一种高效节能的生化剩余污泥处理装置的制作方法

本实用新型涉及生化剩余污泥原液（简称：剩余污泥）无害化处理技术领域，特别是涉及一种高效节能的生化剩余污泥处理装置。

技术背景

城市污水处理厂利用活性污泥法处理后所产生的剩余污泥是一种污泥状絮凝物，由无机颗粒、微生物聚集体、寄生虫卵、病原体、有机物、胶体等组成的极其复杂的非均质污泥团，高分子有机物含量高达污泥干物质的60-70%，污泥的主要特性是含水率高，污泥常处于胶体状态，污泥胶体束缚水量多；包括微生物聚集体、寄生虫卵、有机物等有机物体内的含水量高，难以去除。

通常采用机械脱水每年可获得20%--30%含固率的污泥，容易腐化发臭，其处置难度大。现有的填埋法、干燥法、焚烧法，会引起环境问题，处置成本高。

授权公告号为cn207451900u的实用新型专利，公开一种剩余污泥处理装置，使用了软化水加热器、导热油加热器、和余热回收换热器。授权公告号为cn209143989u的的实用新型专利，使用了软化水加热器和余热回收换热器。上述专利使用的加热器和换热器都是管壳式的加热器或换热器，被加热的污泥在加热管内流动，管线长，流动阻力大，存在加热管管壁内结垢或堵塞问题。因此有必要开发创新对剩余污泥进行无害化处理的新设备，生产出符合排放标准的无害化污泥，使污泥能回归自然作为土壤资源利用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高效节能的生化剩余污泥处理装置，解决现有剩余污泥处理装置的不足，所造成的环境影响问题。

本实用新型采用的技术方案是：一种高效节能的生化剩余污泥处理装置，直接处理含水率97%—99%的剩余污泥。其包括通过管道依次相连的预处理泵、进料浓缩机、泥汽混合加热器、泥汽混合罐、进料升压泵、低压混合加热器、进料缓冲罐、进料泵、料汽混合加热器、进料反应罐、低压减压阀、低压闪蒸罐、负压减压阀、负压闪蒸罐、负压压缩机、增压泵、出料脱水机；其中，所述预处理泵进口通过管道与污水处理厂的二级沉降池剩余污泥管相连；所述泥汽混合加热器的回收蒸汽进口通过回收蒸汽管与所述负压压缩机的出口管相连；所述低压混合加热器的低压蒸汽进口通过低压蒸汽管与所述低压闪蒸罐顶部出口管相连；所述进料泵的进口管上的加减量剂支管与减量剂加入管相连；所述料汽混合加热器的蒸汽进口通过管道与供热蒸汽管相连；所述出料脱水机的排污水和进料浓缩机的回流水进入污水处理厂的污水收集系统。

进一步地，所述进料浓缩机能够将进入的剩余污泥浓缩脱去1/2体积的回流水；其余1/2为浓缩污泥，进入到所述泥汽混合加热器中。

进一步地，进入所述泥汽混合加热器的浓缩污泥与加入的回收蒸汽相混合，直接将浓缩污泥从20℃加热升温到116℃。

进一步地，进入所述低压混合加热器的116℃浓缩污泥与加入低压蒸汽相混合，直接将污泥从116℃加热升温到145℃。

进一步地，进入所述料汽混合加热器的145℃污泥与加入供热蒸汽相混合，直接将污泥从145℃加热升温到175℃。

进一步地，所述泥汽混合加热器、低压混合加热器、进料缓冲罐、料汽混合加热器三套混合加热器直接加热污泥，无需传热温差，加热效率高，设备之间连接管线短，流动阻力小。

所述料汽混合加热器利用的供热蒸汽量比利用管壳式加热器用的加热蒸汽用量节能49%以上。

所述进料反应罐使进入的175℃的污泥在罐内反应时间≥60分钟，可降解除去污泥中含有的≥90%以上的有机物，同时，能够除去微生物聚集体、寄生虫卵等有机物，经降解去除有机物的污泥经出料脱水机脱水后，只残留少量的污泥，污泥减量效果明显。

