申请日2008.10.15
公开(公告)日2012.07.04
IPC分类号B01D1/00; C02F11/04; C02F11/18
摘要
不会发生由污泥成分向传热面的附着带来的热交换效率的下降，并且也不发生基于污泥的流路的网眼堵塞而有效地对污泥进行热处理。通过反应器(14)在规定的压力下将污泥加热并进行热处理。用预热装置(13)对于该反应器(14)的热处理前的污泥进行预热。该预热装置(13)是将连接在向反应器(14)供给的污泥的供给路径上的直接热交换器部(15)、和连接在来自反应器(14)的热处理后的污泥的排出路径上的蒸发器部(16)一体化的装置，它们的内部保持为比反应器(14)低的压力。导入到直接热交换器部(15)中的热处理前的污泥通过与从通过排出路径导入到蒸发器部(16)中的热处理后的污泥产生的蒸气直接接触而被预热。
权利要求书
1.一种污泥处理系统，其特征在于，具备：
反应器，在规定的压力下对污泥加热而进行热处理;
预热装置，将连接在向上述反应器供给的污泥的供给路径上的直接热 交换器部、和连接在来自上述反应器的热处理后的污泥的排出路径上的蒸 发器部一体化，并将该直接热交换器部和蒸发器部的内部保持为比上述反 应器内低的压力，使导入到上述直接热交换器部的热处理前的污泥与从通 过上述排出路径导入到上述蒸发器部的热处理后的污泥产生的蒸气直接接 触而进行加热;以及
厌气处理装置，该厌气处理装置对由上述反应器进行热处理、并经由 上述预热装置的蒸发器部排出的热处理后污泥进行厌气处理。
2.如权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，
上述预热装置在上述污泥的供给路径上及热处理后污泥的排出路径上 被多级串联连接，将该多个预热装置的内部压力设定为从上述反应器看随 着朝向下游方向而依次变低，
上述厌气处理装置，对经由被多级串联连接的上述预热装置的、从上 述反应器看成为最下游的上述蒸发器部而被排出的热处理后污泥进行厌气 处理。
3.如权利要求2所述的污泥处理系统，其特征在于，
具备蒸发器，该蒸发器设置在任意的两个预热装置之间的热处理后污 泥的排出路径上，内部压力被设定为从上述反应器看从上游侧的预热装置 包括自身朝向下游侧的预热装置而依次变低，通过与上游侧的压力差，从 由上述上游侧预热装置导入的热处理后污泥产生蒸气，并且具有用于将该 蒸气供给到上述上游侧预热装置的直接热交换器部的配管。
4.如权利要求1～3中任一项所述的污泥处理系统，其特征在于，
将从上述厌气处理装置产生的消化气体用作对上述反应器的加热源设 备的燃料。
5.如权利要求1～3中任一项所述的污泥处理系统，其特征在于，
具备温度调节装置，该温度调节装置将经由上述预热装置的蒸发器部 排出的热处理后污泥调节为适合于厌气处理的温度。
6.如权利要求5所述的污泥处理系统，其特征在于，
上述温度调节装置使用蒸发器，该蒸发器设置在从上述预热装置的蒸 发器部向上述厌气处理装置的管路上，设定为比上述预热装置低的内部压 力，导入经由该预热装置的蒸发器部排出的热处理后的污泥，通过与上述 预热装置的内部压力差而产生蒸气并降低污泥温度。
7.如权利要求5所述的污泥处理系统，其特征在于，
上述温度调节装置是连接在从上述预热装置的蒸发器部向上述厌气处 理装置的管路上、用于使未被热处理的污泥混合在该管路中流通的热处理 后的排出污泥的装置。
8.如权利要求1～3中任一项所述的污泥处理系统，其特征在于，
上述反应器将从热处理后的污泥中分离了固态成分的液态成分通过上 述排出路径供给到上述预热装置的蒸发器部。
9.如权利要求8所述的污泥处理系统，其特征在于，
具有将与液态成分分离了的热处理后的污泥的固态成分供给到厌气处 理装置的配管。
10.如权利要求8所述的污泥处理系统，其特征在于，
具有对与液态成分分离了的热处理后的污泥的固态成分进行浓缩的浓 缩机，并且具有将通过浓缩产生的液态成分经由温度调节用蒸发器供给到 厌气处理装置的配管。
11.如权利要求1～3中任一项所述的污泥处理系统，其特征在于，
上述反应器中的热处理是60℃～374℃之间的加热处理或加热加压处 理。
说明书
污泥处理系统
技术领域
本发明涉及对包含许多有机物的污泥进行热处理而实现体积缩减的污泥处理系统。
背景技术
近年来，较多地采用通过甲烷生成菌等厌气微生物的作用使含有许多有机物的污泥进行厌气发酵并回收消化气体的处理方法。在此情况下，由于成为厌气微生物的处理对象的主要是比较低分子的有机物，所以如果要通过厌气处理对由污水处理等产生的剩余污泥等的难分解的有机污泥进行处理，则污泥溶解花费时间，导致装置的大型化及处理效率的恶化。
