专利名称：一种蓝藻饼管式热水解脱水方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水华蓝藻废弃物处理技术领域，具体涉及一种湖泊水华蓝藻减量化脱水方法，尤其涉及一种蓝藻管式热水解脱水方法及装置，属于农业环境保护领域。
背景技术：
随着人类对环境资源的开发利用活动日益增加，工业的发展以及城市人口的高度集中，大量含有污染物质的工业废水和生活污水未经适当处理便排入水体，使水体中氨氮、 磷以及有机污染物等耗氧物质浓度的升高，增加了水中的营养物质的负荷量；而为了提高农作物的产量，施用化肥逐年增加，经过雨水的冲刷和渗透，有更多的营养物质流失而进入水中，也增加了水中的营养物质的负荷量；在水产养殖方面，为达到渔业高产，一些地区采用投放饵料的方法，这也成为水体接纳氮、磷等营养物质的主要渠道。富营养水体爆发藻类形成水华，是一个全球性问题。在我国，由于经济快速发展和人口的激增生产和生活的污染物大量进入水体，内陆江河、湖泊水体及近海水域受到严重的污染，蓝藻水华、绿藻水华，及红藻水华频发。迅速增长的蓝藻物质，造成大量死亡藻类释放的有毒物质、制臭物质和有机物对局部水质和空气质量严重恶化，并危及渔业和饮用水安全，如何处理好这些蓝藻并使之减量化和无害化，已经成为环境污染处理中亟待解决的问题。经过多年研究，我国滇池、太湖、巢湖等湖泊水华主要是蓝藻水华，以微襄藻为主， 这类藻为直径在5-10微米的单细胞，这类有机物含量85%上，养分含量十分丰富。目前市政处理处置蓝藻主要采取打捞和压榨脱水，存在的主要问题有打捞是消除内陆水体水华污染的重要措施，在我国云南滇池，江苏太湖、安徽巢湖等已被采用，但由于鲜活蓝藻细胞本身含水量在90%左右，打捞出来的蓝藻细胞还存在大量的包间重力水和吸附水，不论采取人工方法还是机械方法打捞，水华蓝藻的含水率一般都在95% -99%，过高的含水率，不仅给蓝藻运输带来很大的成本，也给蓝藻最终处置带来极大的困难。设备利用率较低；蓝藻未进行减量化、无害化和稳定化的处理；体积较大，运输费用高，运输过程中散发恶臭和病原体，影响环境卫生等是目前蓝藻处理所存在的普遍问题。 到目前为止，还没有经济有效、能耗低的成熟技术对现有蓝藻进行减量化和无害化处理并充分利用。鉴于此，需要提供一种从根本上解决蓝藻问题的方法，必须采用稳定工艺，对蓝藻饼进行经济有效地减量化、无害化处理。现有的蓝藻饼脱水减量化技术中，提出的处理方法有以下几种1、刘秀芬、陈辉、陈坚，等(中国专利公开号CN:101330156A)，公开了一种实现蓝藻资源化的方法，罐内采用蓝藻水在沉积型微生物燃料电池反应器中，通过蓝藻中的产电菌降解去除蓝藻或污染物质，从而实现蓝藻的减量化、无害化和资源化。2、于洽、倪杰、吴培松，等(中国专利公开号CN :101249995A)公开了一种蓝藻与水的分离装置，通过在储液箱中设置絮凝发生器，对储液箱中的蓝藻水进行有效地分离。
3、黄红英、常志州、叶小梅，等(中国专利公开号CN :101139123A)公开了一种水华蓝藻脱水的方法，通过在蓝藻滤液中添加絮凝剂及其助剂，离心脱水后，有利于胞内水释放，极大地提高了脱水效果。4、胡明明、孙阳、孙晓鹏，等(中国专利公开号CN :101219850123A)公开了一种囊内脱水技术处理蓝藻浆的工艺，通过高速剪切，均质破碎，外加絮凝剂，通过离心机分离，达到了蓝藻渣与水分离目的，提高蓝藻综合利用的可行性。5、丁祖军、周海平、胡苏明，等(中国专利公开号CN:1011391MA)公开了一种蓝藻减容处理工艺，通过在蓝藻浆中加入絮凝剂搅拌，达到了降低蓝藻中含水率的目的。但是，上述方法都只是以单方面收集、降低蓝藻含水率为目的，工艺过程需要较多的处理工艺，设备要求苛刻，规模化生产难度大，工艺得不到有效保证，蓝藻处置经济成本