所述低压减压阀和低压闪蒸罐利用闪蒸蒸发原理，将所述进料反应罐反应后排出的污泥闪蒸蒸发出蒸汽进行分离，作为低压混合加热器的加热热源。

所述负压减压阀和负压闪蒸罐利用负压闪蒸蒸发原理，将所述低压闪蒸罐排出的污泥闪蒸蒸发出蒸汽进行分离，由所述负压压缩机回收和再利用蒸汽作为泥汽混合加热器的加热热源。

所述述低压闪蒸罐和负压闪蒸罐回收利用蒸汽的热量，占将污泥从20℃加热到175℃的总耗热量的80%以上。

本实用新型的优点是：本实用新型一种高效节能的生化剩余污泥处理装置共用三套混合加热器直接加热剩余污泥，克服了利用管壳式加热器加热剩余污泥，所在造成的设备管线长，流动阻力大，管内壁结垢严重的难题；利用三套混合加热器直接加热将剩余污泥从20℃加热至175℃以上，无需传热温差，加热效率高，提供蒸汽的能耗比使用常规管壳式加热器加热污泥的能耗降低49%以上；再利用降压闪蒸的原理，将污泥经过低压闪蒸和负压闪蒸蒸发脱出蒸汽，再回收利用蒸汽作为加热热源，将污泥温度从20℃提高到145℃，利用回收蒸汽加热的热量占加热的需要的总耗热量的80%以上，节能效果明显；利用≥175℃高温和加入的减量剂，降解≥90%以上的有机物，并杀寄生灭虫卵和病原体；剩余污泥再经出料脱水机干化脱水，将污泥含水率降低到60%以下，回归自然，作为土壤资源利用。

附图说明

图1为本实用新型一种高效节能的生化剩余污泥处理装置的流程示意图。

图中：1、预处理泵；2、进料浓缩机；3、泥汽混合加热器、4、泥汽混合罐；5、进料升压泵；6、低压混合加热器；7、进料缓冲罐；8、进料泵；9、料汽混合加热器；10、进料反应罐；11、低压减压阀；12、低压闪蒸罐；13、负压减压阀；14、负压闪蒸罐；15、负压压缩机；16、增压泵；17、出料脱水机；18、低压蒸汽管；19、回收蒸汽管。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型解决现有剩余污泥处理装置的不足，所造成的环境影响问题。能够直接处理含水率97%—99%的剩余污泥。

本实用新型一种高效节能的剩余污泥处理装置，其包括设备：预处理泵1、进料浓缩机2、泥汽混合加热器3、泥汽混合罐4、进料升压泵5、低压混合加热器6、进料缓冲罐7、进料泵8、料汽混合加热器9、进料反应罐10、低压减压阀11、低压闪蒸罐12、负压减压阀13、负压闪蒸罐14、负压压缩机15、增压泵16、和出料脱水机17、低压蒸汽管18、回收蒸汽管19。

其中，所述预处理泵1、进料浓缩机2、泥汽混合加热器3、泥汽混合罐4、进料升压泵5、低压混合加热器6、进料缓冲罐7、进料泵8、料汽混合加热器9、进料反应罐10、低压减压阀11、低压闪蒸罐12、负压减压阀13、负压闪蒸罐14、负压压缩机15、增压泵16、和出料脱水机17通过管道依次相连。

