專利名稱：一種污泥水解酸化系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及污泥的水解酸化過程，具體涉及一種熱泵技術在污泥水解酸化中的應用及其系統裝置。
背景技術：
污泥是城市污水處理廠污水處理過程中產生的副產物，我國城市污水處理廠建設存在“重水輕泥”現象，一直以來絕大部分污泥得不到安全合理的處理處置。
污泥的水解酸化處理，是用生化的方式來處理污泥，其利用了污泥厭氧消化中的水解酸化階段，污泥中的有機質在厭氧和一定溫度作用下變為低分子量的有機酸，改善了污泥的脫水性和穩定性，破壞和控制了污泥中的致病微生物，減少了污泥的體積，為后續進一步利用污泥中的有用成分及污泥的脫水等處理奠定了工藝基礎。現有的用于污泥的加熱方法有利用蒸汽直接加熱和池外預熱兩種。蒸汽直接加熱就是向池內直接注入蒸汽來加熱污泥，這種方法投資省、操作簡單，熱效率高。但蒸汽管周圍的污泥有過熱現象，影響池內微生物的正常活動。池外對污泥進行加熱就是采用套管式換熱器，污泥在內管流動，熱水在兩層套管中流動，通過換熱計算，當熱水為熱媒時，一般要求水溫為60-90°C。為了提供熱源，通常需要采用鍋爐制備熱水，鍋爐系統消耗大量能源，需要燃煤、燃氣或是燃油，燃燒過程中會產生廢水、廢氣、廢渣及煙塵等污染。通過這種方式供熱，不會有污泥過熱現象，但其設備投資大、運行成本高，環境污染重。
發明內容
本發明目的是針對現有污泥預熱方法的弊端，提出一種節能、低運行成本的污泥水解酸化系統。本發明包括進泥系統和污泥水解酸化罐；所述進泥系統包括污泥儲罐和一端與污泥儲罐連接的進泥螺桿泵；所述污泥水解酸化罐包括內筒體和設置在內筒體外的夾套，在內筒體內設置攪拌器，在所述內筒體上端設置污泥進料口，在所述內筒體下端設置污泥出料口 ；其特征在于在所述夾套上分別設置熱水進口和熱水出口 ；所述污泥水解酸化系統還包括循環換熱系統，所述夾套上的熱水進口和熱水出口與所述循環換熱系統連接。本發明采用循環換熱系統為污泥水解酸化罐提供恒溫用均勻的溫度以確保污泥酸化罐內微生物在最適宜的環境溫度下生活，實現產酸效率的最大化。本發明所述循環換熱系統包括板式換熱裝置、熱泵裝置、泥水換熱器、冷水罐、冷水泵、熱水罐和熱水泵；板式換熱裝置設有熱源進口、熱源出口、冷水進口和冷水出口 ；熱泵裝置設有熱水進口、熱水出口、冷水進口和冷水出口 ；泥水換熱器設有進泥口、出泥口、熱水進口和熱水出口 ；冷水罐設有進水口和出水口 ；熱水罐設有進水口和出水口 ；所述冷水罐的出水口通過冷水泵連接在板式換熱裝置的冷水進口上，板式換熱裝置的冷水出口連接在熱泵裝置的冷水進口上，熱泵裝置的冷水出口與冷水罐的進水口連接；所述熱水罐的出水口通過熱水泵與熱泵裝置的熱水進口連接，熱泵裝置的熱水出口與泥水換熱器的熱水進口連接，泥水換熱器的熱水出口與夾套的熱水進口連接，夾套的熱水出口與熱水罐的進水口連接；所述進泥螺桿泵的另一端連接在泥水換熱器的進泥口上，所述泥水換熱器的出泥口連接在所述內筒體的污泥進料口上。本發明的熱源可以采用污水處理工藝中現有的具有12°c的二沉池出水為板式換熱裝置提供熱源，在板式換熱裝置中，由冷水罐進入的冷水與二沉池出水進行熱交換，得到升溫的冷水進入熱泵裝置。在輸入電能的情況下，熱泵系統從二沉池出水換熱的水源中提取熱量，通過做功將熱量傳遞給熱水罐進入的水源，再與泥水換熱器中污泥進行熱交換，使污泥得到初步升溫。同時，該熱源進入內筒體外的夾套中，使進入內筒體的污泥再升溫，直至達到水解所需溫度。本發明還在泥水換熱器的熱水出口還與熱水罐的進水口連接。其目的是，當夾套內溫度足夠高時，可直接將在熱泵裝置內與污泥進行熱交換后的熱水直接回流進入熱水罐，以防過高的溫度至使水解溫度過高。
為了進一步保障夾套內的水溫均勻性，本發明還可在夾套內設置螺旋導流板。為了進一步防止內筒體內局部溫度不勻，使污泥在筒內流動時呈紊流狀態，混合更均勻，以提高水解的效率，也可在所述內筒體的內壁設置中空切向紊流板。本發明具有的優點在于
I、污泥減量化城市污水處理廠的污泥采用生化的方式進行處理，相比于其他污泥處置方式如填埋、焚燒等，其條件溫和、能耗小、產出的有機酸等營養物質也可進行后續深度開發利用，另一方面，污泥的水解酸化可以實現污泥減量，改善污泥的脫水性能。2、綠色換熱技術基于熱泵技術應用的換熱系統，其供熱時省去了燃煤、燃油、燃氣等鍋爐燃燒系統，無燃燒過程，避免了廢氣、廢水、廢渣、煙塵的排放，對環境非常友好，是綠色的供熱技術。3、高效節能基于水源熱泵技術應用的換熱系統，其能效比高，相比于其他供熱技術，其運行效率高，運行費用省。4、節水省地基于水源熱泵技術應用的換熱系統，利用二沉池出水這種可再生能源，不消耗水資源，不會對其造成污染；省去了鍋爐房及附屬煤場、儲油房等設施，節省空間，也有利于建筑的美觀。5、運行穩定、維護方便基于水源熱泵技術應用的換熱系統，將二沉池出水作為熱源，利用其水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的高效性和經濟性；由于系統簡單、機組部件少，運行穩定，因此維護費用低，使用壽命長。