尚ο可见，对蓝藻进行处置和再利用需解决两个关键问题一、快速降低并控制蓝藻含水率以及杀灭蓝藻中的病原菌、微生物和寄生虫卵，以实现无害化和资源化；二、降低蓝藻处置的能耗和成本问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，为了克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种快速、无害化、经济的降低蓝藻饼含水率的一种管式热水解处理方法，以解决现有技术存在的问题。该处理方法具有高效节能、处理成本低、适合规模化处理的优点，并能控制蓝藻含水率为60%左右。本发明所要解决的又一技术问题在于提供上述蓝藻饼管式热水解处理方法所使用的装置。作为本发明的第一方面的一种蓝藻饼管式热水解处理方法，该处理方法在一包含进料系统、换热系统、改性系统、脱水系统和净化系统的管式蓝藻处理装置中进行；所述蓝藻由进料系统送入换热系统预热后，再送入改性系统加注粘土进行改性得到液-固混合物，所述液-固混合物再送入换热系统中，以预热由进料系统过来的蓝藻，经过换热后的液-固混合物送入脱水系统脱水，得到的藻饼含水率控制在60%以下。本发明所述处理方法中，所述粘土的注入流量按粘土为50目或100目的农田干燥土沉降速度控制。作为本发明的第二方面一种蓝藻管式热水解处理的装置，其特征在于，包括进料系统、换热系统、改性系统、脱水系统和净化系统，其中换热系统包括第一预热器、第二预热器、不凝气换热器、闪蒸汽换热器；改性系统包括第一混合器、第二混合器、反应器、闪蒸器， 所述进料系统的出口与第一预热器的蓝藻入口连接；第一预热器的含水蓝藻出口与第二预热器的含水蓝藻入口连接，第二预热器的液-固混合物出口接脱水系统中的液-固混合物入口，第二预热器的含水蓝藻出口与不凝气换热器的含水蓝藻入口连接，不凝气换热器的液体出口接第一预热器的第一液体入口，不凝气换热器的气体出口接净化系统，不凝气换热器的含水蓝藻出口接闪蒸汽换热器的含水蓝藻入口 ；闪蒸汽换热器的液体出口接第一预热器的第二液体入口，闪蒸汽换热器的气体出口接净化系统，闪蒸汽换热器的含水蓝藻出口接第一混合器的含水蓝藻入口，第一混合器的蒸汽入口接中压蒸汽，第一混合器的含水
5蓝藻出口接第二混合器的含水蓝藻入口，第二混合器的粘土加注口通过粘土加注漏斗接粘土罐，第二混合器的含水蓝藻出口接反应器的含水蓝藻入口 ；闪蒸器的液-固混合物出口接第二预热器的液-固混合物入口，闪蒸器的蒸汽出口接闪蒸汽换热器的蒸汽入口。所述脱水系统包括滗析器和离心机，滗析器的液-固混合物入口接第二预热器的液-固混合物出口，滗析器的液-固混合物出口接离心机的液-固混合物入口。所述反应器采用管式反应器。本发明的有益效果本发明使用的装置最终使蓝藻减量化和无害化，并为可能的绿色肥提供可控成分的担体。因此，液-固分离后的蓝藻含水率要有可调性；与现有技术相比，本装置采用控制粘土的用量，加快固液沉降速度，蓝藻热水解温度110-150°C，反应时间10-20min，并且减少蓝藻脱水时间。本装置的反应器可采用管式反应器，也可采用传统的罐式反应器，由于采用本发明的方法进行蓝藻处理，速度快，流量大，可采用管式反应器，相对于罐式反应器，管式反应器更加节省空间，同时也提供了一种蓝藻管式热水解处理方法。本发明高效节能、降低处理成本，经过处理后，蓝藻含水率控制在60%左右。本装置结构简单，能连续平稳操作，能使蓝藻快速达到减量化、无害化，易于进行规模化处理，并为蓝藻的处理、处置和设备的能量回收利用寻求了一条经济有效的新型途径。
