连续式污泥高温热水解装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种连续式污泥高温热水解装置，其中，该装置包括：热水解罐、沉浸式换热器、污泥混合罐、污泥储存罐体和污泥冷却器以及输送污泥的泥泵和管道。所述热水解罐包括高压金属罐体、蒸汽管、污泥搅拌器以及保温材料；所述沉浸式换热器包括密闭水箱、热污泥管束、冷污泥管束和搅拌器；所述污泥储存罐体包括筛分机和两个污泥储存罐；所述的污泥冷却器包括水箱、一组污泥管束。本发明不仅可以提高污泥热水解效率，节省热水解过程所需要的污泥停留时间，而且还可以提高热水解后污泥冷却效率，节约系统热能消耗，进而提高整个污泥预处理的效率。
【专利说明】
连续式污泥高温热水解装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种污泥节能环保处理工艺，主要是城镇污水处理后的剩余污泥的连续式污泥高温热水解装置。
【背景技术】
[0002]随着我国工业化与城镇化进程的加快，国内污水产量和污水处理能力都在快速增长，同时污泥的产量也在迅速增加。污泥作为被放错地方的资源，如果没有得到很好的处理处置，将会给环境带来严重的二次污染。随着周围环境的恶化、用地的紧张以及人们环保意识的增强，剩余污泥的有效处理也已经被提上日程。
[0003]污泥是污水处理后的产物，是一种由有机物残片、细菌菌落以及无机颗粒等等组成。污泥含水率高，是一种介于固体和液体之间的浓稠介质，很难通过重力沉降达到固液分离。在众多污泥处理工艺中，厌氧消化是目前国际上应用较为广泛且效果很好的污泥稳定化与资源化的处理工艺，同时也是国内近些年鼓励提倡的污泥处理工艺。但是由于污泥中有机质含量有限，而污泥细胞中的有机质又被污泥细胞壁紧紧包裹，无法释放，最终导致厌氧消化效率不高。热水解处理是一种高温高压的预处理工艺，可以使得污泥絮体解体，细胞破裂，释放有机质，水解大分子。通过污泥热水解预处理可以提高污泥中的有机质含量，还改善污泥的流动性能和脱水性能，从而能够有效促进后续厌氧消化效率和脱水效率。
[0004]热水解预处理可以分为间歇式和连续式，目前间歇式热水解预处理是应用较为广泛的，间歇式热水解是将污泥输送到热水解罐中，污泥在高温高压下一段时间，达到热水解效果后再被输送到下一环节。此工艺流程复杂，稳定性差，污泥停留时间长，效率低。不仅如此，热水解后排泥温度过高，难以达到厌氧消化的温度范围，需要经过换热器和污泥缓冲罐循环冷却来达到污泥冷却的目的，从而再次延长污泥的停留时间，造成系统效率低下，投资费用大，运行时间长。
【发明内容】
[0005]为了克服和改善污泥预处理过程中污泥停留时间过长，效率低的缺陷，本发明的目的在于提供一种连续式污泥高温热水解装置，可以有效缩短预处理过程中污泥的停留时间，提高污泥高温热水解效率以及热水解后污泥的冷却效率。
[0006]本发明提出的一种连续式污泥高温热水解装置，包括热水解罐、沉浸式换热器、污泥混合罐、污泥储存罐体和污泥冷却器，其中:
所述热水解罐包括高压金属罐体、蒸汽管、污泥搅拌器以及保温材料，热水解罐内设置污泥搅拌器，高压金属罐体外围包裹保温材料，高压金属罐体一侧通过蒸汽管连接高温高压蒸汽管，高温高压蒸汽通过蒸汽管进入高压金属罐体内将污泥加热，并且与搅拌器共同完成高压金属罐体内污泥的搅拌过程；
