申请日2014.11.27
公开(公告)日2015.06.03
IPC分类号C10L3/10; C02F11/04
摘要
本实用新型公开了一种污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，包括厌氧消化反应器和沼气收集器，所述厌氧消化反应器的顶部具有集气腔，沼气收集器与集气腔连通，所述厌氧消化反应器的下部和上部分别设有污泥进口和排泥口，还包括与集气腔连通的供氧装置，以及用于对污泥水热处理的污泥水热处理装置;所述污泥水热处理装置的出口与所述污泥进口连通。本实用新型的污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，在厌氧消化反应器前端加设了污泥水热处理装置，使污泥细胞破碎将有机物释放出来;并向厌氧消化反应器的集气腔内通入少了氧气形成微氧环境，利用好氧微生物将硫化氢氧化，在污泥厌氧消化的同时实现对沼气的净化。
权利要求书
1.一种污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，包括厌氧消化反应 器和沼气收集器，所述厌氧消化反应器的顶部具有集气腔，沼气收集器与 集气腔连通，所述厌氧消化反应器的下部和上部分别设有污泥进口和排泥 口，其特征在于：还包括与集气腔连通的供氧装置，以及用于对污泥水热 处理的污泥水热处理装置;所述污泥水热处理装置的出口与所述污泥进口 连通。
2.如权利要求1所述的污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，其 特征在于：所述污泥水热处理装置至少为并联的两套。
3.如权利要求1或2所述的污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置， 其特征在于：所述污泥水热处理装置包括水热反应器，以及将水热反应器 内的污泥泵入厌氧消化反应器的进泥泵;所述进泥泵的出口通过进泥管连 接至污泥进口，所述进泥泵的入口通过管道连接至水热反应器内。
4.如权利要求3所述的污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，其 特征在于：所述水热反应器内安装有搅拌器。
5.如权利要求1所述的污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，其 特征在于：所述厌氧消化反应器内安装有与污泥进口连通的污泥分布器。
6.如权利要求1所述的污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，其 特征在于：所述厌氧消化反应器的外壁固定有保温套。
7.如权利要求1所述的污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，其 特征在于：所述厌氧消化反应器竖直方向的中部连接有回流管，以及通过 回流管将污泥从厌氧消化反应器的中部泵入进泥管的回流泵。
8.如权利要求7所述的污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，其 特征在于：所述回流管与厌氧消化反应器底面的距离为厌氧消化反应器竖 直总长度的1/2，所述排泥口与厌氧消化反应器底面的距离为厌氧消化反 应器竖直总长度的3/4，所述供氧装置的进气口与厌氧消化反应器顶面的 距离为厌氧消化反应器竖直总长度的1/16。
9.如权利要求1所述的污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，其 特征在于：所述供氧装置包括一端与厌氧消化反应器的集气腔连通的进气 管，所述进气管的另一端连接压缩气源，所述进气管上安装有单向阀。
说明书
一种污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置
技术领域
本实用新型涉及污泥处理技术领域，特别是涉及一种污泥厌氧消化和 沼气净化同步处理装置。
背景技术
随着我国社会经济和城市化的发展，城市污水的产生及其数量在不断 增长。污泥是污水处理过程中产生的物质，目前每座城市每天在城市污水 处理过程中都会产生数千吨的污泥。这些污泥中含有较多的工业有害元素 以及农业有毒物质等污染物。污泥的大量堆积，而且不加处理的掩埋，给 城市生态系统带来了极大的冲击，同时也对城市环境造成了极大的破坏。 因此，关于如何处理污泥、如何实现循环经济、如何最大力度的保护城市 环境，引起了社会的关注。
公开号为CN104129849A的中国专利文献公开了一种厌氧反应器处理 系统，其特征在于，包括对废水进行加热的太阳能热水器，太阳能热水器 的出水口通过第一加压射流泵与厌氧反应器的入口相连接，厌氧反应器的 底部设置有与其入口相连通的布水器，厌氧反应器的顶部设置有三相分离 器，三相分离器的入口与厌氧反应器相连通，厌氧反应器的内部填充有悬 浮颗粒污泥。