图1为本发明蓝藻管式热水解处理的装置的工艺流程图。图中进料系统100 贮槽110、蓝藻输送泵120 ；换热系统200 预热器210，蓝藻饼入口 211，含水蓝藻出口 212，液体入口 213，液体入口 214，进料泵220，预热器230，含水蓝藻入口 231，含水蓝藻出口 232，液-固混合物出口 233，液-固混合物入口 234，不凝气换热器M0，含水蓝藻入口 Ml，含水蓝藻出口 M2，液体出口 M3，气体出口 M4，液体M5，气体入口 M6，闪蒸汽换热器250，含水蓝藻入口 251， 含水蓝藻出口 252，液体出口 253，气体出口 254，液体255、蒸汽换热器的蒸汽入口 256 ；改性系统300 混合器310，含水蓝藻入口 311，含水蓝藻出口 312，蒸汽入口 313， 混合器320，含水蓝藻入口 321，含水蓝藻出口 322，粘土加注口 323，反应器330，含水蓝藻入口 331，液-固混合物出口 332，不凝气333，不凝气出口 334，闪蒸器340，液-固混合物入口 341，液-固混合物出口 343，蒸汽出口 344，闪蒸汽346，粘土 350、粘土添加罐360、粘土输送泵370 ；低压蒸汽380，脱水系统400 滗析器410，液-固混合物入口 411，液-固混合物出口 412，滗析清液413，离心机420，液-固混合物入口 421，分离出离心清液423净化系统500 ；蓝藻600 第一含水蓝藻610、第二含水蓝藻620、第三含水蓝藻630、第四含水蓝藻 640、第五含水蓝藻650、含粘土的蓝藻660、第一液-固混合物670、第二液-固混合物680 ；蓝藻饼700。
具体实施例方式为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例对本发明作进一步阐述。一种蓝藻管式热水解处理的装置，如图1所示，包括进料系统100、换热系统200、 改性系统300、脱水系统400和净化系统500。进料系统100包括贮槽110和原蓝藻泵120。换热系统200包括预热器210、进料泵220、预热器230、不凝气换热器240和闪蒸汽换热器250。改性系统300包括混合器310、混合器320、反应器330和闪蒸器；340，反应器330 采用管式反应器。混合器320通过输送粘土 350的粘土泵370与粘土罐360连接。脱水系统400包括滗析器410和离心机420。进料系统100的出口与预热器210的蓝藻入口 211连接；该预热器210的含水蓝藻出口 212与预热器230的含水蓝藻入口 231连接，该预热器230的液-固混合物出口 233 接脱水系统中的滗析器410的液-固混合物入口 411，预热器230的含水蓝藻出口 232与不凝气换热器MO的含水蓝藻入口 241连接，不凝气换热器MO的液体出口 243接预热器 210的液体入口 213，不凝气换热器的气体出口 244接净化系统。不凝气换热器240的含水蓝藻出口 242接闪蒸汽换热器250的含水蓝藻入口 251， 该闪蒸汽换热器250的液体出口 253接预热器210的液体入口 214，闪蒸汽换热器250的气体出口 2M接净化系统；闪蒸汽换热器250的含水蓝藻出口 252接混合器310的含水蓝藻入口 311，混合器310的蒸汽入口接中压蒸汽380，混合器310的含水蓝藻出口 312接混合器320的含水蓝藻入口 321，混合器320的粘土加注口 323通过粘土输送泵370接粘土罐360，混合器320的含水蓝藻出口 322接反应器330的含水蓝藻入口 331 ；反应器330的不凝气出口 334接不凝气换热器的气体入口 M6，反应器330的液-固混合物出口 332接闪蒸器340的液-固混合物入口 341 ；闪蒸器340的液-固混合物出口 343接预热器230的液-固混合物入口 234，闪蒸器340的蒸汽出口 344接闪蒸汽换热器250的蒸汽入口 256。