申请日2019.07.31
公开(公告)日2019.09.27
IPC分类号C02F11/12; C02F11/02
摘要
本发明提供了一种中温碱解污泥生产碳源的组合装置，包括污泥预处理装置和水解酸化罐。污泥进入该组合装置后，先经过污泥预处理装置发生浓缩，其含水量减少，方便了污泥的发酵。经浓缩的污泥进入水解酸化罐中进行中温碱解发酵，原本不能直接利用的有机物在该过程中会分解成为可利用的小分子碳源，并在水解酸化罐的上清液中富集，上述碳源可随着上清液排出，并回用到污水处理生化池前端，从而替代或减少外界碳源的投加。而发酵后未分解的污泥会集中在水解酸化罐的底部，可定期进行排除。根据物料平衡原理可知，污泥中原有不可直接利用的有机物能够转化为可直接利用的有机物，实现了污泥减量化。
权利要求书
1.一种中温碱解污泥生产碳源的组合装置，其特征在于，所述组合装置包括污泥预处理装置、原污泥输送泵、水解污泥进泥泵、脉冲布水器、水解酸化罐、布水管、集水装置、第二排泥管和水解污泥出泥泵，其中，
在污泥预处理装置的入口管路上设有原污泥输送泵，所述污泥预处理装置的出口与脉冲布水器的入口相连通，在两者的连接管道上设有水解污泥进泥泵，
水解酸化罐为封闭罐体，脉冲布水器安装在所述水解酸化罐的顶部，在所述脉冲布水器的出口设有布水管，所述布水管从所述脉冲布水器的出口向下延伸，穿过水解酸化罐的顶部并延伸至所述水解酸化罐的底部，
所述集水装置位于所述水解酸化罐上方，用于将所述水解酸化罐内的上清液收集并排出，
所述第二排泥管一端位于所述水解酸化罐底部，另一端穿过所述水解酸化罐的侧壁并延伸至外部，在位于所述水解酸化罐外部的第二排泥管上设有水解污泥出泥泵。
2.根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于，所述污泥预处理装置包括第一排泥管、中心导流筒和污泥处理池，
中心导流筒的主体为中空圆筒，下方设有伞形挡板，所述伞形挡板的直径大于所述中空圆筒的直径，所述中心导流筒竖直位于污泥处理池内，且所述中心导流筒位于所述污泥处理池中心上部位置，
在所述污泥处理池的底部设置有第一排泥管，所述第一排泥管延伸至所述污泥处理池外部，作为所述污泥处理池的出口并与所述脉冲布水器的入口相连通。
3.根据权利要求2所述的组合装置，其特征在于，所述污泥处理池底部设有污泥斗，所述污泥斗具有一侧扩颈另一侧缩颈的锥形面结构，扩颈的一侧与所述污泥处理池底部相连接，缩颈的一侧构成所述锥形面的底部，
所述第一排泥管的一端位于所述污泥斗内，另一端向所述污泥斗外部延伸，其延伸方向与所述锥形面的坡度一致。
4.根据权利要求3所述的组合装置，其特征在于，所述第一排泥管位于所述污泥处理池内的管道壁上设置有圆孔，所述圆孔为多个，且位于所述第一排泥管远离所述污泥斗的一面，每一圆孔的中轴线与所述第一排泥管的中轴线之间的夹角为45°。
5.根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于，所述布水管包括布水直管、多组布水支管和布水器，
所述布水直管一端与所述脉冲布水器连通，所述多组布水支管连接在布水直管的另一端，并与所述布水直管相连通，在每一所述布水支管的末端均设有布水器。
6.根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于，所述集水装置包括齿形集水槽和上清液排水管，所述齿形集水槽固定在所述水解酸化罐内部上方，所述上清液排水管一端与所述齿形集水槽相连通，另一端穿过所述水解酸化罐的侧壁并延伸至外部。
7.根据权利要求6所述的组合装置，其特征在于，所述齿形集水槽为单侧齿形集水槽或双侧齿形集水槽，其中，
所述单侧齿形集水槽围绕所述水解酸化罐的内壁进行固定，
所述双侧齿形集水槽以所述水解酸化罐的中轴线为对称中心进行固定。
8.根据权利要求6所述的组合装置，其特征在于，所述组合装置还包括PLC自控系统、pH传感器、温度传感器、液位计、磷分析仪表、碱液投加泵和除磷剂投加泵，
所述pH传感器和温度传感器安装在所述水解酸化罐的侧壁上，用于监测所述水解酸化罐内的pH值和温度，
