連續式污泥高溫熱水解裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種連續式污泥高溫熱水解裝置，其中，該裝置包括：熱水解罐、沉浸式換熱器、污泥混合罐、污泥儲存罐體和污泥冷卻器以及輸送污泥的泥泵和管道。所述熱水解罐包括高壓金屬罐體、蒸汽管、污泥攪拌器以及保溫材料；所述沉浸式換熱器包括密閉水箱、熱污泥管束、冷污泥管束和攪拌器；所述污泥儲存罐體包括篩分機和兩個污泥儲存罐；所述的污泥冷卻器包括水箱、一組污泥管束。本發明不僅可以提高污泥熱水解效率，節省熱水解過程所需要的污泥停留時間，而且還可以提高熱水解后污泥冷卻效率，節約系統熱能消耗，進而提高整個污泥預處理的效率。
【專利說明】
連續式污泥高溫熱水解裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種污泥節能環保處理工藝，主要是城鎮污水處理后的剩余污泥的連續式污泥高溫熱水解裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國工業化與城鎮化進程的加快，國內污水產量和污水處理能力都在快速增長，同時污泥的產量也在迅速增加。污泥作為被放錯地方的資源，如果沒有得到很好的處理處置，將會給環境帶來嚴重的二次污染。隨著周圍環境的惡化、用地的緊張以及人們環保意識的增強，剩余污泥的有效處理也已經被提上日程。
[0003]污泥是污水處理后的產物，是一種由有機物殘片、細菌菌落以及無機顆粒等等組成。污泥含水率高，是一種介于固體和液體之間的濃稠介質，很難通過重力沉降達到固液分離。在眾多污泥處理工藝中，厭氧消化是目前國際上應用較為廣泛且效果很好的污泥穩定化與資源化的處理工藝，同時也是國內近些年鼓勵提倡的污泥處理工藝。但是由于污泥中有機質含量有限，而污泥細胞中的有機質又被污泥細胞壁緊緊包裹，無法釋放，最終導致厭氧消化效率不高。熱水解處理是一種高溫高壓的預處理工藝，可以使得污泥絮體解體，細胞破裂，釋放有機質，水解大分子。通過污泥熱水解預處理可以提高污泥中的有機質含量，還改善污泥的流動性能和脫水性能，從而能夠有效促進后續厭氧消化效率和脫水效率。
[0004]熱水解預處理可以分為間歇式和連續式，目前間歇式熱水解預處理是應用較為廣泛的，間歇式熱水解是將污泥輸送到熱水解罐中，污泥在高溫高壓下一段時間，達到熱水解效果后再被輸送到下一環節。此工藝流程復雜，穩定性差，污泥停留時間長，效率低。不僅如此，熱水解后排泥溫度過高，難以達到厭氧消化的溫度范圍，需要經過換熱器和污泥緩沖罐循環冷卻來達到污泥冷卻的目的，從而再次延長污泥的停留時間，造成系統效率低下，投資費用大，運行時間長。
【發明內容】
[0005]為了克服和改善污泥預處理過程中污泥停留時間過長，效率低的缺陷，本發明的目的在于提供一種連續式污泥高溫熱水解裝置，可以有效縮短預處理過程中污泥的停留時間，提高污泥高溫熱水解效率以及熱水解后污泥的冷卻效率。
[0006]本發明提出的一種連續式污泥高溫熱水解裝置，包括熱水解罐、沉浸式換熱器、污泥混合罐、污泥儲存罐體和污泥冷卻器，其中:
所述熱水解罐包括高壓金屬罐體、蒸汽管、污泥攪拌器以及保溫材料，熱水解罐內設置污泥攪拌器，高壓金屬罐體外圍包裹保溫材料，高壓金屬罐體一側通過蒸汽管連接高溫高壓蒸汽管，高溫高壓蒸汽通過蒸汽管進入高壓金屬罐體內將污泥加熱，并且與攪拌器共同完成高壓金屬罐體內污泥的攪拌過程；
所述沉浸式換熱器包括密閉水箱、熱污泥管束、冷污泥管束和攪拌器，所述密閉水箱內的上排是冷污泥管束，用于加熱生污泥，下排是熱污泥管束;密閉水箱內設置攪拌器，高壓金屬罐體另一側通過第一污泥栗和管道連接沉浸式換熱器下排的熱污泥管束;下排熱污泥管束中的熱水解污泥與密閉水箱中的水換熱得到降溫，密閉水箱中的水得到升溫再與上排冷污泥管束進行換熱；
所述污泥混合罐一側與沉浸式換熱器下排的熱污泥管束的出口相連，污泥混合罐通過管道和第五污泥栗連接生污泥管道，污泥混合罐內設置有攪拌器，污泥混合罐將生污泥和高溫熱水解污泥充分混合，使得熱水解污泥得到降溫以及生污泥得到升溫；
所述污泥儲存罐體包括篩分機和兩個污泥儲存罐，兩個污泥儲存罐并列設置，篩分機位于兩個污泥儲存罐上方，篩分機根據污泥的顆粒大小通過振動將粒徑小的熱水解污泥篩分到已熱水解的第一污泥儲存罐內，將粒徑大的生污泥篩分到待熱水解的第二污泥儲存罐內；
第二污泥儲存罐與污泥冷卻器通過第三污泥栗和管道連接，第二污泥儲存罐與沉浸式換熱器中的上排冷污泥管束通過第二污泥栗和管道連接。
