利用污泥干化余熱對(duì)消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法

利用污泥干化余熱對(duì)消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用污泥干化產(chǎn)生的冷凝熱廢水余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法，其特征為：在污泥干化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置熱廢水收集提升設(shè)施；在污泥消化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置熱廢水與消化池前端勻質(zhì)池污泥的換熱設(shè)施；在熱廢水收集提升設(shè)施與換熱設(shè)施之間設(shè)置熱廢水埋地輸送管。本發(fā)明結(jié)合我國(guó)住建部、發(fā)改委《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南（試行》（2011年3月）確定的“厭氧消化→脫水→干化→土地利用”的典型操作方案，充分利用污泥干化余熱，將污泥干化產(chǎn)生的冷凝熱廢水與中溫厭氧消化處理的進(jìn)泥進(jìn)行間接換熱，提高污泥消化處理進(jìn)泥溫度，減少污泥消化處理加熱所需的沼氣產(chǎn)量，為污泥干化充分利用污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣量提供有利條件。
【專利說(shuō)明】利用污泥干化余熱對(duì)消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為土木工程和環(huán)境保護(hù)工程所涉及的污泥處理的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及污水處理廠的一種利用污泥干化余熱對(duì)消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥只有小部分進(jìn)行衛(wèi)生填埋、土地利用、焚燒和建材利用等，而大部分未進(jìn)行規(guī)范化的處理處置。污泥含有病原體和持久性有機(jī)物等有毒有害物質(zhì)，未經(jīng)有效處理處置，極易對(duì)地下水、土壤等造成二次污染，直接威脅環(huán)境安全和公眾健康，使污水處理設(shè)施的環(huán)境效益大大降低。
[0003]歐美國(guó)家目前比較明確地將土地利用作為污泥處置的主要方式和鼓勵(lì)方向。其中50%以上的污泥都經(jīng)過(guò)了厭氧消化處理。污泥的厭氧消化為污泥的土地利用提供了較好的基礎(chǔ)。
[0004]按我國(guó)住建部、發(fā)改委《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南(試行》(2011年3月)，我國(guó)污泥消化后進(jìn)行土地利用的一種典型操作方案如下:厭氧消化→脫水→干化→土地利用(用于改良土壤、園林綠化、限制性農(nóng)用等)。
[0005]污泥厭氧消化分為中溫厭氧消化(35°C ±2°C)及高溫厭氧消化(55°C ±2°C)。其中高溫厭氧消化的能量消耗較大、運(yùn)行費(fèi)用較高、系統(tǒng)操作要求高。
[0006]將污泥熱干化工藝與余熱利用相結(jié)合，可充分利用污泥厭氧消化處理過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣熱能。污泥干化后蒸發(fā)出的水蒸汽和不可凝氣體(臭氣)需進(jìn)行分離，水蒸汽通過(guò)噴淋冷凝裝置冷凝后通常以熱廢水形式排出，該熱廢水對(duì)前端的中溫厭氧消化系統(tǒng)而言具有很好的余熱利用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種利用污泥干化余熱對(duì)消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法，利用污泥干化產(chǎn)生的冷凝熱廢水中的余熱對(duì)中溫厭氧消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱，充分發(fā)揮污泥干化余熱的作用，提高污泥消化處理進(jìn)泥溫度。