一种污泥热水解制备含钙有机肥系统的制作方法

本实用新型属于有机固废处理领域，尤其是涉及一种污泥热水解制备含钙有机肥系统。

背景技术：

污泥是污水处理过程中分离和产生出来的一种废弃物，具有“污染”和“资源”的双重属性。污泥含水率高、化学性质不稳定，极易腐败，散发臭味。如果不经过安全有效处理，将对周围的环境造成二次污染。国家对污泥的处理处置越来越重视，十三五生态环境保护规划中提出：地级及以上城市污泥无害化处理率达到90％，京津冀区域达到95％。根据国家相关政策以及相关标准，污泥产物的土地利用将是污泥资源化利用的重要出路。

污泥热碱水解是以污泥产物土地利用为目的的一种污泥处理方式，将污泥在碱性药剂和温度的作用下进行水解反应，反应后的物料经过闪蒸后进行固液分离，固液分离后得到蛋白液体和固体残渣，蛋白液体再进一步浓缩得到蛋白浓缩液进行资源化利用，固体残渣作为绿化土、土壤调理剂等进行资源化利用。该方法工艺流程较长，固液分离后的固体残渣有机质含量较低，资源化途径受限。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种工艺简单、安全节能、投资成本低、固体产物中有机质含量更高的污泥热水解制备含钙有机肥系统，以解决上述问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种污泥热水解制备含钙有机肥系统，包括依次连接的加药装置、水解反应釜、缓冲罐及干燥装置；所述加药装置包括与所述水解反应釜连接的一级药剂罐和二级药剂罐；所述水解反应釜设有脱水污泥入口；所述缓冲罐连接有三级药剂罐。

通过一级药剂罐、二级药剂罐和三级药剂罐可实现分步加药的功能。

进一步的，所述一级药剂罐和所述二级药剂罐为氧化剂药剂罐，所述三级药剂罐为酸性物质药剂罐。

所述一级药剂罐内的药剂为次氯酸钠或者双氧水，二级药剂罐内为氧化钙或氢氧化钙；三级药剂罐内为盐酸、硝酸或其他有机酸；

一级药剂罐的氧化剂主要用于处理污泥中的矿物油，同时破坏污泥絮凝结构，杀死病原菌，破坏污泥中微生物细胞，释放污泥中的结合水、间隙水以及胞内水。

水解反应釜内的物料在与一级药剂罐加入的药剂初步反应后，絮体被破坏，物料流动性增强，再加入二级药剂罐中的氧化钙，氧化钙碱性温和，破坏污泥中微生物细胞结构，释放其中的蛋白质，并进一步水解为多肽、氨基酸，同时钙与氨基酸、多肽发生螯合反应，生成氨基螯合钙，是后续资源化产品中的主要有益成分。

水解完成后，物料的ph值呈碱性，通过三级药剂罐中酸性物质的加入，将物料ph值控制在5.5-8.5之间，使固体产物满足肥料标准中对ph值的要求，再经过干燥装置干燥后可直接达到有机肥标准要求。

