一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用系统的制作方法

本实用新型属于污泥消化干化技术领域，尤其涉及一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用系统。

背景技术：

随着城市化进程的加快和我国对环境保护要求水平的提高，我国城市污水处理厂数量日益增加。目前，全世界有超过90％的城市污水处理厂采用活性污泥法处理污水，由于剩余污泥产量一般是污水处理量的0.5‰至0.8‰。(按含水率为80％计算)，污泥的含水率一般在98.5％-99.5％，含水率高则有机质含量高，性质不稳定，容易腐化发臭，并且含有病原菌、寄生虫卵、重金属等有毒有事的物质，而另一方面，污泥中含有大量的有机质和营养元素，能量巨大。这使得污泥也称为一种潜在的可以利用的能源。

污泥厌氧消化由于其高效的能量回收和较低的环境影响是目前国际上应用最广泛的污泥稳定化和资源化的处理方法。它可使得污泥中挥发性悬浮固体(VS)含量减少30％-50％,从而使污泥达到稳定，并且有利于后续的脱水处理。经厌氧消化后的污泥中仍然含有丰富的有机肥效成分，适用于土地利用，脱水后的消化污泥还可以用于肥料。在厌氧消化过程中产生的沼气可也可以利用。

经检索国内外研究发现，对于污泥消化干化过程沼气利用的研究较少，研究普遍集中于污泥分段消化过程，以及消化过程的前处理过程。而对于沼气的再利用方面以沼气发电为主。

对于污泥消化产生的沼气，可利用的方式有：1)提纯加压制液化气装罐，2)与市政燃气管网并网，3)输送至加气站，4)沼气发电。沼气发电存在与外电网并网的技术问题，其发电的品质不高，送至加气站或与市政燃气管网并网，需要厂址设置具备此条件，因而相对简单易行的方法是采用提纯纯化后制液化气罐的形式，该方法受外界影响小，工程可实施性强。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用系统，通过科学合理的对消化干化过程产生的沼气进行梯级利用，大大提高污泥消化干化的能量效率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用系统，包括前污泥浓缩机房，所述前污泥浓缩机房按照污泥介质流向依次顺序连接污泥接受及调配站、污泥精调站、普通消化池、贮泥池、污泥脱水房和污泥干化车间，所述普通消化池产生沼气进行梯级利用：

其中，一部分沼气输入沼气锅炉房，所述沼气锅炉房燃烧产生热水输送至所述普通消化池，产生蒸汽再利用输送至所述污泥干化车间；

其中，另一部分沼气再利用。

所述普通消化池产生沼气连接至脱硫装置，所述脱硫装置连接至沼气柜：一部分装罐处理，进行沼气再利用；另一部分管线输送至沼气锅炉房。

所述脱硫装置采用干式脱硫技术。

所述污泥脱水房污泥脱水处理产生的污水进行TN及TP去除处理后排至污水处理站。

所述前污泥浓缩机房前增加地磅站，对车运污泥进行计量。

所述污泥脱水房采用板框脱水深度脱水技术。

所述污泥干化车间所需热蒸汽，蒸汽温度为170℃，由两部分提供：包括由沼气锅炉房燃烧沼气提供热蒸汽和由天然气锅炉燃烧天然气提供的热蒸汽。

所述污泥接受及调配站、所述贮泥池、所述污泥脱水机房以及所述污泥干化车间顶部溢出的气体通入生物除臭池进行除臭处理；所述污泥干化车间的顶部溢出的气体通入化学除臭池进行除臭处理。

所述污泥干化车间顶部设有冷却塔或污水喷淋设备。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用板框脱水深度脱水技术，进而减小了污泥干化的蒸发水量，从而实现了节能，因此本方法工艺选择充分显示了节能的特点，本实用新型实现了以废治废及节能减排的目标，在污泥处理工艺中该工艺的能耗处于十分低的水平。

2、本实用新型工艺流程中所有泵、电机、电气设备采用节能设备，沼气锅炉采用进口高效(能效90％以上)锅炉。工艺流程中尽量采用直线输送污泥，减少中间环节，进而提高了整体的能量效率。

3、本实用新型在满足生产要求和环境保护的情况下，干化气体冷凝采用污水直接冷却方式，既可解决污水处理要求较高水温(30℃-35℃)的要求，满足本工程污水处理水升温的能量要求，又可实现干化工艺气体的冷却，不足部分采用污水处理厂出水间接水气热交换的方式，设计中不采用新鲜的补充水。最大限度的减少冷却介质的使用量。

4、本实用新型科学设计污泥消化干化的过程，在充分利用消化过程产生的沼气的同时，提升过程的能量效率。

5、本实用新型设置生物除臭设施，防止污泥消化干化过程产生的有害气体对环境造成污染。

6、本实用新型污泥脱水产生的污水进行TN及TP的去除后排至污水厂处理，消化干化产生的干化污泥可以作为生物肥料等再利用，提高本方法的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型方流程示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用系统，包括前污泥浓缩机房，按照污泥介质流向依次顺序连接污泥接受及调配站、污泥精调站、普通消化池、贮泥池、污泥脱水房和污泥干化车间，所述前污泥浓缩机房前增加地磅站，对车运污泥进行计量；