所述液位计安装在所述水解酸化罐顶部，
所述磷分析仪表安装在所述上清液排水管上，用于监测所述水解酸化罐内的磷含量，
所述碱液投加泵和除磷剂投加泵位于所述水解酸化罐外部，并通过管路与所述水解酸化罐的内部相连通，用于向所述水解酸化罐内投加碱液和除磷剂，
所述pH传感器、温度传感器、液位计、磷分析仪表、碱液投加泵和除磷剂投加泵均与PLC自控系统电连接。
9.根据权利要求8所述的组合装置，其特征在于，所述水解酸化罐内安装有加热器，所述加热器与PLC自控系统电连接。
10.根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于，所述组合装置还包括负压保护管，所述负压保护管安装于所述水解酸化罐的顶部。
说明书
一种中温碱解污泥生产碳源的组合装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种中温碱解污泥生产碳源的组合装置。
背景技术
目前，大多数污水处理厂都存在进水碳源不足的问题，碳源缺乏也加剧了反硝化菌和聚磷菌对碳源的竞争，从而导致生物除磷脱氮效果较差和出水水质不达标。同时，对于采用生物法的污水处理厂还存在污泥产量大，处置费用高的问题。
国内解决碳源不足的问题通常是通过外加碳源来解决的，而污泥处理一般是通过压缩脱水后填埋或焚烧来解决。针对补充碳源方面来说，外加碳源通常根据水厂不同的情况选择不同的碳源，可供选择的碳源一般是面粉、葡萄糖、乙酸钠、甲醇、乙酸等。无论选择哪种碳源，都是一种资源的投入，伴随而来的还有费用的支出。针对污泥处理方面而言，无论采用填埋还是焚烧，都存在资源的浪费。由于污泥中含有大量未被分解的有机物，这部分有机物如果能在污泥处理之前将其加以利用，不仅能产生一部分可利用的资源，还能实现污泥的减量。
针对污泥如何水解生产碳源、污泥如何减量化等问题，国内国外做了大量的实验研究。但国内的工程案例却鲜有见闻，除了国内对此类问题的认识程度和政策导向起一定主导作用外，客观的可行性也对该技术的发展起到一定限制作用。目前该技术主要还停留在实验室阶段，没有成熟的设备可直接使用，因此无法实现工程化应用。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中温碱解污泥生产碳源的组合装置，该组合装置能够在碱解污泥生产碳源的同时实现污泥减量，可降低碳源投加量，同时减少人工费用的支出。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明涉及一种中温碱解污泥生产碳源的组合装置，所述组合装置包括污泥预处理装置、原污泥输送泵、水解污泥进泥泵、脉冲布水器、水解酸化罐、布水管、集水装置、第二排泥管和水解污泥出泥泵，其中，
在污泥预处理装置的入口管路上设有原污泥输送泵，所述污泥预处理装置的出口与脉冲布水器的入口相连通，在两者的连接管道上设有水解污泥进泥泵，
水解酸化罐为封闭罐体，脉冲布水器安装在所述水解酸化罐的顶部，在所述脉冲布水器的出口设有布水管，所述布水管从所述脉冲布水器的出口向下延伸，穿过水解酸化罐的顶部并延伸至所述水解酸化罐的底部，
所述集水装置位于所述水解酸化罐上方，用于将所述水解酸化罐内的上清液收集并排出，
所述第二排泥管一端位于所述水解酸化罐底部，另一端穿过所述水解酸化罐的侧壁并延伸至外部，在位于所述水解酸化罐外部的第二排泥管上设有水解污泥出泥泵。
优选地，所述污泥预处理装置包括第一排泥管、中心导流筒和污泥处理池，
中心导流筒的主体为中空圆筒，下方设有伞形挡板，所述伞形挡板的直径大于所述中空圆筒的直径，所述中心导流筒竖直位于污泥处理池内，且所述中心导流筒位于所述污泥处理池中心上部位置，
在所述污泥处理池的底部设置有第一排泥管，所述第一排泥管延伸至所述污泥处理池外部，作为所述污泥处理池的出口并与所述脉冲布水器的入口相连通。
优选地，所述污泥处理池底部设有污泥斗，所述污泥斗具有一侧扩颈另一侧缩颈的锥形面结构，扩颈的一侧与所述污泥处理池底部相连接，缩颈的一侧构成所述锥形面的底部，