滗析器410的液-固混合物入口 411接预热器230的液-固混合物出口 233，滗析器410的液-固混合物出口 412接离心机420的液-固混合物入口 421。实施例1一种蓝藻管式热水解处理方法，包括以下步骤，如图1所示(1)、预热试压步骤用蒸汽进行管式蓝藻饼处理装置进行预热试压，其中试压标准改性系统的压力为0. 1-0. 8Mpa，脱水系统、换热系统、进料系统、净化系统四个系统压力为0. 1-0. 3Mpa，整个预热试压过程至管式蓝藻处理装置温度达到120-150°C时停止；O)、第一预热步骤用原料泵120把蓝藻600从贮槽110连续不断地送进换热系统100中的预热器 210中，与换热系统200中的不凝气换热器240送过来液体245和闪蒸汽换热器250送过来的液体255进行混合，形成温度为30-50°C第一含水蓝藻610由预热器210的含水蓝藻出口 212(即第一预热器出口)送出。
(3)第二预热步骤当预热器210有1/3料位计高度时，启动进料泵220。在开车阶段，进料泵的流量由小变大，直到规定值2-12m3/h。由预热器210预热后的第一含水蓝藻610经过进料泵220 送入换热系统200中的预热器230中，与改性系统300中的闪蒸器340过来的液-固混合物 680进行热交换，经过热交换后形成温度为60-80°C第二含水蓝藻620由预热器230的含水蓝藻出口 232(即第二预热器第一出口)送出，而经过热交换后形成温度为70-90°C液-固混合物由预热器230的液-固混合物出口 233(即第二预热器第二出口)送出。在启动进料泵220的同时，控制粘土 350的注入量。(4)第三预热步骤由预热器230预热后的第二含水蓝藻620送入换热系统200中的不凝气换热器M0，与改性系统300中的反应器330出来的不凝气333进行热交换，经过热交换后形成温度为75-95°C第三含水蓝藻630 ；第三含水蓝藻630由不凝气换热器的含水蓝藻出口
即不凝气换热器的第一出口)送出；而经过热交换后形成温度为80-100°C气体由不凝气换热器240的气体出口 244 (即不凝气换热器的第二出口)送至净化系统500进行净化。(5)第四预热步骤由不凝气换热器240换热后的第三含水蓝藻630送入换热系统200中的闪蒸汽换热器250，与改性系统300中的闪蒸器340过来的闪蒸汽346进行热交换，经过热交换后形成温度为90-110°C第四含水蓝藻640 ；第四含水蓝藻640由闪蒸汽换热器250的含水蓝藻出口 252(即闪蒸汽换热器的第一出口)送出；而经过热交换后形成温度为80-100°C气体由闪蒸汽换热器250的气体出口 254(即闪蒸汽换热器的第二出口)送至净化系统500进行净化。(6)第一混合步骤由闪蒸汽换热器250换热后的第四含水蓝藻640从闪蒸汽换热器250的含水蓝藻出口 252送入改性系统300中的混合器310，通过混合器310的含水蓝藻入口 311进入混合器310内，与通入压力为3. 5-3. 8MPa中压蒸汽380进行混合，形成出口温度为210_250°C的第五含水蓝藻650，第五含水蓝藻650通过混合器310的含水蓝藻出口 312进入到混合器 230的含水蓝藻入口 321。调节中压蒸汽380进入混合器310的蒸汽入口 313，控制混合器310的含水蓝藻出口 312出口温度在250°C范围内，反应时间为20min。(7)第二混合步骤将混合器310混合后的第五含水蓝藻650送入改性系统300中的第二混合器320， 与加注的粘土 350进行混合，混合器320的粘土加注口 323通过粘土泵370接粘土罐360， 粘土泵370控制粘土 350的注入量，且控制粘土 350的滴加速度。通常粘土为50目、100目的农田干燥土，按照第五含水蓝藻650中固含量的3. 5%。的用量泵入到混合器320中，按pH 5-7控制，形成含粘土的蓝藻660。