所述沉浸式换热器包括密闭水箱、热污泥管束、冷污泥管束和搅拌器，所述密闭水箱内的上排是冷污泥管束，用于加热生污泥，下排是热污泥管束;密闭水箱内设置搅拌器，高压金属罐体另一侧通过第一污泥栗和管道连接沉浸式换热器下排的热污泥管束;下排热污泥管束中的热水解污泥与密闭水箱中的水换热得到降温，密闭水箱中的水得到升温再与上排冷污泥管束进行换热；
所述污泥混合罐一侧与沉浸式换热器下排的热污泥管束的出口相连，污泥混合罐通过管道和第五污泥栗连接生污泥管道，污泥混合罐内设置有搅拌器，污泥混合罐将生污泥和高温热水解污泥充分混合，使得热水解污泥得到降温以及生污泥得到升温；
所述污泥储存罐体包括筛分机和两个污泥储存罐，两个污泥储存罐并列设置，筛分机位于两个污泥储存罐上方，筛分机根据污泥的颗粒大小通过振动将粒径小的热水解污泥筛分到已热水解的第一污泥储存罐内，将粒径大的生污泥筛分到待热水解的第二污泥储存罐内；
第二污泥储存罐与污泥冷却器通过第三污泥栗和管道连接，第二污泥储存罐与沉浸式换热器中的上排冷污泥管束通过第二污泥栗和管道连接。
[0007]本发明中，污泥冷却器的下部设置有冷水出口和冷水进口。
[0008]为了提高污泥在热水解罐中的加热效率，缩短污泥在热水解罐中的预热停留时间，又要满足污泥达到高温热水解所要求的温度范围，将生污泥和已热水解污泥经过污泥混合罐进行混合搅拌，从而使得生污泥温度得到第一次较大幅度的升高，生污泥和已热水解污泥经过筛分机，通过振动筛分将粒径小的热水解污泥筛分到左边的已热水解的污泥储存罐，将粒径大的生污泥筛分到右边的待热水解的污泥储存罐。生污泥通过污泥栗送至沉浸式换热器与热水解污泥进行换热，换热器是由水箱、搅拌器和两组污泥管组成，水箱下排污泥管中流动的热污泥与水进行换热，水再将热量传给水箱上排污泥管中流动的生污泥，这样有利于对流传热，搅拌器进行搅拌以达到强化换热的效果，生污泥得到第二次升温。经过两次升温后的生污泥再被输送到热水解罐进行高温高压热水解。生污泥经过两次预加热，可以大大减少在热水解罐中的预热时间，再通过高压蒸汽的加热和污泥搅拌器的混合搅拌，达到热水解要求的效果。
[0009]为了提高热水解后污泥的冷却效率，缩短污泥在换热器和污泥储存罐中的停留时间，又要满足污泥达到厌氧消化所要求的温度范围，热水解污泥先通过沉浸式换热器进行冷却，水箱上排污泥管中流动的生污泥与水进行换热，被冷却的水再与水箱下排污泥管中流动的热污泥进行换热，使热高温水解污泥进行第一次降温。经过冷却的热水解污泥通过污泥栗被送至污泥混合罐与生污泥进行混合搅拌，达到第二次降温的目的。由于热水解污泥呈流态状，粒径较生污泥小，经过筛分机被筛分到左边的已热水解的污泥储存罐，再经过污泥栗被送至污泥冷却器，与冷水进行换热达到第三次降温。经过三次降温的热水解污泥可以满足厌氧消化的温度范围，也达到了连续的效果。
[0010]本发明可以有效地减少污泥预处理过程中的停留时间，达到连续式污泥高温热水解的目的，提高污泥预处理效率，不仅如此，热能消耗比序批式污泥热水解工艺降低30-40%。工艺设备结构紧凑，占地小，流程简单，易于维护。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图:
图中标号:I是热水解罐，2是污泥搅拌器，3是蒸汽管，4-1至4-5是第一、第二、第三、第四和第五污泥栗，5是沉浸式换热器，6是搅拌器，7是污泥混合罐，8是筛分机，9-1是第一污泥储存罐，9-2是第二污泥储存罐，10是污泥冷却器，11-1是冷水出口，11-2是冷水进口，12是保温材料。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明的结构设计原理和工作原理作进一步详细说明。
