基于厌氧消化的高含固污泥热水解预处理装置及工艺的制作方法_2

文档序号:9364870阅读:来源:国知局
冷却,冷却10~15min后的50~60°C污泥可不经过换热器直接栗入后续厌氧池反应。
[0019]上述污泥由预热釜进入反应釜后,第二批次污泥开始进入预热釜,前10~15min不通蒸汽,污泥可充分吸收釜内余热达到一定温度,后10~15min开始接受闪蒸过程中产生的析出蒸汽预热(必要时可补充锅炉蒸汽);预热完成后进入反应釜,反应釜内残余的热量加上开始通入的高温蒸汽能更好的使污泥达到最佳的反应状态;而泄压釜在等待进泥的10~15min内,已由夹层冷却水将釜内温度降至常温,故能与反应釜之间形成稳定有效的压差。因此该系统具有连续运行的潜力。
[0020]上述系统能量利用率能达到90%以上。
[0021]本发明具有如下优点和效果:
(I)工艺简单,建设成本低。本系统仅有预热釜、反应釜和泄压釜3个罐及其附属设备设施,且泄压釜兼具闪蒸和冷却换热的双重功能,流程相对简单,设备成本可控;此外,反应釜和泄压釜可处于同一水平面(压差输料),同时充分利用螺旋输送机输送半固态物料的设置特性(最大倾斜角度20° ),可最大程度地降低预热釜和提升机的抬升高度,从而降低土建成本。
[0022](2)能量利用率高,蒸汽消耗省。进入预热釜和反应釜的蒸汽均由底部通入,在上升过程中逐渐与搅拌的泥水混合物接触融合,进而达到良好的加热效果;利用泄压釜温度探测与水量控制连锁装置合理调节夹层水流来控制釜内温度,不仅可达到一个最佳的闪蒸破壁效果,而且能产生足够压力的析出蒸汽由釜顶回流至预热釜;预热釜和泄压釜在等待污泥处理的15min内,前者的余热传递给釜内污泥,后者的余热则以冷却水的形式回用于其它途径。
[0023](3)进泥含固率高(12°/『20%)。对于水解前粘性半固态污泥,主要采用螺旋输送机完成污泥由储泥斗至预热釜、预热釜至反应釜的输送,对于水解后流态污泥,则采用螺杆栗完成输送;针对预热釜和反应釜内半固态粘性污泥搅拌问题,采用螺旋盘绕状搅拌桨,可有效减小搅拌高粘度物料的旋转阻力。
[0024](4)本技术主要适用于国内中低有机质高含固污泥或其它有机废弃物厌氧消化预处理,但同时也适用于高有机质高含固污泥或其它有机废弃物,不仅能够极大的提高后续厌氧产气率,而且有利于后续沼渣的安全处置。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的组成和连接关系示意图;
图2为本发明的工艺流程图;
图3为本发明的泄压釜结构示意图。
[0026]附图标记:1:储泥斗;2:螺旋输送机;3:垂直提升机;4:预热釜进口 ;5:气压栗;6:搅拌栗;7:排气阀;8:(闪蒸)蒸汽进口 ;9:预热釜出口 ;10:螺旋输送机;11:反应釜进口 ;12:搅拌栗;13:安全阀;14:排气阀;15:蒸汽进口 ;16:反应釜出口 ;17:泄压釜进口 ;18:搅拌栗;19:(闪蒸)蒸汽出口 ;20:夹层;21:冷却水进口 ;22:冷却水出口 ;23:泄压釜出口;24:螺杆栗;25_温度探测与水量控制连锁装置;26_溢流口。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
[0028]参见图1,本发明的基于厌氧消化的高含固污泥热水解预处理装置实施例,包括以污泥输料系统依次连接的储泥斗、预热釜、反应釜、泄压釜和厌氧池,预热釜、反应釜和泄压釜都设有搅拌机,以及给预热釜和反应釜提供蒸汽的蒸汽供应系统。