(8)反应步骤将混合器320形成的含粘土的蓝藻660送入反应器330进行反应，反应过程中，蓝藻中的细胞结构破碎，释放胞内物质，生成小分子碳化物和氮化物，并发生美拉德反应；蓝藻中间隙水、表面水、结合水从蓝藻颗粒间逸出，产生第一液-固混合物670和不凝气333送出；其中反应时间10min-20min，反应温度控制在220_235°C。本装置的反应器330可采用管式反应器，管式反应器的规格为Φ 159 X 6000/4根。(8)闪蒸步骤在开车起始阶段，闪蒸汽换热器340尚无热源时，可用0. 3Mpa的低压蒸汽来替代闪蒸汽346。将反应器330产生的第一液-固混合物670送入闪蒸器340进行闪蒸，闪蒸后形成的第二液-固混合物680和闪蒸汽346送出。当闪蒸器340进料后一要控制闪蒸器压力在0. 1-0. SMpa范围内，二要观察和调节闪蒸器340的液位，既不要高过进料口，也不要低到看不到液位。闪蒸器340与闪蒸汽换热器250连接，闪蒸器340为闪蒸汽换热器250提供用于热交换的二次蒸汽——闪蒸器 346。闪蒸汽346作为闪蒸汽换热器的热源时，低压蒸汽关闭。(9)脱水步骤经过第二预热器热交换后形成温度为70-90°C液-固混合物由预热器230的液-固混合物出口 233 (即第二预热器第二出口)送至脱水系统400进行脱水。脱水系统 400包括滗析器410和离心机420。预热器230的液-固混合物出口 233 (即第二预热器第二出口 )与滗析器的液_固混合物入口 411连接，进入滗析器410的液-固混合物在其中沉降一定时间，滗析器清液 413不断溢出(滗析器410分离出滗析清液413)；浓缩液通过滗析器410的液-固混合物出口 412经过离心机的液-固混合物入口 421 ；不断进入变频调速的离心机420进行物料液固分离，经过2000-5000rpm变频调速离心，分离出离心清液423，沉淀为含水率为40-60%的藻饼700，为后继的资源化利用做好准备，如作为复合肥的担体。(8)、反应器330顶部的不凝气333作为不凝气换热器MO的热源，经换热后通过不凝气换热器的气体出口 244进入净化系统500。(9)、本装置产生的两种清液滗析清液413和离心清液423，经分析后，进入蓝藻上清液的相应处理单元，上清液可用作绿色蔬菜的培养基。实施例2再次参看图1，一种蓝藻管式热水解处理方法，包括以下步骤(1)、预热试压步骤用蒸汽进行管式蓝藻饼处理装置进行预热试压，其中试压标准改性系统的压力为0. 1-0. 8Mpa，脱水系统、换热系统、进料系统、净化系统四个系统压力为0. 1-0. 3Mpa，整个预热试压过程至管式蓝藻处理装置温度达到120-150°C时停止；O)、第一预热步骤用原料泵120把蓝藻600从贮槽110连续不断地送进换热系统100中的预热器 210中，与换热系统200中的不凝气换热器240送过来第一液体245和闪蒸汽换热器250送过来的第二液体255进行混合，形成温度为30-50°C第一含水蓝藻610由预热器210的含水蓝藻出口 212 (即第一预热器出口)送出。(3)第二预热步骤当预热器210有1/3料位计高度时，启动进料泵220。在开车阶段，进料泵的流量由小变大，直到规定值2-12m3/h。由预热器210预热后的第一含水蓝藻610经过进料泵220 送入换热系统200中的预热器230中，与改性系统300中的闪蒸器340过来的第二液-固混合物680进行热交换，经过热交换后形成温度为65-80°C第二含水蓝藻620由预热器230 的含水蓝藻出口 232(即第二预热器第一出口)送出，而经过热交换后形成温度为75-85°C 液-固混合物由预热器230的液-固混合物出口 233(即第二预热器第二出口)送出。在启动进料泵220的同时，控制粘土 350的注入量。(4)第三预热步骤由预热器230预热后的第二含水蓝藻620送入换热系统200中的不凝气换热器M0，与改性系统300中的反应器330出来的不凝气333进行热交换，经过热交换后形成温度为85-95°C第三含水蓝藻630 ；第三含水蓝藻630由不凝气换热器的含水蓝藻出口