厌氧消化技术由于具备能耗低、污泥稳定性好、产生沼气等优点，是 目前国内外污泥处理常用的减量化和资源化工艺。厌氧消化时，污泥在微 生物的作用下要经历水解、产酸及产甲烷三个阶段。
但是污泥大部分有机物在微生物细胞内，由于微生物细胞壁和细胞膜 的天然屏障作用，其它活的微生物细胞所分泌的水解酶对这部分有机物进 行水解的速率低，因此水解是污泥厌氧生化降解的控制性步骤。
由于污泥水解速率低，传统的厌氧消化存在消化速率低、停留时间长、 处理效率低等不足。近年来，人们开始研究能有效破碎污泥细胞并提高污 泥水解速率的物理化学预处理技术，以期改善污泥的厌氧消化性能、提高 处理效率、增大甲烷产量。
厌氧消化处理这一过程中所产生的沼气(主要成分为甲烷)具有较高 的低位发热值，经净化处理后是一种较理想的气体燃料和生物能源。沼气 可以直接转换成电能、燃烧产热，或进行热电联产，能够用做汽车燃料， 动力资源和化工原料等，是一种很有发展前景的可再生能源。但是污泥消 化所产生的沼气中含有微量的硫化氢，会腐蚀钢材，减少管道和沼气利用 设施的寿命，并且对环境和人体产生危害，在利用前必须加以净化。但是 单独的净化装置增加了投资和运行成本。
实用新型内容
本实用新型提供了一种污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，能够 提高污泥水解速率，改善污泥的厌氧消化性能，并能净化沼气。
本实用新型的技术方案为：
一种污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，包括厌氧消化反应器和 沼气收集器，所述厌氧消化反应器的顶部具有集气腔，沼气收集器与集气 腔连通，所述厌氧消化反应器的下部和上部分别设有污泥进口和排泥口， 还包括与集气腔连通的供氧装置，以及用于对污泥水热处理的污泥水热处 理装置;所述污泥水热处理装置的出口与所述污泥进口连通。
其中，所述污泥水热处理装置内对污泥进行预处理，污泥中的难降解 有机物和固体有机物分解为小分子有机物，并提高污泥水解速率，以改善 污泥的厌氧消化性能。
所述供氧装置用于向集气腔提供含氧气体，含氧气体可为纯氧气或者 空气等含氧的气体。含氧气体中起作用的主要是氧气，在厌氧消化反应器 的集气腔内形成微氧环境，使得硫氧化菌等需氧微生物在集气腔的内壁或 者气液交界面区域生长，氧化硫化氢气体，净化沼气。
采用空气成本低，但引入的空气对沼气有一定的稀释作用，而采用氧 气则成本略高，可根据实际需求选择空气或者氧气。
所述污泥水热处理装置在运行时包括加热和冷却的过程，为了提高效 率，优选地，所述污泥水热处理装置至少为并联的两套。污泥水热处理装 置无论是两套还是多套都可以分为交替进行的两组，其中一组处于冷却状 态时，另一组处于加热状态，两组交替进行，可以实现对厌氧消化反应器 连续输送污泥。
作为优选，所述污泥水热处理装置包括水热反应器，以及将水热反应 器内的污泥泵入厌氧消化反应器的进泥泵;所述进泥泵的出口通过进泥管 连接至污泥进口，所述进泥泵的入口通过管道连接至水热反应器内。
为了使水热反应器内混合均匀，优选地，所述水热反应器内安装有搅 拌器。
为了使污泥进入厌氧消化反应器时分布均匀，优选地，所述厌氧消化 反应器内安装有与污泥进口连通的污泥分布器。
厌氧消化反应器内污泥在微生物的作用进行着水解、产酸和产甲烷的 一系列厌氧消化反应，该厌氧消化反应在一定温度下反应速率最快。
作为优选，所述厌氧消化反应器的外壁固定有保温套。所述保温套可 以是隔热套或者换热夹套等。保温套用以维持厌氧消化最佳温度。
为了使厌氧消化反应器内的污泥充分反应，所述厌氧消化反应器竖直 方向的中部连接有回流管，以及通过回流管将污泥从厌氧消化反应器的中 部泵入进泥管的回流泵。
作为优选，所述回流管与厌氧消化反应器底面的距离为厌氧消化反应 器竖直总长度的1/2，所述排泥口与厌氧消化反应器底面的距离为厌氧消 化反应器竖直总长度的3/4，所述供氧装置的进气口与厌氧消化反应器顶 面的距离为厌氧消化反应器竖直总长度的1/16。
作为供氧装置的一种优选方式，所述供氧装置包括一端与厌氧消化反 应器的集气腔连通的进气管，所述进气管的另一端连接压缩气源，所述进 气管上安装有单向阀。
本实用新型的污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置，在厌氧消化反 应器前端加设了污泥水热处理装置，使污泥细胞破碎将有机物释放出来; 并向厌氧消化反应器的集气腔内通入少了氧气形成微氧环境，利用好氧菌 将硫化氢氧化，在污泥厌氧消化的同时实现对沼气的净化。
污泥经水热反应器预处理后，污泥中的难降解有机物和固体有机物分 解为小分子有机物，进入厌氧消化反应器后，厌氧消化反应器底部的污泥 经过厌氧消化不断的将有机物转化为沼气释放，提升消化效果，实现污泥 的减量化;在集气腔和与污泥交界面区域，由于微氧环境的形成，促进了 硫氧化菌等需氧微生物的生长，使得硫化氢氧化，实现了所产沼气的净化， 有利于资源化利用;此外，由于仅在集气腔创造了微氧环境，只对少量局 部区域中的微生物产生影响，下部大量的污泥仍然在厌氧条件下进行回流 和消化，故不会影响整体的消化性能。