一種污泥厭氧消化產甲烷的快速啟動系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬固體廢棄物資源化領域，具體涉及一種污泥厭氧消化產甲烷的快速啟動系統及方法。
【背景技術】
[0002]城市污水處理過程中會有大量的污泥產生。隨著城市污水處理量和處理率的增加，污泥的產量越來越大。污泥成分復雜，不僅含有機質，也含有致病菌和重金屬。如果不進行妥善處理，將對環境和人類健康產生極大的危害。污泥厭氧消化既可以將污泥中的有機質轉化為高熱量的沼氣，又可以殺滅致病菌及穩定重金屬，因此成為目前國際上廣泛采用的污泥處理方法之一。
[0003]然而，污泥厭氧消化存在啟動時間長的問題。厭氧消化反應器規模較大，少則幾千方，高達幾萬方，若完全采用接種泥進行馴化啟動，則成本過高，若不使用接種泥，而采用污泥直接啟動，則耗時長，啟動時間可持續3-8個月或更長的時間。污泥直接啟動時間長的原因，一方面是產甲烷菌本身難以培養。甲烷菌種類少，多為古菌屬、對生存環境要求嚴格、世代周期長，因此較難培養繁殖。另一方面是由于污泥的碳氮比(C/N)低。污泥的C/N含量約為4-8，遠達不到微生物生長所需要的C/N(20-30)。如果在產甲烷菌培養過程中提高污泥的C/N，將大大縮短產甲烷菌的培養周期。因此尋找一種高C/N且厭氧消化效能好的物料即可以有效縮短啟動時間。
[0004]水葫蘆，又名鳳眼蓮，為多年生漂浮性草本植物。它原產于巴西或南美洲國家。由于它適應性強，繁殖快，極易破環當地的生態系統，被世界各國公認為最重要的生物入侵物種之一。然而水葫蘆自身養分含量高，干物質含氮量平均2.5 %以上，且C/N為15:1?25:1。因此，在厭氧消化產甲烷時，采用水葫蘆為發酵原料，不僅可以使水葫蘆無害化，還能將其轉變為可利用的清潔能源。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提出一種通過在污泥中添加水葫蘆來快速啟動污泥厭氧消化的系統及方法，從而大大降低厭氧消化系統的啟動時間和啟動費用。
[0006]本發明的目的通過以下技術方案來具體實現:
[0007]—種污泥厭氧消化產甲烷的快速啟動系統，包括破碎機、混合池、厭氧反應池，所述破碎機用于對水葫蘆進行破碎，所述破碎機的出口通過管路連接到所述混合池的入口，所述混合池設有脫水污泥入口，所述混合池為密閉結構，混合池的出口通過管路連接到密閉的厭氧反應池。
[0008]進一步的，還包括儲存池，在所述破碎機的出口與所述混合池的入口之間設有所述儲存池，所述儲存池的入口與所述破碎機的出口連通，所述儲存池的出口與所述混合池的入口連通。
[0009]在所述儲存池的底部設有第一螺旋輸送機，所述第一螺旋輸送機的輸出端與所述儲存池的出口連接。
[0010]更進一步的，還包括脫水機，在所述儲存池和所述混合池之間設有所述脫水機，所述脫水機的入口通過管路與所述儲存池的出口連通，并在所述脫水機的入口與所述儲存池的出口之間的管路上設有第一輸送栗，所述脫水機的出口與所述混合池的入口連通。
[0011]所述混合池的內部設有第一立式攪拌機和第二螺旋輸送機，所述立式攪拌機置于所述混合池的中央，所述第二螺旋輸送機的輸出端與所述混合池的出口連接，所述儲存池的出口與所述厭氧反應池之間的管路上設有第二輸送栗。
[0012]所述厭氧反應池為回轉體結構，并且底部呈錐形，在所述厭氧反應池的內部設有第二立式攪拌機。
[0013]在所述厭氧反應池的內部設有加熱盤管，所述加熱盤管自所述厭氧反應池的底部進入，然后螺旋上升，自所述厭氧反應池的側壁伸出。