即不凝气换热器的第一出口)送出；而经过热交换后形成温度为85-100°C气体由不凝气换热器的气体出口对4(即不凝气换热器的第二出口)送至净化系统500进行净化。(5)第四预热步骤由不凝气换热器240换热后的第三含水蓝藻630送入换热系统200中的闪蒸汽换热器250，与改性系统300中的闪蒸器340过来的闪蒸汽346进行热交换，经过热交换后形成温度为90-110°C第四含水蓝藻640 ；第四含水蓝藻640由闪蒸汽换热器的含水蓝藻出口 252(即闪蒸汽换热器的第一出口)送出；而经过热交换后形成温度为85-100°C气体由闪蒸汽换热器的气体出口 254(即闪蒸汽换热器的第二出口)送至净化系统500进行净化。(6)第一混合步骤由闪蒸汽换热器250换热后的第四含水蓝藻640从闪蒸汽换热器的含水蓝藻出口 252送入改性系统300中的混合器310，通过混合器310的含水蓝藻入口 311进入混合器 310内，与通入压力为3. 6-3. 8MPa中压蒸汽380进行混合，形成出口温度为210_250°C的第五含水蓝藻650，第五含水蓝藻650通过混合器310的含水蓝藻出口 312进入到混合器320 的含水蓝藻入口 321。调节中压蒸汽380进入混合器310的蒸汽入口 313，控制混合器310的含水蓝藻出口 312出口温度在250°C范围内，反应时间为20min。(7)第二混合步骤将混合器310混合后的第五含水蓝藻650送入改性系统300中的混合器320，与加注的粘土 350进行混合，混合器320的粘土加注口 323通过粘土泵370接粘土罐360，粘土泵370控制粘土 350的注入量，且控制粘土 350的滴加速度。通常粘土为50目、100目的农田干燥土，按照第五含水蓝藻650中固含量的3. 5%。的用量泵入到混合器320中，按pH 5-7 控制，形成含粘土的蓝藻660。(8)反应步骤将混合器320形成的含粘土的蓝藻660送入反应器330进行反应，反应过程中， 蓝藻中的细胞结构破碎，释放胞内物质，生成小分子碳化物和氮化物，并发生美拉德反应；蓝藻中间隙水、表面水、结合水从蓝藻颗粒间逸出，产生第一液-固混合物670和不凝气333送出；其中反应时间10min-20min，反应温度控制在225-235°C，反应压力控制在 2. 8-3. OMPa0反应器330采用传统的罐式反应器，罐式反应器的规格为_1600，VN5m3。由于采
10用本发明的方法进行蓝藻处理，速度快，流量大，可采用管式反应器，相对于罐式反应器，管式反应器更加节省空间。(8)闪蒸步骤在开车起始阶段，闪蒸汽换热器340尚无热源时，可用0. 6Mpa的低压蒸汽来替代闪蒸汽346。将反应器330产生的第一液-固混合物670送入闪蒸器340进行闪蒸，闪蒸后形成的第二液-固混合物680和闪蒸汽346送出。当闪蒸器340进料后一要控制闪蒸器压力在0. 2-0. 6Mpa范围内，二要观察和调节闪蒸器的液位，既不要高过进料口，也不要低到看不到液位。闪蒸器340与闪蒸汽换热器 250连接，闪蒸器340为闪蒸汽换热器250提供用于热交换的二次蒸汽——闪蒸器346。闪蒸汽346作为闪蒸汽换热器的热源时，低压蒸汽关闭。(9)脱水步骤经过预热器230热交换后形成温度为70-85 °C液-固混合物由预热器230的液-固混合物出口 233(即第二预热器第二出口)送至脱水系统400进行脱水。脱水系统400包括滗析器410和离心机420。