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種利用污泥干化余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法，污水處理廠包括污泥干化系統(tǒng)和污泥消化系統(tǒng)，其特征在于在污泥干化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置熱廢水收集提升設(shè)施；在污泥消化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置熱廢水與消化池前端勻質(zhì)池污泥的換熱設(shè)施；在熱廢水收集提升設(shè)施與換熱設(shè)施之間設(shè)置熱廢水埋地輸送管；所述熱廢水收集提升設(shè)施收集污泥干化系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水，該冷凝水經(jīng)熱廢水埋地輸送管輸送到換熱設(shè)施，該換熱設(shè)施對(duì)勻質(zhì)池污泥進(jìn)行加熱。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用污泥干化余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的裝置，利用污泥干化產(chǎn)生的冷凝熱廢水中的余熱對(duì)中溫厭氧消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱，充分發(fā)揮污泥干化余熱的作用，提高污泥消化處理進(jìn)泥溫度。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種利用污泥干化余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的裝置，污水處理廠包括污泥干化系統(tǒng)和污泥消化系統(tǒng)，其特征在于在污泥干化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置熱廢水收集提升設(shè)施；在污泥消化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置換熱設(shè)施；在熱廢水收集提升設(shè)施與換熱設(shè)施之間設(shè)置熱廢水埋地輸送管。
[0011 ] 本發(fā)明在污泥消化+干化處理工程中，在污泥干化系統(tǒng)與污泥消化系統(tǒng)之間提供干化熱廢水的收集、提升、輸送、利用設(shè)施，將污泥干化系統(tǒng)排出的冷凝水通過(guò)熱廢水收集罐、熱廢水提升泵、埋地保溫管、污泥/熱廢水換熱裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥中溫厭氧消化處理前端污泥勻質(zhì)池內(nèi)污泥的間接加熱，提高污泥消化處理系統(tǒng)生污泥的進(jìn)泥溫度。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于充分發(fā)揮污泥干化余熱的作用，提高污泥消化處理進(jìn)泥溫度，減少污泥消化處理加熱所需的沼氣產(chǎn)量，增加污泥干化率，為污泥干化系統(tǒng)充分利用污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣量提供有利條件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例的污泥干化冷凝熱廢水余熱回收系統(tǒng)的工藝流程。
[0013]圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例的熱廢水收集提升設(shè)施工藝示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的一實(shí)施例的熱廢水埋地輸送管示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的一實(shí)施例的熱廢水與消化池前端勻質(zhì)池污泥的換熱設(shè)施示意圖。
[0016]圖5為圖4的A-A剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0018]如圖所示為一種利用污泥干化余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的裝置，污水處理廠包括污泥干化系統(tǒng)和污泥消化系統(tǒng)，其特征在于:在污泥干化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置熱廢水收集提升設(shè)施(包括熱廢水收集罐、熱廢水提升泵)；在污泥消化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置熱廢水與消化池前端勻質(zhì)池污泥的換熱設(shè)施；在熱廢水收集提升設(shè)施與換熱設(shè)施之間設(shè)置熱廢水埋地輸送管。
