申请日2013.07.08
公开(公告)日2013.10.02
IPC分类号C02F11/04
摘要
一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理装置及方法，包括污泥储存输送装置、污泥低温热调质装置、污泥厌氧消化装置、热交换装置、废气处理装置、污泥热交换储存装置、机械脱水装置、除臭装置和蒸汽锅炉。经过装置处理后，产生的沼气可作为蒸汽锅炉燃料或对外出售，泥饼可外运作为填埋土或其他利用，在污泥处理过程取得了能量回收利用、资源化利用、节约能耗、降低成本的技术效果。
权利要求书
1.一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理装置，其特征在于，包括： 污泥储存输送装置、污泥低温热调质装置、污泥厌氧消化装置、污泥热 交换储存装置、污泥泵、热交换装置、引风机、废气处理装置、臭气处 理装置、机械脱水处理装置和蒸汽锅炉。
2.根据权利要求1所述的一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理装置， 其特征在于，所述污泥低温热调质装置采用蒸汽热解立式反应釜，蒸汽 热解立式反应釜中设有搅拌器，搅拌器采用直叶或者斜叶搅拌桨结构。
3.根据权利要求1所述的一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理装置， 其特征在于，所述厌氧消化反应装置采用序批式连续搅拌厌氧消化反应 器。
4.一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理方法，其特征在于，具体步 骤如下：
步骤1)污泥预热：污泥储存输送装置的给料机通过第一污泥泵送 往第一热交换装置预热;
步骤2)低温热调质处理：将预热后的污泥泵入污泥低温热调质装 置，将饱和蒸汽通入污泥低温热调质装置，搅拌器开始搅拌，污泥与 饱和蒸汽发生热解反应;污泥达到要求的温度和压力后保持一定时间， 之后泻压阀开启进行排气泻压，排出乏蒸汽，搅拌器反转排泥;
步骤3)热交换：低温热调质处理后的高温污泥经第二热交换装置 降温后输送至污泥热交换储存装置。经低温热调质处理后的高温污泥， 通过第二热交换装置降温，回收的热量用于第一热交换装置中污泥的 预热;污泥经第一热交换装置预热后，冷却的介质输送至第二热交换 装置，用于对低温热调质后的高温污泥进行冷却，回收热能;
步骤4)厌氧发酵：污泥从热交换储存装置泵入厌氧消化反应装置， 与驯化好的污泥按比例充分混合，进行厌氧发酵;
步骤5)机械脱水处理：厌氧发酵后的污泥泵入机械脱水处理装置 进行机械脱水处理，得到一定含水率的泥饼。
5.根据权利要求4所述的一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理方法， 其特征在于，还包括其他步骤：
①废气处理步骤：将步骤2)中产生的乏蒸汽，其热量首先由第 三热交换装置回收后冷凝至50℃，回收的热量用于维持厌氧消化反应 装的温度;经废气处理装置处理后达标排放，少量的有机气体输送至 蒸汽锅炉进行焚烧;
②除臭步骤：整套装置中产生的废气经除臭装置处理后再达标排 放;
③供汽步骤，蒸汽锅炉作为供汽装置，将饱和蒸汽输送至步骤2) 中的污泥低温热调质装置中;
④整套装置产生的冷凝水及脱出液共同排入至污泥热交换储存 装置中，再通过厌氧消化处理，达标后再排入污水处理厂。
6.根据权利要求4所述的一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理方法， 其特征在于，在所述步骤3)中，饱和蒸汽的温度为110-200℃;搅拌 器的搅拌速度为15-25r/min。
7.根据权利要求4所述的一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理方法， 其特征在于，步骤4)中的污泥与驯化好的污泥按照污泥负荷F/M=3:1 充分混合。
说明书
一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理装置及方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物领域,尤其涉及一种污泥低温热调质厌氧 产沼成套处理装置及方法。
背景技术