预热器230的液-固混合物出口 233 (即第二预热器第二出口)与滗析器的液_固混合物入口 411连接，进入滗析器410的液-固混合物在其中沉降一定时间，滗析器清液 413不断溢出(滗析器410分离出滗析清液413)；浓缩液通过滗析器410的液-固混合物出口 412经过离心机的液-固混合物入口 421 ；不断进入变频调速的离心机420进行物料液固分离，经过2500-5000rpm变频调速离心，分离出离心清液423，沉淀为含水率为40-60%的藻饼700，为后继的资源化利用做好准备，如作为复合肥的担体。(8)、反应器330顶部的不凝气333作为不凝气换热器MO的热源，经换热后通过不凝气换热器的气体出口 244进入净化系统500。(9)、本装置产生的两种清液滗析清液413和离心清液423，经分析后，进入蓝藻上清液的相应处理单元，上清液可用作绿色蔬菜的培养基。实施例1的反应器330可采用管式反应器，管式反应器的规格为Φ 159X6000/4 根。实施例2采用传统的罐式反应器，罐式反应器的规格为DN1600，VN5m3。由于采用本发明的方法进行蓝藻处理，速度快，流量大，可采用管式反应器，相对于罐式反应器，管式反应器更加节省空间。以上显示和描述了本发明的基本方法和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和方法，在不脱离本发明主旨和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
权利要求
1.一种蓝藻饼管式热水解处理方法，该处理方法在一包含进料系统、换热系统、改性系统、脱水系统和净化系统的管式蓝藻处理装置中进行，蓝藻饼由进料系统送入换热系统预热后，进行稍微的改性，改性过程中形成的不凝气和二次蒸汽以及液-固混合物送入换热系统作为热源，以预热由进料系统过来的蓝藻；经过换热后的液-固混合物经过加入粘土后，送入脱水系统脱水，藻饼含水率控制在60 %以下。
2.如权利要求1所述的蓝藻饼管式热水解处理方法，其特征在于，具体包括如下步骤(1)、预热试压步骤用蒸汽进行管式蓝藻饼处理装置进行预热试压，其中试压标准改性系统的压力为 0. 1-0. 8Mpa，脱水系统、换热系统、进料系统、净化系统四个系统压力为0. 1-0. 3Mpa，整个预热试压过程至管式蓝藻处理装置温度达到120-150°C时停止；O)、第一预热步骤用泵把蓝藻饼从贮槽连续不断地送进换热系统中的第一预热器中，与换热系统中的不凝气换热器送过来第一液体和闪蒸汽换热器送过来的第二液体进行混合，形成温度为 30-50°C第一含水蓝藻由第一预热器出口送出；(3)第二预热步骤由第一预热器预热后的第一含水蓝藻送入换热系统中的第二预热器中，与改性系统中的闪蒸器过来的第二液-固混合物进行热交换，经过热交换后形成温度为60-80°C第二含水蓝藻由第二预热器第一出口送出，而经过热交换后形成温度为70-90°C液-固混合物由第二预热器第二出口送出；(4)第三预热步骤由第二预热器预热后的第二含水蓝藻送入换热系统中的不凝气换热器，与改性系统中的反应器出来的不凝气进行热交换，经过热交换后形成温度为75-95°C第三含水蓝藻由不凝气换热器的第一出口送出；而经过热交换后形成温度为80-100°C气体由不凝气换热器的第二出口送至净化系统进行净化；(5)第四预热步骤由不凝气换热器换热后的第三含水蓝藻送入换热系统中的闪蒸汽换热器，与改性系统中的闪蒸器过来的闪蒸汽进行热交换，经过热交换后形成温度为90-110°C第四含水蓝藻由闪蒸汽换热器的第一出口送出；而经过热交换后形成温度为80-100°C气体由闪蒸汽换热器的第二出口送至净化系统进行净化；(6)第一混合步骤由闪蒸汽换热器换热后的第四含水蓝藻送入改性系统中的第一混合器，与通入压力为 0. 