[0019]本發(fā)明將污泥熱干化工藝與余熱利用相結(jié)合，可充分利用污泥厭氧消化處理過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣熱能。污泥干化后蒸發(fā)出的水蒸汽和不可凝氣體(臭氣)需進(jìn)行分離，水蒸汽通過(guò)噴淋冷凝裝置冷凝后通常以熱廢水形式排出，該熱廢水對(duì)前端的中溫厭氧消化系統(tǒng)而言具有很好的余熱利用價(jià)值。利用污泥干化系統(tǒng)產(chǎn)生的熱廢水中的余熱對(duì)消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱具有如下優(yōu)勢(shì):
(I)、結(jié)合了利用污泥消化產(chǎn)生的沼氣對(duì)脫水污泥進(jìn)行干化的污泥干化系統(tǒng)的特點(diǎn)。污泥干化系統(tǒng)一般包括脫水污泥接收儲(chǔ)存系統(tǒng)、熱量供應(yīng)系統(tǒng)、成品冷卻系統(tǒng)、成品輸送儲(chǔ)存系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)。污泥干化系統(tǒng)中的循環(huán)氣體將污泥細(xì)粒和蒸發(fā)的水分帶離干燥機(jī)。污泥細(xì)粒在旋風(fēng)分離器內(nèi)進(jìn)行分離，蒸發(fā)的水分在洗滌冷凝器內(nèi)采用逆流直噴方式進(jìn)行冷凝。即干燥氣體進(jìn)行雙清洗:旋風(fēng)分離器內(nèi)的干法清洗和洗滌冷凝器的濕法清洗。來(lái)自冷凝器內(nèi)氣體中的小水珠在除霧器內(nèi)得到分離，被清洗及冷卻后的流化氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)被循環(huán)至干燥器。冷凝器產(chǎn)生的熱廢水為用于中溫厭氧消化系統(tǒng)的污泥預(yù)加熱創(chuàng)造了有利條件。
[0020](2)、上述洗滌冷凝器內(nèi)對(duì)污泥干化蒸發(fā)水分的逆流噴水水源可直接取自污水處理廠處理后的出水，而無(wú)需采用城市給水管網(wǎng)的水源，可實(shí)現(xiàn)節(jié)水運(yùn)行。
[0021](3)、利用干化系統(tǒng)產(chǎn)生的熱廢水不會(huì)對(duì)污泥干化工藝本身產(chǎn)生任何的不利影響。而若利用干化系統(tǒng)外排的干化污泥成品中的余熱或系統(tǒng)尾氣中的余熱將對(duì)成品冷卻系統(tǒng)、成品輸送儲(chǔ)存系統(tǒng)以及尾氣處理系統(tǒng)產(chǎn)生顯著干擾，從而影響到整個(gè)污泥干化系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。
[0022](4)、利用熱廢水與消化處理進(jìn)泥實(shí)現(xiàn)間接換熱，可發(fā)揮液/液傳熱中熱介質(zhì)與冷介質(zhì)流速高、傳熱效率高、換熱面積要求小、換熱設(shè)施占地小的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)于干化污泥成品或系統(tǒng)尾氣與消化處理進(jìn)泥的固/液、氣/液換熱，提高余熱的利用效率。 [0023]如污泥干化熱廢水余熱可提供給消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的換熱量為Q (kw),消化處理進(jìn)泥量M (m3/h),則該污泥與干化產(chǎn)生的冷凝熱廢水間接換熱后，該污泥溫度可升高Q*3600/M/4.2/1000 (°C);污泥消化處理產(chǎn)生的用于污泥干化系統(tǒng)的沼氣量可增加
3.7*Q(m3/d);可多干化脫水污泥含水量27*Q (蒸發(fā)kg H20/d)。
[0024]中溫厭氧消化處理進(jìn)泥流程一般如下:污水處理廠污水處理產(chǎn)生的污泥一各類污泥(如初沉污泥、剩余污泥、化學(xué)污泥)的濃縮系統(tǒng)一污泥勻質(zhì)池5 —消化池進(jìn)泥泵房集泥井6 —消化池進(jìn)泥泵房7 —污泥消化池。本發(fā)明中，對(duì)消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的污泥取自污泥勻質(zhì)池5，換熱升溫后的污泥回入污泥勻質(zhì)池5后端的消化池進(jìn)泥泵房集泥井6，然后通過(guò)消化池進(jìn)泥泵房7內(nèi)的污泥泵提升后進(jìn)入污泥消化池。在污泥勻質(zhì)池取泥進(jìn)行預(yù)加熱具有如下優(yōu)勢(shì):
(I )、污泥勻質(zhì)池是各類污泥(如初沉污泥、剩余污泥、化學(xué)污泥)經(jīng)濃縮處理(如重力濃縮、機(jī)械濃縮)后的匯總點(diǎn)。此處取泥可通過(guò)同一換熱設(shè)施實(shí)現(xiàn)各類污泥的預(yù)加熱處理，實(shí)現(xiàn)不同座消化池的勻質(zhì)、勻溫進(jìn)泥。