所述第一排泥管的一端位于所述污泥斗内，另一端向所述污泥斗外部延伸，其延伸方向与所述锥形面的坡度一致。
优选地，所述第一排泥管位于所述污泥处理池内的管道壁上设置有圆孔，所述圆孔为多个，且位于所述第一排泥管远离所述污泥斗的一面，每一圆孔的中轴线与所述第一排泥管的中轴线之间的夹角为45°。
优选地，所述布水管包括布水直管、多组布水支管和布水器，所述布水直管一端与所述脉冲布水器连通，所述多组布水支管连接在布水直管的另一端，并与所述布水直管相连通，在每一所述布水支管的末端均设有布水器。
优选地，所述集水装置包括齿形集水槽和上清液排水管，所述齿形集水槽固定在所述水解酸化罐内部上方，所述上清液排水管一端与所述齿形集水槽相连通，另一端穿过所述水解酸化罐的侧壁并延伸至外部。
优选地，所述齿形集水槽为单侧齿形集水槽或双侧齿形集水槽，其中，
所述单侧齿形集水槽围绕所述水解酸化罐的内壁进行固定，
所述双侧齿形集水槽以所述水解酸化罐的中轴线为对称中心进行固定。
优选地，所述组合装置还包括PLC自控系统、pH传感器、温度传感器、液位计、磷分析仪表、碱液投加泵和除磷剂投加泵，
所述pH传感器和温度传感器安装在所述水解酸化罐的侧壁上，用于监测所述水解酸化罐内的pH值和温度，
所述液位计安装在所述水解酸化罐顶部，
所述磷分析仪表安装在所述上清液排水管上，用于监测所述水解酸化罐内的磷含量，
所述碱液投加泵和除磷剂投加泵位于所述水解酸化罐外部，并通过管路与所述水解酸化罐的内部相连通，用于向所述水解酸化罐内投加碱液和除磷剂，
所述pH传感器、温度传感器、液位计、磷分析仪表、碱液投加泵和除磷剂投加泵均与PLC自控系统电连接。
优选地，所述水解酸化罐内安装有加热器，所述加热器与PLC自控系统电连接。
优选地，所述组合装置还包括负压保护管，所述负压保护管安装于所述水解酸化罐的顶部。
本发明的有益效果：
1、本发明提供了一种中温碱解污泥生产碳源的组合装置，包括污泥预处理装置和水解酸化罐。污泥进入该组合装置后，先经过污泥预处理装置发生浓缩，其含水量减少，方便了污泥的发酵。经浓缩的污泥进入水解酸化罐中进行中温碱解发酵，原本不能直接利用的有机物在该过程中会分解成为可利用的小分子碳源，并在水解酸化罐的上清液中富集，上述碳源可随着上清液排出，并回用到污水处理生化池前端，从而替代或减少外界碳源的投加。而发酵后未分解的污泥会集中在水解酸化罐的底部，可定期进行排除。根据物料平衡原理可知，污泥中原有不可直接利用的有机物能够转化为可直接利用的有机物，实现了污泥减量化。同时经过碱解发酵的污泥更有利于压缩脱水，可减少污泥处置药剂的投加量，因此降低了单位重量的污泥处置费用。
2、在本发明优选的方案中，水解酸化罐内的发酵温度、pH值、磷含量可由PLC检测系统进行控制，确保污泥在发酵的过程中，其发酵温度、pH值和磷含量处于最佳条件。当PLC检测系统监测到pH值的波动超过设定范围时，可启动碱液投加泵，始终使pH值保持在预设的区间范围内;当检测到磷超标时，可启动除磷剂投加泵，完成磷超标的控制过程。在提高碳源产率的同时提高碳源产品质量。
3、在本发明优选的方案中，污泥预处理装置包括第一排泥管、中心导流筒和污泥处理池。本发明采用污泥预浓缩技术，将待处理的不符合浓度要求的污泥混合液进行预处理，因此污泥浓度的适用范围更宽。
4、在本发明优选的方案中，该组合装置采用脉冲布水器和布水管的组合，具有大流量阵性布水的搅拌作用。具体表现在将污泥注入水解酸化罐，利用污泥流出时的压力将水解酸化罐底部的污泥激起，实现均匀布水的同时完成搅拌功能。上述组合运行稳定，需要的人工维护量小。从而解决了传统搅拌设施的设备维护量大、操作量高、设备电耗高等问题。另外，该组合装置中采用脉冲布水的方式进泥，替代传统的泵连通进泥管的形式，依靠脉冲布水实现间歇、大流量布水，从而解决了传统进泥方式的易堵塞、布水不均匀的问题。
5、在本发明优选的方案中，该组合装置中的排泥采用环形分支穿孔管和泵排泥的方式，不仅解决了现有技术中的单根排泥管的排泥不均的问题，还通过使用水解污泥出泥泵进行排泥，彻底解决了排泥量不稳定、排泥不畅和排泥易堵塞的问题。（发明人：张宁宁;李林）