圖I為本發明的結構原理圖。圖2為污泥水解酸化罐的結構示意圖。圖3為圖2的A-A向斷面圖。圖4為圖2的B-B向斷面圖。
具體實施方式
如圖I所示，本發明設有進泥系統、污泥水解酸化罐和循環換熱系統。進泥系統包括污泥儲罐I和一端與污泥儲罐I連接的進泥螺桿泵2。如圖2、3和4所示，污泥水解酸化罐6包括內筒體61和設置在內筒體61外的夾套62。在內筒體61內設置攪拌器63，在污泥水解酸化罐6的上方設置與攪拌器63連接的電機64。在內筒體61上端設置污泥進料口 65，下端設置污泥出料口 66，內筒體61的內壁設置中空切向紊流板67。在夾套62內設置螺旋導流板610，在夾套62上分別設置熱水進口 68和熱水出口69。如圖I所示，循環換熱系統包括板式換熱裝置3、熱泵裝置4、泥水換熱器5、冷水罐9、冷水泵10、熱水罐7和熱水泵8。
冷水罐9的出水口通過冷水泵10連接在板式換熱裝置3的冷水進口上，板式換熱裝置3的冷水出口連接在熱泵裝置4的冷水進口上，熱泵裝置4的冷水出口與冷水罐9的進水口連接。熱水罐7的出水口通過熱水泵8與熱泵裝置4的熱水進口連接，熱泵裝置4的熱水出口與泥水換熱器5的熱水進口連接，泥水換熱器5的熱水出口與夾套62的熱水進口 68連接，夾套62的熱水出口 69與熱水罐7的進水口連接。在夾套62的熱水進口 68上設置控制閥11。在泥水換熱器5的熱水出口上還通過管道與熱水罐7的進水口連接，并在該管道上串接控制閥12。進泥螺桿泵2的另一端連接在泥水換熱器5的進泥口上，泥水換熱器5的出泥口連接在內筒體61的污泥進料口 65上。
權利要求
1.ー種污泥水解酸化系統，包括進泥系統和污泥水解酸化罐；所述進泥系統包括污泥儲罐和一端與污泥儲罐連接的進泥螺桿泵；所述污泥水解酸化罐包括內筒體和設置在內筒體外的夾套，在內筒體內設置攪拌器，在所述內筒體上端設置污泥進料ロ，在所述內筒體下端設置污泥出料ロ ；其特征在干在所述夾套上分別設置熱水進口和熱水出口 ；所述污泥水解酸化系統還包括循環換熱系統，所述夾套上的熱水進口和熱水出口與所述循環換熱系統連接。
2.根據權利要求I所述污泥水解酸化系統，其特征在于所述循環換熱系統包括板式換熱裝置、熱泵裝置、泥水換熱器、冷水罐、冷水泵、熱水罐和熱水泵；板式換熱裝置設有熱源進ロ、熱源出口、冷水進ロ和冷水出ロ ；熱泵裝置設有熱水進ロ、熱水出口、冷水進ロ和冷水出口 ；泥水換熱器設有進泥ロ、出泥ロ、熱水進口和熱水出口 ；冷水罐設有進水口和出水ロ ；熱水罐設有進水口和出水ロ ；所述冷水罐的出水ロ通過冷水泵連接在板式換熱裝置的冷水進ロ上，板式換熱裝置的冷水出ロ連接在熱泵裝置的冷水進ロ上，熱泵裝置的冷水出ロ與冷水罐的進水ロ連接；所述熱水罐的出水ロ通過熱水泵與熱泵裝置的熱水進ロ連接，熱泵裝置的熱水出口與泥水換熱器的熱水進ロ連接，泥水換熱器的熱水出口與夾套的熱水進ロ連接，夾套的熱水出口與熱水罐的進水口連接；所述進泥螺桿泵的另一端連接在泥水換熱器的進泥口上，所述泥水換熱器的出泥ロ連接在所述內筒體的污泥進料口上。
3.根據權利要求2所述污泥水解酸化系統，其特征在于在泥水換熱器的熱水出ロ還與熱水罐的進水口連接。
4.根據權利要求I所述污泥水解酸化系統，其特征在于在夾套內設置螺旋導流板。
5.根據權利要求I所述污泥水解酸化系統，其特征在于在所述內筒體的內壁設置中空切向紊流板。
全文摘要
一種污泥水解酸化系統，涉及污泥的水解酸化技術領域。本發明的熱源可以采用污水處理工藝中現有的具有12℃的二沉池出水為板式換熱裝置提供熱源，在板式換熱裝置中，由冷水罐進入的冷水與二沉池出水進行熱交換，得到升溫的冷水進入熱泵裝置。在輸入電能的情況下，熱泵系統從二沉池出水換熱的水源中提取熱量，通過做功將熱量傳遞給熱水罐進入的水源，再與泥水換熱器中污泥進行熱交換，使污泥得到初步升溫。同時，該熱源進入內筒體外的夾套中，使進入內筒體的污泥再升溫，直至達到水解所需溫度。
文檔編號C02F11/04GK102849912SQ201210368008
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者虞波, 洪思平, 彭慧 申請人:揚州澄露環境工程有限公司