[0025](2)、污泥勻質(zhì)池接納的是經(jīng)濃縮處理的各類污泥，其流量(m3/d)已經(jīng)較濃縮前顯著減少。較少的污泥流量通過(guò)與熱廢水換熱后可有更高的溫度提升。因此，如在濃縮系統(tǒng)前端取泥則會(huì)由于其較大的污泥流量和較低的污泥溫度提升值，降低熱廢水的余熱利用價(jià)值。
[0026](3)、污泥勻質(zhì)池與消化池進(jìn)泥泵房集泥井可通過(guò)隔墻分割并合建，易于實(shí)現(xiàn)在污泥勻質(zhì)池內(nèi)的取泥及其換熱升溫后在其后端的消化池進(jìn)泥泵房集泥井內(nèi)的回入。在不同點(diǎn)的取泥及污泥回入方案可實(shí)現(xiàn)任一時(shí)間的取泥均為預(yù)加熱前的污泥，該處污泥具有相對(duì)較低的溫度，與熱廢水換熱有更高的溫度差，可提高換熱效率，減少換熱面積，從而減小換熱器規(guī)格。
[0027](4)、污泥勻質(zhì)池與消化池進(jìn)泥泵房集泥井是消化池前端最后的污泥可視單體，在污泥勻質(zhì)池內(nèi)的取泥及在消化池進(jìn)泥泵房集泥井內(nèi)換熱升溫后的污泥回入易于實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝的檢測(cè)及運(yùn)行控制。而其后是至消化池的污泥泵及其管路系統(tǒng)，均為全封閉系統(tǒng)，因此在消化池進(jìn)泥泵房集泥井之后不具備取泥及污泥回入的條件。
[0028](5)、自消化池進(jìn)泥泵房的污泥泵至消化池之間的進(jìn)泥管路系統(tǒng)、消化池循環(huán)管路系統(tǒng)、熱水鍋爐及熱水/污泥熱交換器系統(tǒng)等均為傳統(tǒng)的、完整的系統(tǒng)集成。因此，在消化池進(jìn)泥泵房的污泥泵前端實(shí)現(xiàn)消化池進(jìn)泥的預(yù)加熱可避免對(duì)傳統(tǒng)污泥消化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的影響。
[0029]綜上，在污泥勻質(zhì)池內(nèi)的取泥及在其后端的消化池進(jìn)泥泵房集泥井內(nèi)換熱升溫后的污泥回入是最佳的預(yù)加熱工藝方案，可實(shí)現(xiàn)不同座消化池的勻質(zhì)、勻溫進(jìn)泥，可實(shí)現(xiàn)最大程度的污泥溫度提升從而提高熱廢水的余熱利用價(jià)值，可提高換熱效率、減少換熱面積從而減小換熱器規(guī)格，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝的檢測(cè)及運(yùn)行控制，并在提高消化池進(jìn)泥溫度、減少消化進(jìn)泥加溫至35V +2°C所需加熱量的同時(shí)，避免對(duì)傳統(tǒng)污泥消化處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生的影響。
[0030]污泥 干化系統(tǒng)設(shè)有與干化機(jī)房8連接的熱廢水管道9，其中熱廢水收集提升設(shè)施包括與該熱廢水管道9連接的熱廢水收集罐1，該熱廢水收集罐I通過(guò)熱水提升泵2與熱廢水埋地輸送管3連接。該熱廢水收集罐I還與一富余熱水收集池10連接，該富余熱水收集池10通過(guò)廢水排放泵11與廢水排放管12連接。該富余熱水收集池10用于收集多余熱廢水，并通過(guò)廢水排放管12將多余廢熱水排放至廠區(qū)污水管。該熱廢水收集提升設(shè)施為全地下式布置，無(wú)需上部建筑，因此熱廢水收集提升設(shè)施的設(shè)置不會(huì)影響區(qū)域的景觀效果。熱廢水收集罐和富余熱水收集池之間通過(guò)管道13連接，該連接管道13安裝于熱廢水收集罐I的設(shè)計(jì)水位上方，以使熱廢水收集罐在到達(dá)溢流水位的情況下可通過(guò)該連接管道溢流至富裕熱水收集池；該連接管道上不可設(shè)置切斷閥門(mén)，從而可防止其在關(guān)閉情況下造成熱廢水收集罐罐頂溢水和水泵被淹的問(wèn)題。在熱廢水收集罐I旁直接設(shè)置提升泵2可實(shí)現(xiàn)熱廢水埋地輸送管的壓力輸送，降低其埋設(shè)深度要求，避免其若設(shè)置于下游情況下必須增設(shè)中間輸送罐的問(wèn)題，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)提升泵運(yùn)行與熱廢水收集罐內(nèi)水位的就近連鎖控制，減少控制電纜的敷設(shè)長(zhǎng)度，在提高運(yùn)行可靠性的同時(shí)可減少實(shí)施費(fèi)用。該提升泵的揚(yáng)程需要滿足自熱廢水收集罐至余熱回收熱交換間內(nèi)熱交換器的靜揚(yáng)程及沿程水頭差、局部水頭差之和。