[0014]一種污泥厭氧消化產甲烷的方法，包括:
[0015]將水葫蘆粉碎后送入密閉的混合池內進行混合，混合之后再送入密閉的厭氧反應池內進行厭氧反應。
[0016]優選的，將所述水葫蘆粉碎后首先進入儲存池進行儲存，然后經過脫水機的脫水作用后送入所述混合池內進行混合;在所述厭氧反應池內發生厭氧反應的過程中，通過厭氧反應池內部的第二立式攪拌機間歇性運行攪拌，并對所述厭氧反應池的中部和下部加熱使所述厭氧反應池內部的溫度保持在35 ± 2 °C。
[0017]本發明具有如下優點:
[0018]1.針對污泥C/N低導致污泥厭氧消化啟動過程耗時長且厭氧系統不穩定等問題，本發明采用在污泥中適量投加高C/N水葫蘆的方式來啟動厭氧消化系統，這樣既能有效保證系統穩定，同時又能縮短啟動周期。
[0019]2.針對厭氧消化系統啟動過程中產甲烷菌對環境要求高且世代周期較長的問題，本發明采用固定起始投加量和逐步升高投加負荷的方式啟動厭氧消化系統，這樣做能夠保證產甲烷菌快速適應環境并維持適宜的產酸菌和產甲烷菌比例。
[0020]3.采用高性能的研磨粉碎設備對水葫蘆進行破碎，使水葫蘆與污泥的混合效果更好。水葫蘆經濟易得，啟動成本低。本發明工藝配置合理，工藝結構簡單，啟動快，啟動成本低。
【附圖說明】
[0021 ]下面根據附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0022]圖1為本發明的結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，本發明實施例所述一種污泥厭氧消化產甲烷的快速啟動系統，包括破碎機、混合池、厭氧反應池，所述破碎機用于對水葫蘆進行破碎，所述破碎機的出口通過管路連接到所述混合池的入口，所述混合池設有脫水污泥入口，所述混合池為密閉結構，混合池的出口通過管路連接到密閉的厭氧反應池。
[0024]進一步的，還包括儲存池，在所述破碎機的出口與所述混合池的入口之間設有所述儲存池，所述儲存池的入口與所述破碎機的出口連通，所述儲存池的出口與所述混合池的入口連通。
[0025]在所述儲存池的底部設有第一螺旋輸送機，所述第一螺旋輸送機的輸出端與所述儲存池的出口連接。
[0026]更進一步的，還包括脫水機，在所述儲存池和所述混合池之間設有所述脫水機，所述脫水機的入口通過管路與所述儲存池的出口連通，并在所述脫水機的入口與所述儲存池的出口之間的管路上設有第一輸送栗，所述脫水機的出口與所述混合池的入口連通。
[0027]所述混合池的內部設有第一立式攪拌機和第二螺旋輸送機，所述立式攪拌機置于所述混合池的中央，所述第二螺旋輸送機的輸出端與所述混合池的出口連接，所述儲存池的出口與所述厭氧反應池之間的管路上設有第二輸送栗。
[0028]所述厭氧反應池為回轉體結構，并且底部呈錐形，在所述厭氧反應池的內部設有第二立式攪拌機。
[0029]在所述厭氧反應池的內部設有加熱盤管，所述加熱盤管自所述厭氧反應池的底部進入，然后螺旋上升，自所述厭氧反應池的側壁伸出。
[0030]—種污泥厭氧消化產甲烷的方法，包括:
[0031 ] 將水葫蘆粉碎后送入密閉的混合池內進行混合，混合之后再送入密閉的厭氧反應池內進行厭氧反應。
[0032]優選的，將所述水葫蘆粉碎后首先進入儲存池進行儲存，然后經過脫水機的脫水作用后送入所述混合池內進行混合;在所述厭氧反應池內發生厭氧反應的過程中，通過厭氧反應池內部的第二立式攪拌機間歇性運行攪拌，并對所述厭氧反應池的中部和下部加熱使所述厭氧反應池內部的溫度保持在35