所以，提出了在处理剩余污泥等的难分解的有机污泥时、预先实施可溶化处理、并在短时间内有效地进行厌气微生物的消化处理的方法。在可溶化处理中，利用高温高压水具有的非常高的反应性的水热处理法受到关注，提出了用于此的方法(例如参照专利文献1)。
上述提案中的水热可溶化处理装置具有第1热交换器和第2热交换器，这些热交换器分别具有液体滞留部和热交换部。热交换部是将多个管与放热用翅片层叠的构造，液体滞留部具有有机污泥能够滞留水热反映处理所需要的时间的容量。将有机污泥输送到第1热交换器的热交换部，进行预加热。将通过预加热而成为中温高压的污泥导入到第2热交换器的热交换部，在该热交换部中通过加热气体进行加热。将加热后的污泥作为高温高压的水热可溶化污泥排出，导入到上述第1热交换器的水热反应空间(由热交换部及液体滞留部构成)。将在该水热反应空间中水热可溶化反应后的污泥通过热交换部冷却，作为低温高压的水热可溶化污泥排出。即，在第2热交换器的水热反应空间、以及第1热交换器的水热反应空间中，有机污泥被暴露在高温高压条件下，进行水热可溶化反应。
在这样的装置中，在第1热交换器中，对于热处理前的污泥与热处理后的污泥，在热交换部以高压的状态经由传热面(多个管及放热用翅片等) 进行热交换。在该第1热交换器中预热后的污泥在第2热交换器中，在其热交换部中由加热气体加热，在包括该热交换部的水热反应部中被进行污泥的可溶化处理。
专利文献1：日本特开2005-254165号公报
在上述以往技术中，经由热交换部中的与多个管层叠的放热用翅片的传热面进行加温前污泥与加温后污泥的热交换。因此，如果例如污泥的蛋白质的凝固物及碳酸钙等的水合物附着在传热面上，则热交换效率下降。此外，还担心由污泥带来的流路的网眼堵塞。
发明内容
本发明的目的是提供一种不会发生因污泥成分附着在传热面上而带来的热交换效率的下降、并且也不会发生由污泥带来的流路的网眼堵塞而能够有效地对污泥进行热处理的污泥处理系统。
本发明的污泥处理系统的特征在于，具备：反应器，在规定的压力下对污泥加热而进行热处理;预热装置，将连接在向上述反应器供给的污泥的供给路径上的直接热交换器部、和连接在来自上述反应器的热处理后的污泥的排出路径上的蒸发器部一体化，并将该直接热交换器部和蒸发器部的内部保持为比上述反应器内低的压力，使导入到上述直接热交换器部的热处理前的污泥与从通过上述排出路径导入到上述蒸发器部的热处理后的污泥产生的蒸气直接接触而进行加热;以及厌气处理装置，该厌气处理装置对由上述反应器进行热处理、并经由上述预热装置的蒸发器部排出的热处理后污泥进行厌气处理。
在本发明中，也可以做成以下的结构：预热装置被多级串联连接在上述污泥的供给路径上及热处理后污泥的排出路径上，将这些多个预热装置的内部压力设定为从上述反应器看随着朝向下游方向而依次变低，上述厌气处理装置，对经由被多级串联连接的上述预热装置的、从上述反应器看成为最下游的上述蒸发器部而被排出的热处理后污泥进行厌气处理。
本发明也可以是以下的结构：具备蒸发器，该蒸发器设置在上述预热装置被多级串联连接的热处理后污泥的排出路径上的任意的两个预热装置之间的热处理后污泥的排出路径上，内部压力被设定为从上述反应器看从上游侧的预热装置包括自己朝向下游侧的预热装置依次变低，通过与上游 侧的压力差，从由上述上游侧预热装置导入的热处理后污泥产生蒸气，并且具有用于将该蒸气供给到上述上游侧预热装置的直接热交换器部的配管。
在本发明中，也可以将从厌气处理装置产生的消化气体用作对上述反应槽的加热源设备的燃料。
本发明也可以是具备温度调节装置的结构，该温度调节装置将经由上述预热装置的蒸发器部排出的热处理后污泥调节为适合于厌气处理的温度。
在本发明中，温度调节装置可以由蒸发器构成，该蒸发器设置在从上述预热装置的蒸发器部向上述厌气处理装置的管路上，设定为比预热装置低的内部压力，导入经由该预热装置的蒸发器部排出的热处理后的污泥，通过与预热装置的内部压力差而产生蒸气并减低污泥温度。
在本发明中，温度调节装置也可以是连接在从上述预热装置的蒸发器部向上述厌气处理装置的管路上、用于使未被热处理的污泥混合在该管路中流通的热处理后的排出污泥中的装置。
在本发明中，反应器也可以构成为，将从热处理后的污泥中分离了固态成分后的液态成分通过上述排出路径供给到上述预热装置的蒸发器部。
本发明也可以是具有将与液态成分分离后的热处理后的污泥的固态成分供给到厌气处理装置中的配管的结构。
本发明也可以构成为，具有对与液态成分分离了的热处理后的污泥的固态成分进行浓缩的浓缩机，并且具有将通过浓缩产生的液态成分经由温度调节用蒸发器供给到厌气处理装置的配管。
在本发明中，反应器中的热处理只要是60℃～374℃之间的加热处理或加热加压处理就可以。
根据本发明，构造较简单，不易发生污泥的附着带来的热交换效率的下降及流路的网眼堵塞以及故障，能够有效地对污泥进行热处理。