近年来，我国城市污泥产量逐年增加，截至2010年年底，我国污 水处理厂产生的污泥量达2200万吨。“十二五”期间，我国将新建1200 座城镇污水处理厂，预计到2015年末我国湿污泥产量至少达到2600 万吨。目前，我国产生的污泥约48.28%土地利用、34.48%填埋、3.45% 焚烧、13.79%未进行合理处置，污泥处理处置总体状况以土地利用形 式为主，大部分用于农业,但仍有大部分的污泥没有得到合理的处置， 这将会给环境带来潜在的危害。采用厌氧消化方式对污泥进行处置是 实现污泥稳定化非常有效的途径，产生的沼气可以回收利用，这样不 仅解决了污泥的处置难题，还实现了污泥的资源化利用的目的。
传统污泥厌氧消化工艺存在停留时间长(一般厌氧消化过程需要 20～30天)、设施占地面积大、基建投资和运行费用高、能耗高和有机 物去除率低(仅为40%左右)等问题。根据厌氧消化理论，污泥消化首 先需要克服固体有机物的水解，但由于污泥中大部分有机物包含于微 生物细胞内，导致水解速率慢，成为污泥消化速率的主要限制因素。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，提出本发明。本发明旨在。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理装 置，旨在获得污泥减量、节约能耗、降低成本的技术效果。
一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理装置，包括污泥储存输送 装置、污泥低温热调质装置、污泥厌氧消化装置、热交换装置、废气处 理装置、污泥热交换储存装置、除臭装置、机械脱水处理装置和蒸汽锅 炉，其中：
污泥低温热调质装置的顶部依次设有污泥进料口、蒸汽入口和乏 蒸汽出口，底部有污泥出料口，污泥低温热调质装置内设有搅拌器;污 泥储存输送装置经第一污泥泵、第一热交换装置和污泥进料口相连，蒸 汽入口与蒸汽锅炉相连，乏蒸汽出口经第三热交换装置与废气处理装置 相连，污泥出料口经第二污泥泵、第二热交换装置连接至污泥热交换存 储装置;
污泥厌氧消化反应装置的顶部两侧设有有进料口和沼气出口，底 部两侧面设有出料口和水浴进出口;污泥热交换储存装置经第三污泥泵 与进料口相连，沼气出口经第一引风机、沼气储存净化装置、第二引风 机连接至蒸汽锅炉，出料口经第四污泥泵与机械脱水装置相连，水浴进 出口与第三热交换装置相连;
废气处理装置经第三引风机与蒸汽锅炉相连;
污泥储存输送装置经第四引风机与臭气处理装置相连。
一种污泥低温热调质厌氧产沼成套处理方法，具体步骤为：
步骤1)污泥预热：污泥储存输送装置通过第一污泥泵将污泥送往 第一热交换装置进行预热;
步骤2)低温热调质处理：将预热后的污泥泵入污泥低温热调质装 置，将饱和蒸汽通入污泥低温热调质装置，搅拌器开始搅拌，污泥与 饱和蒸汽发生热解反应;污泥达到要求的温度和压力后保持一定时间， 之后泻压阀开启进行排气泻压，排出乏蒸汽，搅拌器反转排泥;
步骤3)热交换：低温热调质处理后的高温污泥经第二热交换装置 降温后输送至污泥热交换储存装置。经低温热调质处理后的高温污泥， 通过第二热交换装置降温，回收的热量用于第一热交换装置中污泥的 预热;污泥经第一热交换装置预热后，冷却的介质输送至第二热交换 装置，用于对低温热调质后的高温污泥进行冷却，回收热能;
步骤4)厌氧发酵：污泥从热交换储存装置泵入厌氧消化反应装置， 与驯化好的污泥按比例充分混合，进行厌氧发酵;
步骤5)机械脱水处理：厌氧发酵后的污泥泵入机械脱水处理装置 进行机械脱水处理，得到一定含水率的泥饼。
机械脱水处理产生的污水排回污水厂达标排放;厌氧发酵产生的 沼气，经沼气储存净化装置中处理后可作为蒸汽锅炉的燃料或辅助燃 料。
本发明产生的有益效果是：
(1)安全性高。整个反应过程无粉尘产生，不会发生静电爆炸等 安全隐患。
(2)高效联合，节约能耗。通过污泥低温热调质技术对污泥进行 处理，破坏污泥有机物高分子结构、胶状絮体等固相物质持水结构， 大幅度改善污泥脱水性能，污泥的固体有机物溶解、液化，部分溶解 性的大分子有机物水解变成小分子物质，为后续厌氧消化产沼创造了 有利条件。整个工艺多次、有效回收热能再利用，有利于节约能耗。
(3)环保。在密闭反应器中与饱和蒸汽发生反应，后续污泥处理 不会产生异味及环保问题。同时低温热调质过程无燃烧，避免了二恶 英的产生。
(4)资源化再利用。污泥经过厌氧消化产生沼气，可作为锅炉的 燃料或辅助燃料，用于加热锅炉。