[0031]所述換熱設(shè)施包括余熱回收熱交換間，該余熱回收熱交換間內(nèi)設(shè)有熱交換器4，該熱交換器4設(shè)有熱水交換管道，該熱水交換管道的一端通過(guò)熱水進(jìn)水管19與熱廢水埋地輸送管連接，該熱水交換管道的另一端通過(guò)熱水出水管20與廢水排放管連接，所述熱交換器設(shè)置有與污泥均質(zhì)池5連接的污泥換熱管21。該污泥換熱管21的一端通過(guò)污泥管道22與污泥均質(zhì)池5的底部連接，污泥換熱管21的另一端通過(guò)污泥管道22連接至消化池進(jìn)泥泵房集泥井6，所述污泥流出管道上還設(shè)有污泥循環(huán)泵23。該污泥循環(huán)泵23工作，將污泥從污泥均質(zhì)池5內(nèi)抽出，經(jīng)熱交換器4加熱后，送回到消化池進(jìn)泥泵房集泥井6。
[0032]所述熱廢水埋地輸送管3埋設(shè)在地下1.2m (對(duì)應(yīng)車行道下)或0.9m (對(duì)應(yīng)非車行道下)的位置。該熱廢水埋地輸送管采用高密度聚乙烯外護(hù)管聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，該熱廢水埋地輸送管包括一工作鋼管14，該工作鋼管14外側(cè)設(shè)置有一環(huán)形木支架15，該木支架15外套設(shè)置有HDPE (高密度聚乙烯)外護(hù)管16，在HDPE外護(hù)管16和工作鋼管14之間填充有聚氨酯泡沫保溫層17，在該所述聚氨酯泡沫保溫層17的外端設(shè)置防水端面18。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，該聚氨酯泡沫保溫層在50°C狀態(tài)下導(dǎo)熱系數(shù)不應(yīng)大于0.033W/m.K，其厚度應(yīng)保證外護(hù)管的正常使用。外護(hù)管最小壁厚2.5mm (對(duì)應(yīng)外徑 125mm)、3.0mm (對(duì)應(yīng)外徑 160mm)、3.2mm (對(duì)應(yīng)外徑 200mm)、3.5mm (對(duì)應(yīng)外徑 225mm)、3.9mm (對(duì)應(yīng)外徑 250mm)、4.4mm (對(duì)應(yīng)外徑 280mm)、4.9mm (對(duì)應(yīng)外徑 315mm)、
5.6mm (對(duì)應(yīng)外徑365mm)等；工作鋼管最小壁厚6.02mm (對(duì)應(yīng)外徑89mm)、6.274mm (對(duì)應(yīng)外徑114mm),7.112mm (對(duì)應(yīng)外徑140mm),8.179mm (對(duì)應(yīng)外徑168mm)、IOmm (對(duì)應(yīng)外徑219~820mm)。
[0033]本發(fā)明結(jié)合我國(guó)住建部、發(fā)改委《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南(試行》(2011年3月)確定的“厭氧消化一脫水一干化一土地利用”的典型操作方案，充分利用污泥干化余熱，將污泥干化產(chǎn)生的冷凝熱廢水與中溫厭氧消化處理的進(jìn)泥進(jìn)行間接換熱，提高污泥消化處理進(jìn)泥溫度，減少污泥消化處理加熱所需的沼氣產(chǎn)量，為污泥干化系統(tǒng)充分利用污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣量提供有利條件。其具體特征如下:
1、該發(fā)明與國(guó)家環(huán)保部《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南(試行)》(2010年2月)關(guān)于“污泥預(yù)處理污染防治最佳可行技術(shù)”的內(nèi)容相一致。按此指南，污泥預(yù)處理污染防治最佳可行技術(shù)系統(tǒng)包括污泥收集系統(tǒng)、濃縮系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)、存儲(chǔ)與輸送系統(tǒng)等。本發(fā)明即針對(duì)污泥消化系統(tǒng)的進(jìn)泥。 [0034]2、該發(fā)明與國(guó)家環(huán)保部《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南(試行)》(2010年2月)關(guān)于“污泥厭氧消化污染防治最佳可行技術(shù)”的內(nèi)容相一致。按此指南，污泥中溫厭氧消化污染防治最佳可行技術(shù)包括污泥預(yù)處理系統(tǒng)、污泥中溫厭氧消化系統(tǒng)、沼氣綜合利用及凈化系統(tǒng)等；污泥中溫厭氧消化的最佳運(yùn)行溫度為35°C ±2°C。本發(fā)明即針對(duì)污泥中溫厭氧消化。