进一步的，所述水解反应釜内腔设有搅拌装置，外壁设有夹套，可采用导热油或者蒸汽作为热源对水解反应釜内物料进行加热。

进一步的，所述缓冲罐内腔设有搅拌装置。

进一步的，所述干燥装置为强制循环蒸发器或刮板蒸发器。

相对于现有技术，本实用新型所述的污泥热水解制备含钙有机肥系统具有以下优势：

(1)本实用新型所述的污泥热水解制备含钙有机肥系统工艺简单，不涉及固液分离，得到的固体产物中有机质含量更高，固体产物应用范围更广。

(2)本实用新型所述的污泥热水解制备含钙有机肥系统通过设置多个药剂罐的方式可实现药剂的分步加入，通过一级药罐加入的强氧化剂的氧化性，在低温下破坏污泥絮体结构，同时氧化污泥中的矿物油，降低后续产品中矿物油含量，消除产品中矿物油对作物的危害；因氧化剂氧化性能强，在低温下控制氧化剂反应速度，使反应更充分。一级药剂的加入后因为污泥结构以及微生物细胞等已经被氧化破坏，污泥性质已经得到改善，二级药剂氧化钙的加入可以直接与污泥中释放出的氨基酸、多肽等发生螯合反应，生成氨基酸钙，不需要过高的温度去破坏污泥结构，可将温度控制在100℃以下。实现：①能耗的降低：反应温度的降低，减少升温减少的能耗，节约量约为20％；②热源品质要求的降低：由于温度降低，可以降低对加热热源品质的要求，反应温度在120-160℃水解时，需要加热蒸汽的压力约为0.6-1.2mpa，水解温度降低至90℃后，需要的加热蒸汽的压力约为0.2-0.3mpa，更加安全，节能；③投资成本的降低：由于蒸汽压力的降低，可进一步降低对应反应设备的设计要求，从而降低设备一次行投资成本，最终降低污泥处理成本，便于推广。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的污泥热水解制备含钙有机肥系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-水解反应釜；2-缓冲罐；3-干燥装置；4-一级药剂罐；5-二级药剂罐；6-三级药剂罐；7-脱水污泥入口；8-含钙有机肥；9-废水排出口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种污泥热水解制备含钙有机肥系统，包括依次连接的加药装置、水解反应釜1、缓冲罐2及干燥装置3；加药装置包括分别与水解反应釜1连接的一级药剂罐4和二级药剂罐5；水解反应釜1设有脱水污泥入口7，脱水污泥由脱水污泥入口进入水解反应釜1；缓冲罐2连接有三级药剂罐6。

一级药剂罐4和二级药剂罐5为氧化剂药剂罐，一级药剂罐4内的药剂为次氯酸钠或者双氧水，二级药剂罐5内为氧化钙或氢氧化钙；三级药剂罐6为酸性物质药剂罐，三级药剂罐6内为盐酸、硝酸或其他有机酸。

一级药剂罐4的氧化剂主要用于处理污泥中的矿物油，同时破坏污泥絮凝结构，杀死病原菌，破坏污泥中微生物细胞，释放污泥中的结合水、间隙水以及胞内水。

水解反应釜1内的物料在与一级药剂罐4加入的药剂初步反应后，絮体被破坏，物料流动性增强，再加入二级药剂罐5中的氧化钙，氧化钙碱性温和，破坏污泥中微生物细胞结构，释放其中的蛋白质，并进一步水解为多肽、氨基酸，同时钙与氨基酸、多肽发生螯合反应，生成氨基螯合钙，是后续资源化产品中的主要有益成分。

水解反应釜1为现有常见的内腔设有搅拌装置，外壁设有夹套的反应釜，可采用通过向夹套内通入导热油或者蒸汽作为热源的方式对水解反应釜1内物料进行加热。

水解完成后，物料的ph值呈碱性，物料由水解反应釜1输送到内腔设有搅拌装置的缓冲罐2中，通过三级药剂罐6向缓冲罐2中加入酸性物质，将物料ph值控制在5.5-8.5之间，使固体产物满足肥料标准中对ph值的要求，再经过干燥装置3干燥后可直接达到有机肥标准要求，最终得到固体产物含钙有机肥8，同时通过废水排出口9排出废水，干燥装置3为强制循环蒸发器或刮板蒸发器。

本实施例所述的污泥热水解制备含钙有机肥系统的工作过程如下：

1.市政脱水污泥通过泵送入到水解反应釜内，一级药剂罐内的药剂按照污泥质量的1-3％(以市政脱水污泥中，污泥质量百分比80％为基准)输送到水解反应釜内，开启搅拌，并采用导热油或者蒸汽加热至50-70℃，持续停留30min后，将二级药剂罐内的药剂输送至水解反应釜内，釜内物料升温至70-90℃停留1-3小时。

2.水解反应结束后，将水解反应釜内的物料输送到缓冲罐内(泵送或注入压缩空气压力输送或采用反应釜设置在缓冲罐顶部，开启阀门后自动流入缓冲罐内的重力自流输送方式)，三级药剂罐内药剂输送至缓冲罐内，混合均匀，调节物料ph值使其范围在5.5-10之间。

3.将物料由缓冲罐输送至干燥装置内，采用强制循环蒸发器/刮板蒸发器，在负压状态下去除物料中的水分，使其含水率降低至20-35％后出料，即得到固体产物含钙有机肥料。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。