[0013]实施例1:高温高压蒸汽从蒸汽管3进入热水解罐I中，通过高温高压蒸汽的加热水解作用以及污泥搅拌器2的搅拌作用，热水解污泥可以达到近似均匀质体，并经过第一污泥栗4-1进入沉浸式换热器5的下排热污泥管，下排热污泥管中的热水解污泥与密闭水箱中的水换热得到降温，通过搅拌器6的搅拌提高换热效果，降温后的热水解污泥进入污泥混合罐7中。
[0014]经过脱水的生污泥经过第五污泥栗4-5进入污泥混合罐7，与在沉浸式换热器5中得到降温的热水解污泥进行混合，混合后的生污泥得到升温，热水解污泥得到第二次降温。经过搅拌的混合污泥经过第四污泥栗4-4进入筛分机8，筛分机8根据污泥的颗粒大小进行振动筛分，将粒径小的热水解污泥筛分到左边的已水解的第二污泥储存罐9-2，将粒径大的生污泥筛分到右边的待水解的第一污泥储存罐9-1。
[0015]第二污泥储存罐9-2中的热水解污泥再经过第三污泥栗4-3进入污泥冷却器10与冷水进行换热。经过换热后的热水解污泥得到第三次降温，可以满足后续厌氧消化的温度范围。
[0016]第一污泥储存罐9-1中生污泥再经过第二污泥栗4-2进入沉浸式换热器5上排的冷污泥管，上排冷污泥管中的生污泥与密闭水箱中的水换热得到升温，使得生污泥得到第二次升温，通过搅拌器6的搅拌提高换热效果。经过两次升温后的生污泥最后进入热水解罐I，继续进行高温高压热水解处理。
【主权项】
1.一种连续式污泥高温热水解装置，包括热水解罐、沉浸式换热器、污泥混合罐、污泥储存罐体和污泥冷却器，其特征在于: 所述热水解罐包括高压金属罐体、蒸汽管、污泥搅拌器以及保温材料，热水解罐内设置污泥搅拌器，高压金属罐体外围包裹保温材料，高压金属罐体一侧通过蒸汽管连接高温高压蒸汽管，高温高压蒸汽通过蒸汽管进入高压金属罐体内将污泥加热，并且与搅拌器共同完成高压金属罐体内污泥的搅拌过程； 所述沉浸式换热器包括密闭水箱、热污泥管束、冷污泥管束和搅拌器，所述密闭水箱内的上排是冷污泥管束，用于加热生污泥，下排是热污泥管束;密闭水箱内设置搅拌器，高压金属罐体另一侧通过第一污泥栗和管道连接沉浸式换热器下排的热污泥管束;下排热污泥管束中的热水解污泥与密闭水箱中的水换热得到降温，密闭水箱中的水得到升温再与上排冷污泥管束进行换热； 所述污泥混合罐一侧与沉浸式换热器下排的热污泥管束的出口相连，污泥混合罐通过管道和第五污泥栗连接生污泥管道，污泥混合罐内设置有搅拌器，污泥混合罐将生污泥和高温热水解污泥充分混合，使得热水解污泥得到降温以及生污泥得到升温； 所述污泥储存罐体包括筛分机和两个污泥储存罐，两个污泥储存罐并列设置，筛分机位于两个污泥储存罐上方，筛分机根据污泥的颗粒大小通过振动将粒径小的热水解污泥筛分到已热水解的第一污泥储存罐内，将粒径大的生污泥筛分到待热水解的第二污泥储存罐内； 第二污泥储存罐与污泥冷却器通过第三污泥栗和管道连接，第二污泥储存罐与沉浸式换热器中的上排冷污泥管束通过第二污泥栗和管道连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于污泥冷却器的下部设置有冷水出口和冷水进口。
【文档编号】C02F11/10GK105923969SQ201610547751
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】吴志根, 吴李卓, 余明博, 吴长春
【申请人】同济大学