[0035]3、該發(fā)明與國(guó)家環(huán)保部《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南(試行)》(2010年2月)關(guān)于“污泥土地利用污染防治最佳可行技術(shù)”的內(nèi)容相一致。按此指南，污泥土地利用污染防治最佳可行技術(shù)使用污泥要求滿足穩(wěn)定化、無(wú)害化、污染物限制的指標(biāo)要求。本發(fā)明對(duì)應(yīng)的污泥消化處理系統(tǒng)、污泥干化處理系統(tǒng)即可滿足該穩(wěn)定化(如其指標(biāo)有機(jī)物降解率> 40%)、無(wú)害化(如其指標(biāo)含水率S 45%)等指標(biāo)要求。
[0036]4、該發(fā)明與我國(guó)住建部、發(fā)改委《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南(試行》(2011年3月)關(guān)于“污泥熱干化技術(shù)二次污染控制要求”的內(nèi)容相一致。按此指南，污泥干化后蒸發(fā)出的水蒸汽和不可凝氣體需進(jìn)行分離，水蒸汽通過(guò)冷凝裝置冷凝后應(yīng)優(yōu)先回用。本發(fā)明即利用了污泥干化產(chǎn)生的冷凝熱廢水中的余熱。
[0037]5、該發(fā)明可體現(xiàn)我國(guó)污泥處理處置“循環(huán)利用、節(jié)能降耗”的污泥處理處置原則。一方面利用污泥消化處理系統(tǒng)回收沼氣作為污泥干化處理的熱源，另一方面利用污泥干化系統(tǒng)產(chǎn)生的載熱性余熱作為污泥消化處理的熱源。
[0038]6、該發(fā)明遵循了能量回收的原則。在提高污泥干化冷凝設(shè)備利用效率的基礎(chǔ)上，在污泥處理工序上就近利用，并有很好的余熱回收利用效果和經(jīng)濟(jì)效果。從干化系統(tǒng)排出的冷凝水的溫度約為60攝氏度，污泥中溫厭氧消化的最佳運(yùn)行溫度為35°C ±2°C。該溫度差可為利用污泥干化系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱創(chuàng)造有利條件。
[0039]7、該發(fā)明在“厭氧消化一脫水一干化一土地利用”的典型操作方案中具有普遍推廣的工藝技術(shù)應(yīng)用條件。污泥消化處理系統(tǒng)前端均含有勻質(zhì)池及消化池進(jìn)泥泵房集泥井，各種類型的污泥干化處理系統(tǒng)均含有干化水蒸汽的冷凝處理系統(tǒng)及其冷凝水的排放。
[0040]8、該發(fā)明具有設(shè)施投資低、運(yùn)行簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟的特點(diǎn)。廢水收集提升設(shè)施、熱廢水埋地輸送管、熱廢水與消化池前端勻質(zhì)池污泥的換熱設(shè)施均為傳統(tǒng)的給排水處理設(shè)備及管道。
[0041]9、為充分利用該余熱，設(shè)備及管道宜進(jìn)行保溫處理。其中，熱廢水埋地輸送管可采用《高密度聚乙烯外護(hù)管聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管》CJ/T 114-2000、《高密度聚乙烯外護(hù)管聚氨酯-硬質(zhì)泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管件》CJ/T155-2001，并按《熱水管道直埋敷設(shè)》05R410埋地敷設(shè)。[0042]10、鑒于污泥厭氧消化處理系統(tǒng)中消化溫度是影響污泥厭氧消化的關(guān)鍵參數(shù)，消化溫度的波動(dòng)超過(guò)2°C就會(huì)影響污泥消化效果及其沼氣產(chǎn)生量，因此本方法中該余熱的利用應(yīng)首先用作中溫消化處理進(jìn)泥的預(yù)加熱。
[0043]11、鑒于常規(guī)污泥勻質(zhì)池一消化池進(jìn)泥泵房集泥井一消化池進(jìn)泥泵房一污泥消化池的流程特點(diǎn)，預(yù)加熱的污泥宜取自污泥勻質(zhì)池，污泥與熱廢水通過(guò)換熱設(shè)施間接換熱后回入消化池進(jìn)泥泵房集泥井，然后通過(guò)消化池進(jìn)泥泵房?jī)?nèi)的污泥泵提升后進(jìn)入污泥消化池進(jìn)行消化處理，換 熱降溫后的廢水可就近排入下水道。
【權(quán)利要求】
1.一種利用污泥干化余熱對(duì)消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法，污水處理廠包括污泥干化系統(tǒng)和污泥消化系統(tǒng)，其特征在于在污泥干化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置熱廢水收集提升設(shè)施；在污泥消化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置熱廢水與消化池前端勻質(zhì)池污泥的換熱設(shè)施；在熱廢水收集提升設(shè)施與換熱設(shè)施之間設(shè)置熱廢水埋地輸送管；所述熱廢水收集提升設(shè)施收集污泥干化系