所述污泥预处理泵1进口通过管道与污水处理厂的二级沉降池剩余污泥管相连。

所述泥汽混合加热器3的回收蒸汽进口通过回收蒸汽管19与所述负压压缩机15的出口管相连。

所述低压混合加热器6的低压蒸汽进口通过低压蒸汽管18与所述低压闪蒸罐12顶部出口管相连。

所述进料泵8前进口管上的加减量剂支管与减量剂加入管相连；

所述料汽混合加热器9的蒸汽进口通过管道与供热蒸汽管相连；

所述出料脱水机17的排污水和进料浓缩机2的回流水进入污水处理厂的污水收集系统。本实用新型工作过程是：

1、所述污泥预处理泵1进口通过管道接收污水处理厂的二级沉降池（含水98%）剩余污泥，将压力升高到300kpa，排出去进料浓缩机2；

2、所述进料浓缩机2将上述的剩余污泥浓缩脱脱除1/2的回流水，保留1/2的浓缩污泥（含水96%），再输送去所述泥汽混合加热器3；

3、所述进入泥汽混合加热器3的1/2浓缩污泥与加入的回收蒸汽相混合，直接将污泥从20℃加热到116℃，再进入泥汽混合罐4；

4、所述泥汽混合罐使进入的116℃污泥与蒸汽进一步混合液化后，排除不凝的多余蒸汽，污泥再进入所述进料升压泵5将污泥压力提高到≥500kpa，排出去低压混合加热器6；

5、所述进入低压混合加热器6的116℃污泥与加入低压蒸汽相混合，直接将污泥从116℃加热升温到145℃；再进入进料缓冲罐7，

6、所述进料缓冲罐7使进入污泥与蒸汽进一步混合液化后，排除不凝的多余蒸汽，污泥再进入所述进料泵8将污泥压力提高到≥1100kpa；排出去料汽混合加热器9；

7、所述进入料汽混合加热器9的145℃污泥与加入供热蒸汽相混合，直接将污泥从145℃加热到175℃，再进入进料反应罐10；

8、所述进入进料反应罐10的175℃污泥，在罐内停留反应时间≥60分钟，降解除去污泥中含有的≥90%以上的有机物，同时，除去微生物聚集体、寄生虫卵等有机物，反应污泥再进入压减压阀11和低压闪蒸罐12；

9、所述低压减压阀11和低压闪蒸罐12利用闪蒸蒸发原理，将所述进料反应罐10反应后排出的污泥闪蒸蒸发出蒸汽进行分离，直接作为低压混合加热器6的加热热源，将污泥温度从145℃提高到175℃，低压闪蒸罐12排出的污泥再进入负压减压阀13和负压闪蒸罐14；

10、所述负压减压阀13和负压闪蒸罐14利用负压闪蒸蒸发原理，将所述低压闪蒸罐12排出的污泥负压闪蒸蒸发出蒸汽进行分离，由所述负压压缩机15回收和再利用蒸汽作为泥汽混合加热器3的加热热源；将污泥温度从20℃提高到116℃，负压闪蒸罐14排出的污泥再进入增压泵16；

11、经上述低压减压阀11、低压闪蒸罐12和负压减压阀13、负压闪蒸罐14两级减压闪蒸蒸发出蒸汽，经回收再利用蒸汽作为混合加热器的加热热源，将污泥温度从20℃提高到145℃，回收利用蒸汽的热量占污泥加热到175℃的总耗热量的80%以上；

12、所述增压泵16将进泵的负压污泥压力提高到≥300kpa，再进所述出料脱水机14脱除污泥中的含水，将出料污泥的含水量降低至60%以下，经降解去除90%以上有机物的污泥经出料脱水机17脱水后，只残留少量的污泥，污泥减量效果明显；回归自然、作为土壤资源利用。

应用实施：利用数学模型计算某污水处理厂日产生化剩余污泥400t/d，取污泥平均进口温度20℃，利用本实用新型技术，将污泥从20℃加热到175℃，其中，包括散热损失，需要供热蒸汽493.4kg/h；而利用实用新型cn209143989u的技术，在同样的处理量和温度下需要供热蒸汽1000kg/h，计算节能效果达49％以上。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施方式，并不用以限制本新型，凡是依据本的技术实质对以上实施方式的压力、温度、流量和混合加热器的布置数量和位置所作的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。