5-0. SMPa蒸汽进行混合，形成出口温度为130-150°c的第五含水蓝藻送出；(7)第二混合步骤将第一混合器混合后的第五含水蓝藻送入改性系统中的第二混合器，与加注的粘土进行混合，形成含粘土的蓝藻浆送出；其中粘土的加注量为第五含水蓝藻饼中固含量的 2-4wt%0 ；(8)反应步骤将第二混合器形成的含粘土的蓝藻饼送入反应器进行反应，反应过程中，蓝藻中的细胞囊结构破碎，释放胞内水和自由水，产生第一液-固混合物和不凝气送出；其中反应时间10min-20min，反应温度控制在 120_140°C。(8)闪蒸步骤将反应器产生的第一液-固混合物送入闪蒸器进行闪蒸，闪蒸后形成的第二液-固混合物和闪蒸汽送出；(9)脱水步骤经过第二预热器热交换后形成温度为70-90°C液-固混合物由第二预热器第二出口送至脱水系统脱水至含水率为60%的蓝藻沉淀物。
3.如权利要求2所述的蓝藻饼管式热水解处理方法，其特征在于，所述粘土为50目或 100目的农田干燥土。
4.如权利要求2所述的蓝藻饼管式热水解处理方法，其特征在于，所述粘土的注入流量按蓝藻沉降比进行控制。
5.一种蓝藻饼管式热水解处理的装置，其特征在于，包括进料系统、换热系统、改性系统、脱水系统和净化系统，其中换热系统包括第一预热器、第二预热器、不凝气换热器、闪蒸汽换热器，改性系统包括第一混合器、第二混合器、反应器、闪蒸器，所述进料系统的出口与第一预热器的蓝藻入口连接；第一预热器的含水蓝藻出口与第二预热器的含水蓝藻入口连接，第二预热器的液-固混合物出口接脱水系统中的液-固混合物入口，第二预热器的含水蓝藻出口与不凝气换热器的含水蓝藻入口连接，不凝气换热器的液体出口接第一预热器的第一液体入口，不凝气换热器的气体出口接净化系统，不凝气换热器的含水蓝藻出口接闪蒸汽换热器的含水蓝藻入口 ；闪蒸汽换热器的液体出口接第一预热器的第二液体入口，闪蒸汽换热器的气体出口接净化系统，闪蒸汽换热器的含水蓝藻出口接第一混合器的含水蓝藻入口，第一混合器的蒸汽入口接低压蒸汽，第一混合器的含水蓝藻出口接第二混合器的含水蓝藻入口，第二混合器的粘土加注口通过加注泵接粘土滴加罐，第二混合器的含水蓝藻出口接反应器的含水蓝藻入口 ；反应器的不凝气出口接不凝气换热器的气体入口，反应器的液-固混合物出口接闪蒸器的接液-固混合物入口 ；闪蒸器的液-固混合物出口接第二预热器的液-固混合物入口，闪蒸器的蒸汽出口接闪蒸汽换热器的蒸汽入口。
6.如权利要求5所述的一种蓝藻管式热水解处理的装置，其特征在于，所述脱水系统包括滗析器和离心机，滗析器的液-固混合物入口接第二预热器的液-固混合物出口，滗析器的液-固混合物出口接离心机的液-固混合物入口。
7.如权利要求6所述的一种蓝藻饼管式热水解处理的装置，其特征在于，所述反应器采用管式反应器。
全文摘要
本发明提供一种蓝藻饼管式热水解处理方法及其装置。本发明装置，由进料系统、改性系统、脱水系统、换热系统、净化系统五个主要系统组成，采用预处理过含水率约80％的蓝藻饼原料采用原料罐注入方式，用低压蒸汽直接加热，在中温条件下热水解，并充分回收利用水解工艺中的剩余能量，加入处理过的粘土，增加混合物的比重，得到液-固混合物，并使液-固分离后的处理物含水率具有可调性，从原处理的蓝藻饼含水率80％左右降至40％-60％。与现有技术相比，本装置结构简单，能连续平稳操作，蓝藻热水解温度110-150℃，反应时间10-20min，能使蓝藻处置经济、快速有效地达到减量化和无害化，易于进行规模化处理，为蓝藻的处理、处置和再生利用及设备的能量回收利用寻求了一条新型途径。
文档编号C02F11/12GK102303942SQ20111009575
公开日2012年1月4日 申请日期2011年4月16日 优先权日2011年4月16日
发明者朱仁发, 费杰 申请人:安徽合协生态环境科技有限公司