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水，該冷凝水經(jīng)熱廢水埋地輸送管輸送到換熱設(shè)施，該換熱設(shè)施對(duì)消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用污泥干化余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法，其特征在于:熱廢水收集提升設(shè)施包括與干化機(jī)房連接的熱廢水收集罐，該熱廢水收集罐通過(guò)熱水提升泵與熱廢水埋地輸送管連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用污泥干化余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法，其特征在于:對(duì)消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的污泥取自污泥勻質(zhì)池，換熱升溫后的污泥回入消化池進(jìn)泥泵房集泥井，通過(guò)消化池進(jìn)泥泵房?jī)?nèi)的污泥泵提升后進(jìn)入污泥消化池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用污泥干化余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法，其特征在于:所述換熱設(shè)施包括余熱回收熱交換間，該余熱回收熱交換間內(nèi)設(shè)有熱交換器，該熱交換器中設(shè)有熱水交換管道，該熱水交換管道的一端通過(guò)熱水進(jìn)水管與熱廢水埋地輸送管連接，該熱水交換管道的另一端通過(guò)熱水出水管與廢水排放管連接，所述熱交換器上設(shè)置有與污泥均質(zhì)池連接的污泥換熱管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用污泥干化余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法，其特征在于:該污泥換熱管的一端通過(guò)污泥管道與污泥均質(zhì)池的底部連接，污泥換熱管的另一端通過(guò)污泥管道連接至消化池進(jìn)泥泵房集泥井，所述污泥管道上還設(shè)有污泥循環(huán)栗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用污泥干化余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法，其特征在于:熱廢水埋地輸送管采用高密度聚乙烯外護(hù)管聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用污泥干化余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的方法，其特征在于:干化熱廢水的余熱利用首先用作中溫消化處理進(jìn)泥的預(yù)加熱；污泥消化溫度的控制仍通過(guò)熱水鍋爐熱水系統(tǒng)對(duì)消化池循環(huán)污泥進(jìn)行溫控調(diào)節(jié)。
8.一種利用污泥干化余熱對(duì)中溫消化處理進(jìn)泥進(jìn)行預(yù)加熱的裝置，污水處理廠包括污泥干化系統(tǒng)和污泥消化系統(tǒng)，其特征在于在污泥干化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置熱廢水收集提升設(shè)施；在污泥消化系統(tǒng)側(cè)設(shè)置換熱設(shè)施；在熱廢水收集提升設(shè)施與換熱設(shè)施之間設(shè)置熱廢水埋地輸送管。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于熱廢水收集提升設(shè)施包括與干化機(jī)房連接的熱廢水收集罐，該熱廢水收集罐通過(guò)熱水提升泵與熱廢水埋地輸送管連接。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述換熱設(shè)施包括余熱回收熱交換間，該余熱回收熱交換間內(nèi)設(shè)有熱交換器，該熱交換器設(shè)有熱水交換管道，該熱水交換管道的一端通過(guò)熱水進(jìn)水管與熱廢水埋地輸送管連接，該熱水交換管道的另一端通過(guò)熱水出水管與廢水排放管連接，所述熱交換器設(shè)置有與污泥勻質(zhì)池連接的污泥換熱管。
【文檔編號(hào)】C02F11/12GK103723901SQ201210385781
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】胡維杰 申請(qǐng)人:上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司