申请日2014.09.25
公开(公告)日2015.02.18
IPC分类号C02F11/04
摘要
一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置，包括：污泥输送泵，其特征在于，还包括：零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机和喂料机、零价铁强化预反应器和搅拌器;所述污泥输送泵、零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机、喂料机以及零价铁强化预反应器为封闭系统，彼此采用密封连接;所述零价铁强化预反应器整体为圆柱形，顶部配有搅拌器，反应器底部设有卸料装置，该装置结构简单，操作、维护方便，通过增设该零价铁强化预处理装置环节，能有效促进污泥的减量化，提高后续污泥的厌氧消化效率和甲烷产量，这将有利于节省运营成本，同时甲烷属于清洁能源，既能产生经济价值又节能环保。
权利要求书
1.一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置，包括：污泥输送 泵，其特征在于，还包括：零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机和喂 料机、零价铁强化预反应器和搅拌器;
所述污泥输送泵、零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机、喂料机 以及零价铁强化预反应器为封闭系统，彼此采用密封连接;
所述管式螺旋输送机和喂料机使用碳钢制造，均包括管状槽体， 法兰，螺旋叶片，轴承和齿轮电机;
管式螺旋输送机和喂料机通过法兰分别与零价铁填料储料仓底 部和零价铁强化预反应器的顶部相连接，组成封闭系统;
所述零价铁强化预反应器整体为圆柱形，顶部配有搅拌器，反应 器底部设有卸料装置。
2.根据权利要求1所述的一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应 装置，其特征在于，所述零价铁强化预反应器顶部装有安全阀。
说明书
一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置
技术领域
本实用新型涉及一种预反应装置的技术领域，尤其是一种零价铁 强化污泥厌氧消化预反应装置。
背景技术
剩余污泥是利用活性污泥法处理市政污水过程中产生的废弃物。 随着我国人口数量的增长和经济的快速发展，水污染问题日趋严重， 大量建设污水处理厂已成为必然的举措，如此高的污水处理量，必然 导致剩余污泥量的增加。目前全国对于剩余污泥的处理和处置技术尚 未成熟，仅有不到1/3的污水厂有剩余污泥稳定处理设施，90%以上 的城市污泥未得到妥善处理，污泥二次污染现象非常普遍。剩余污泥 的处理投资和运行费用巨大，大约占整个污水处理厂投资和运行费用 的30%～70%，给城市污水处理厂带来沉重的负担。
利用厌氧消化技术处理剩余污泥能够同时达到污泥减量和生产 甲烷的目的。然而，传统厌氧消化过程一般发酵效率较低，导致了停 留时间长、污泥减量率低，为了克服这些缺点，通常需要使用一些预 处理手段促进污泥的分解，如投加酸碱处理、热处理、微波处理等， 但由于这类方法一般都成本高、能耗大，因此难以得到有效推广，人 们仍然在寻找一种更廉价方便的污泥厌氧发酵促进方法。
零价铁作为一种价廉易得的还原性材料，已被广泛应用于污水处 理、地下水净化和土壤修复中。零价铁能降低体系的氧化还原电位 (ORP)，把零价铁加入到厌氧系统中，能够创造一个更有利于微生物 生长的厌氧环境，可以显著提高有机物转化为挥发性脂肪酸和甲烷的 效率。此外，零价铁还能使丙酸产量下降，因为低氧化还原电位能抑 制丙酸型发酵。
实用新型内容
为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种零价铁强化污泥厌 氧消化预反应装置，该装置结构简单，只需在现有厌氧消化反应器前 端增设一个预反应装置环节，就可以大大增加剩余污泥厌氧消化效 率，同时提高污泥厌氧消化工艺的甲烷产量，甲烷作为清洁能源，节 能环保。
一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置，包括：污泥输送泵、 零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机和喂料机、零价铁强化预反应器、 搅拌器;
所述污泥输送泵、零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机和喂料机 及零价铁强化预反应器为封闭系统，采用密封连接，可以保证预反应 器内的厌氧环境，杜绝氧气的介入;
所述管式螺旋输送机和喂料机使用碳钢制造，均包括管状槽体， 法兰，螺旋叶片，轴承和齿轮电机。管式螺旋输送机和喂料机通过法 兰分别与零价铁填料储料仓底部和零价铁强化预反应器的顶部相连 接，组成封闭系统，零价铁填料通过管式螺旋输送机和喂料机每4h 向零价铁强化预反应器进料一次，每次进料量是污泥进料量的2%-5%。
所述零价铁强化预反应器整体为圆柱形，顶部配有搅拌器，通过 搅拌器的机械搅拌，使得零价铁与污泥在预反应器中充分混合，同时 提高零价铁的反应效率，反应器底部设有卸料装置，将反应后的零价 铁与污泥的混合产物输送至后续的厌氧消化罐中。
作为一种举例说明，为了保证整个预反应装置的压力平衡，所述 零价铁强化预反应器顶部装有安全阀，当发现内部压力过高时，可以 打开安全阀，将装置内部的压力气体排出，保证整个反应装置的安全 性。
为了更好的描述工作过程，作为一种举例说明，
首先，接收池中的污泥通过螺旋输送机输送至污泥泵，污泥泵将 污泥泵入零价铁强化预反应器中，输送采用半连续方式，每4小时向 预反应器中输送定量的污泥，来料污泥的含固率控制在5%-15%之间;
其次，零价铁填料从零价铁填料储料仓底部通过管式螺旋输送机 和喂料机定量投加到零价铁强化预反应器中，每4h向零价铁强化预 反应器进料一次，零价铁填料与污泥的投配比控制在2%-5%之间;
再次，污泥与零价铁填料通过预反应器顶部的搅拌器进行机械搅 拌，使得零价铁填料与污泥充分接触混合，预反应器中污泥和零价铁 填料的混合和反应时间控制在3h，反应后的污泥与零价铁填料的混 合物通过反应器底部的卸料装置输送至后续的厌氧消化装置。零价铁 强化预反应器为封闭的厌氧系统，零价铁填料，作为一种廉价的还原 剂，与厌氧系统结合能够加速有机物的水解和酸化，其机理是通过降 低氧化还原电位(ORP)，来创造一个更有利于微生物生长的厌氧环境。 同时通过零价铁强化的预反应器，可以提高后续污泥厌氧消化的产甲 烷效率，其原理在于：首先，零价铁能提高水解酸化酶的活性，促进 固体污泥的水解和分解成短链脂肪酸;其次，零价铁能富集耗氢微生 物，包括同型产乙酸菌和耗氢产甲烷菌，使体系维持较低的氢气分压， 有利于产甲烷的进行。
本实用新型的有意效果是：该装置结构简单，操作、维护方便， 通过增设该零价铁强化预处理装置环节，能有效促进污泥的减量化， 提高后续污泥的厌氧消化效率和甲烷产量，这将有利于节省运营成 本，同时甲烷属于清洁能源，既能产生经济价值又节能环保。