[0029]预热釜和反应釜蒸汽进口 8、15均设置在侧壁靠下处、且釜内蒸汽分布器为环状贴壁带孔管,孔上有耐高温滤层防堵;泄压釜为罐体设有水冷夹层的闪蒸釜,泄压釜蒸汽出口 19设置在釜顶并有回流管道连通至所述预热釜进口 8,该回流管道与蒸汽供应系统的直通管道并联;预热釜和反应釜内搅拌机的搅拌桨为与转动方向一致的螺旋盘绕状;预热釜和反应釜均在顶端设有排气阀,反应釜顶端还设有安全阀和出泥加压装置。
[0030]泄压釜为罐体水冷夹层的进水管道上设有温度探测与水量控制连锁装置,为一种水量智能联锁控制调节装置。
[0031]污泥输料系统通过第一螺旋输送机2和垂直提升机3从储泥斗I输送污泥至预热釜进口 4、通过第二螺旋输送机10将预热釜出口 9的污泥输送至反应釜进口 11、通过管道将反应釜出口的污泥输送至泄压釜进口 17、通过管道和螺杆栗24将泄压釜出口 23污泥输送至厌氧池。
[0032]采用所述装置进行基于厌氧消化的高含固污泥热水解预处理工艺,其特征是:
污水厂脱水污泥进入预热釜的同时,向预热釜加入闪蒸釜夹层出口 22热水或污水厂浓缩池污泥,将污泥稀释至含固率15°/『12%,关闭预热釜进口 4,开启预热釜搅拌栗6和底部预热爸蒸汽进口 8,预热10~15min ;
预热结束后,关闭预热釜搅拌栗6,打开预热釜底部出口 9,污泥自动或在预热釜气压栗5作用下落入螺旋输送机后进入反应釜,关闭预热釜出口 9,预热釜开始第二阶段进泥,待污泥闪蒸开始时再开启搅拌; 关闭反应釜进口 11,开启反应釜搅拌栗12和底部蒸汽进口 15,反应20~30min ;
反应结束后,关闭反应釜搅拌栗12和蒸汽进口 15,打开反应釜出口 16和泄压釜进口17,通过调控温度探测与水量控制连锁装置使反应釜污泥快速压入泄压釜,同时闪蒸蒸汽由顶端出汽口 19循环回用,然后关闭反应釜出口 16,反应釜开始第二阶段进泥,并开启搅拌和蒸汽;
当反应釜污泥完全进入泄压釜后,关闭泄压釜进口 17,继续冷却(夹层通水加搅拌)至50~60°C,控制时间在 10~15min ;
关闭反应釜搅拌栗18,打开反应釜出口 23,由螺杆栗24将流态污泥直接输送至厌氧消化池。
[0033]所述的从蒸汽供应系统直接进入反应釜和预热釜的蒸汽温度为165°C。
[0034]所述的泄压釜蒸汽出口 19回流管道保持连通状态、直通管道在预热釜温度不足时开启。
[0035]所述的反应釜和泄压釜可处于同一水平面(压差输料),同时充分利用螺旋输送机10输送半固态物料的设置特性(最大倾斜角度20° ),最大程度地降低预热釜和提升机3的抬升高度。
[0036]所述的泄压釜为带夹层结构的常压釜,具备调节釜内温度和冷却污泥的双重功能,通过在不同时刻打开夹层进水口 21和出水口 22、以及调节进水流量来达到一个最佳的闪蒸破壁效果,可采用温度探测与水量控制连锁装置控制调节;所述泄压釜出水温度40~80°C,可回用于稀释预热釜污泥、后续厌氧池保温或沼渣干化等,泄压釜出泥可不经过换热器直接通入厌氧池。
[0037]所述的温度探测与水量控制连锁装置,为一种水量智能联锁控制调节装置,首先初始化分析夹层进水流量与釜内温度的相关性、进而生成流量与温度的函数公式、最后通过设置釜内温度值可自动调节至相应进水流量。
[0038]图2为本发明的工艺流程图。污泥经预热釜、反应釜和泄压釜的热水解处理后,泥质得到极大改善,能成倍提高后续厌氧消化效率,主要表现为产气率提高和停留时间缩短。
[0039]图3为本发明的泄压釜,该釜为带夹层结构的常压釜,具备调节釜内温度和冷却污泥的双重功能,通过在不同时刻打开夹层进水口 21和出水口 22、以及调节进水流量来达到一个最佳的闪蒸破壁效果,可采用温度探测与水量控制连锁装置控制调节;冷却出水温度40~80°C,可回用于稀释预热釜污泥、后续厌氧池保
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