所述普通消化池产生沼气进行梯级利用：

其中，一部分沼气输入沼气锅炉房，所述沼气锅炉房燃烧产生的热水输送至所述普通消化池，产生蒸汽再利用输送至所述污泥干化车间；

其中，另一部分沼气再利用。

所述污泥脱水房污泥脱水处理产生的污水进行TN及TP去除处理后排至污水处理站：其中，TN去除采用厌氧氨氧化技术，TP去除采用磷酸铵镁鸟粪石技术；

所述普通消化池产生沼气进行脱硫装置，所述脱硫装置连接沼气柜：一部分装罐处理；另一部分管线输送至沼气锅炉房；所述脱硫装置采用干式脱硫技术；

所述污泥脱水房采用板框脱水深度脱水技术。

所述污泥干化车间所需热蒸汽，蒸汽温度为170℃，由两部分提供：包括由沼气锅炉房燃烧沼气提供热蒸汽和由天然气锅炉燃烧天然气提供的热蒸汽。

所述沼气再利用方式至少包括：提纯加压制液化气装罐、与市政燃气管网并网、输送至加气站、沼气发电四种方式。

所述污泥脱水房投加30.0℃，浓度为0.15％聚丙烯酰胺药液,此外脱水过程后需要30℃的冲洗水对脱水设备进行冲洗。

所述污泥接受及调配站、所述贮泥池、所述污泥脱水机房以及所述污泥干化车间均设置有生物除臭池，所述污泥干化车间还设置有化学除臭。

采用本实用新型一种低浓度污泥消化干化过程中沼气梯级利用系统的利用方法，是通过对普通消化池中污泥消化过程产生的沼气进行梯级利用，对消化处理过程产生的沼气进行梯级利用前进行脱硫处理：

一部分沼气输入沼气锅炉进行燃烧，燃烧产生的热水再利用于污泥消化过程，蒸汽再利用于污泥干化过程；

另一部分沼气再利用：再利用方式包括提纯加压制液化气装罐、与市政燃气管网并网、输送至加气站、沼气发电。

具体包括如下步骤：

1)污泥接受、调配：接受污水处理厂的污泥，初沉、化学及剩余污泥浓缩脱水至含水率95％，用泵输送进入污泥精调站；

2)预热:在污泥精调站内采用蒸汽混合加热的方式，将污泥温度提升到35±2℃；

3)消化：经污泥提升泵把污泥提升至污泥消化池进行消化，消化效果有机物分解率为40％上下，对消化处理过程产生的沼气进行梯级利用；

4)污泥脱水：消化后污泥进入脱水机房内的贮泥池，经污泥泵输送至脱水机进行脱水,脱水后污泥含水率65％；

5)干化：脱水后污泥由皮带及链条输送机输送至干化机干化，干化后污泥含水率40％；

6)污泥输送。

操作过程如下：

首先，污水处理厂的污泥，初沉、化学及剩余污泥浓缩脱水至含水率95％，用泵输送进入污泥精调站；然后，在污泥精调站内采用蒸汽混合加热的方式，把污泥温度提升到35±2℃；其次，经污泥提升泵再把污泥提升至污泥消化池进行消化(消化效果有机物分解率约为40％)，在对消化处理过程产生的沼气进行梯级利用前脱硫处理，本实施例中脱硫处理采用干式脱硫技术；其中一部分沼气输入沼气锅炉进行燃烧，其中另一部分沼气再利用,本实施例中沼气再利用方式包括但不限于提纯加压制液化气装罐、与市政燃气管网并网、输送至加气站、沼气发电；再次，消化后污泥进入脱水机房内的贮泥池，经污泥泵输送至脱水机进行脱水(脱水后污泥含水率65％)，本实施例中污泥脱水投加30.0℃，浓度为0.15％聚丙烯酰胺药液,此外脱水过程后需要30℃的冲洗水对脱水设备进行冲洗，污泥脱水产生的污水进行TN及TP的去除后排至津南污水处理厂，其中：TN去除采用厌氧氨氧化技术，TP的去除采用磷酸铵镁(鸟粪石)技术；最后，脱水后污泥由皮带及链条输送机输送至干化机干化，泥干化所需热蒸汽由两部分提供：沼气锅炉燃烧沼气提供热蒸汽和天然气锅炉燃烧天然气提供的热蒸汽，蒸汽温度为170℃，干化气体冷凝采用污水直接冷却方式；干化后污泥(含水率40％)由无轴螺旋输送机及链板输送机输送至干污泥料仓或储运间储存及外运。

污泥消化产生的沼气除为污泥消化及污泥干化提供热源外，剩余部分进行提纯制成液化气罐外运。

为了保证污水处理厂至本工程的污泥泵在事故故障时，本工程能接受其车运的脱水污泥，本工程在工艺设计时增加了污泥接受及调配站，接收脱水污泥并把其稀释至含水率95％泵送到精调池进行后续的处理。为了对车运污泥进行计量，增设地磅站。

干化过程产生的气体，不足部分采用污水处理厂出水间接水气热交换的方式。

沼气提纯过程，主要利用吸收塔，采用化学吸附方法。

污泥接受及调配站和贮泥池、污泥脱水机房的顶部溢出的气体通入生物除臭池进行除臭处理；污泥干化车间的顶部溢出的气体不仅可通入化学除臭池进行除臭处理，还可通入生物除臭池。

污泥干化车间顶部设有冷却塔或污水喷淋设备。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点，对于本领域的专业技术人员而言，完全可以在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对上述示范性实施例进行多种变化，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。