探讨并寻求经济有效的适合我国国情的污泥处置技术，具有重要意义。
厌氧消化具有可以有效地减少污泥体积、稳定污泥的性质、减少污泥恶臭、提高污泥的卫生质量、降低污泥中污染物含量等优点。然而，目前研究发现石化污泥厌氧生化转化效率较低、工艺复杂、且厌氧消化过程对石化污泥中的有机污染物不能有效的降解，核心原因在于缺乏高效的厌氧生物转化装备。
中国专利文献CN 103508617 A公布了一种石化污泥减量化的方法及其处理装置，报道将超声与氧化性气体联合预处理污泥，然后对污泥进行厌氧消化处理，该方法可以一定程度上实现污泥的减量化，但是存在着工艺复杂、投资和运行成本高、反应器传质效率不高、污染物降低幅度低等缺点;另有文献报道用超声波预处理，然后厌氧消化进行减量化，该种方法对剩余污泥的处理减量可以达到25%，但石化污泥与普通的城市污泥明显不同，且该种方法对污泥减量化程度略低，对石化污泥不一定适用;李海涛等(2013)研究了厌氧折流板反应器在厌氧消化处理石化剩余污泥的研究，研究发现系统运行不稳定，且生物转化效率低，对有机污染物不能有效的去除。
综上，这些限制因素严重影响了市政污泥的减量化、无害化及资源化利用。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，其能实现污泥的无害化、减量化和资源化，成本低，污染物去除的效率高。
为实现上述技术目的，本实用新型采用以下的技术方案：
一种用于处理石化污泥的厌氧生物转化装置，包括顺序相连的第一换热器、水热预处理池、第二换热器、冷却调节池、厌氧反应器污泥沉淀池和压滤机;所述第一换热器的出口与水热预处理池的入口相连，水热预处理池的出口与第二换热器的入口相连，第二换热器的出口连接冷却调节池的入口，冷却调节池的出口连接至厌氧反应器的入口，厌氧反应器的出口与污泥沉淀池的入口相连，污泥沉淀池的出口与压滤机的入口相连。
所述水热预处理池内设搅拌器，水热预处理池底部设有加热装置;所述厌氧反应器包括罐体、设在罐体内的射流搅拌装置和设在罐体底部的射流布水装置。
所述射流搅拌装置包括喷嘴和第一混合室，所述喷嘴伸入第一混合室内，喷嘴通过管道以及设在罐体外的喷射泵与罐体的底部出口连通，所述第一混合室为上端大而下端小的锥台形状，第一混合室的下端连接有第一喉管，第一喉管下端连接有扩散管，扩散管为上端小而下端大的锥台状。
所述射流布水装置包括第二混合室和伸入第二混合室的喷射管，喷射管通过管道与厌氧反应器的入口连通，所述第二混合室为锥台状，第二混合室的一端设置有第二污液进口，第二混合室的另一端连接有第二喉管，所述第二喉管的另一端连接有涡旋筒。
作为优选，所述水热预处理池底部的加热装置为设置于水热预处理池底部且与所述水热预处理池相连通的蒸汽管，运行时直接利用蒸汽对污泥进行加热从而达到污泥温度快速提升。
作为优选，所述水热预处理池内的搅拌器为平直叶圆盘涡轮搅拌器，在提高水热预处理池的传热效率同时，能够将小颗粒的物料块进行彻底的破碎。
作为优选，所述第一换热器和第二换热器为套管式换热器，经过水热预处理池预先加热后的热污泥走管程，未经过水热预处理池的冷污泥走壳程，通过换热器能够较大限度的利用热能，降低运行成本及能源消耗。
作为优选，所述厌氧反应器为全混合式反应器，所述罐体为圆柱形，能够适应较高的固形物冲击，在反应器的内部设置热水盘管以补充反应器的热量。
作为优选，所述厌氧反应器罐体底部的射流布水装置为两个以上，可进一步加剧罐体内原水与活性污泥的混合，提高厌氧反应效率。
作为优选，所述污泥沉淀池的底部呈锥形，由于污泥粘度高、流动性差，锥底的锥角优选设计为60°。
作为优选，所述污泥沉淀池的上部设有两个以上的排放口，以排放污泥浓缩后的上清液。
与现有技术相比，本实用新型具有至少以下有益效果：
(1)工艺设计合理，主要构件是污泥调节池、套管式换热器、水热预处理池和厌氧反应器，结构相对简单，成本相对较低;
(2)污泥预处理在低温70～80℃条件下处理30～40分钟，无需特殊的高温高压的设备，水热处理的设备为普通的钢制缓存罐，因此安全性能高;
(3)厌氧反应器中构建了射流搅拌装置和射流布水装置，混合传质效果好，能耗低，成本低，搅拌效果好;
(4)本工艺污泥停留时间比一般的污泥厌氧工程的停留时间短，产气效率高，能耗低，利于降低运行成本。