[0007]本發明中，污泥冷卻器的下部設置有冷水出口和冷水進口。
[0008]為了提高污泥在熱水解罐中的加熱效率，縮短污泥在熱水解罐中的預熱停留時間，又要滿足污泥達到高溫熱水解所要求的溫度范圍，將生污泥和已熱水解污泥經過污泥混合罐進行混合攪拌，從而使得生污泥溫度得到第一次較大幅度的升高，生污泥和已熱水解污泥經過篩分機，通過振動篩分將粒徑小的熱水解污泥篩分到左邊的已熱水解的污泥儲存罐，將粒徑大的生污泥篩分到右邊的待熱水解的污泥儲存罐。生污泥通過污泥栗送至沉浸式換熱器與熱水解污泥進行換熱，換熱器是由水箱、攪拌器和兩組污泥管組成，水箱下排污泥管中流動的熱污泥與水進行換熱，水再將熱量傳給水箱上排污泥管中流動的生污泥，這樣有利于對流傳熱，攪拌器進行攪拌以達到強化換熱的效果，生污泥得到第二次升溫。經過兩次升溫后的生污泥再被輸送到熱水解罐進行高溫高壓熱水解。生污泥經過兩次預加熱，可以大大減少在熱水解罐中的預熱時間，再通過高壓蒸汽的加熱和污泥攪拌器的混合攪拌，達到熱水解要求的效果。
[0009]為了提高熱水解后污泥的冷卻效率，縮短污泥在換熱器和污泥儲存罐中的停留時間，又要滿足污泥達到厭氧消化所要求的溫度范圍，熱水解污泥先通過沉浸式換熱器進行冷卻，水箱上排污泥管中流動的生污泥與水進行換熱，被冷卻的水再與水箱下排污泥管中流動的熱污泥進行換熱，使熱高溫水解污泥進行第一次降溫。經過冷卻的熱水解污泥通過污泥栗被送至污泥混合罐與生污泥進行混合攪拌，達到第二次降溫的目的。由于熱水解污泥呈流態狀，粒徑較生污泥小，經過篩分機被篩分到左邊的已熱水解的污泥儲存罐，再經過污泥栗被送至污泥冷卻器，與冷水進行換熱達到第三次降溫。經過三次降溫的熱水解污泥可以滿足厭氧消化的溫度范圍，也達到了連續的效果。
[0010]本發明可以有效地減少污泥預處理過程中的停留時間，達到連續式污泥高溫熱水解的目的，提高污泥預處理效率，不僅如此，熱能消耗比序批式污泥熱水解工藝降低30-40%。工藝設備結構緊湊，占地小，流程簡單，易于維護。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的結構示意圖:
圖中標號:I是熱水解罐，2是污泥攪拌器，3是蒸汽管，4-1至4-5是第一、第二、第三、第四和第五污泥栗，5是沉浸式換熱器，6是攪拌器，7是污泥混合罐，8是篩分機，9-1是第一污泥儲存罐，9-2是第二污泥儲存罐，10是污泥冷卻器，11-1是冷水出口，11-2是冷水進口，12是保溫材料。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明的結構設計原理和工作原理作進一步詳細說明。
[0013]實施例1:高溫高壓蒸汽從蒸汽管3進入熱水解罐I中，通過高溫高壓蒸汽的加熱水解作用以及污泥攪拌器2的攪拌作用，熱水解污泥可以達到近似均勻質體，并經過第一污泥栗4-1進入沉浸式換熱器5的下排熱污泥管，下排熱污泥管中的熱水解污泥與密閉水箱中的水換熱得到降溫，通過攪拌器6的攪拌提高換熱效果，降溫后的熱水解污泥進入污泥混合罐7中。
[0014]經過脫水的生污泥經過第五污泥栗4-5進入污泥混合罐7，與在沉浸式換熱器5中得到降溫的熱水解污泥進行混合，混合后的生污泥得到升溫，熱水解污泥得到第二次降溫。經過攪拌的混合污泥經過第四污泥栗4-4進入篩分機8，篩分機8根據污泥的顆粒大小進行振動篩分，將粒徑小的熱水解污泥篩分到左邊的已水解的第二污泥儲存罐9-2，將粒徑大的生污泥篩分到右邊的待水解的第一污泥儲存罐9-1。
[0015]第二污泥儲存罐9-2中的熱水解污泥再經過第三污泥栗4-3進入污泥冷卻器10與冷水進行換熱。經過換熱后的熱水解污泥得到第三次降溫，可以滿足后續厭氧消化的溫度范圍。
[0016]第一污泥儲存罐9-1中生污泥再經過第二污泥栗4-2進入沉浸式換熱器5上排的冷污泥管，上排冷污泥管中的生污泥與密閉水箱中的水換熱得到升溫，使得生污泥得到第二次升溫，通過攪拌器6的攪拌提高換熱效果。經過兩次升溫后的生污泥最后進入熱水解罐I，繼續進行高溫高壓熱水解處理。
【主權項】
1.一種連續式污泥高溫熱水解裝置，包括熱水解罐、沉浸式換熱器、污泥混合罐、污泥儲存罐體和污泥冷卻器，其特征在于: 所述熱水解罐包括高壓金屬罐體、蒸汽管、污泥攪拌器以及保溫材料，熱水解罐內設置污泥攪拌器，高壓金屬罐體外圍包裹保溫材料，高壓金屬罐體一側通過蒸汽管連接高溫高壓蒸汽管，高溫高壓蒸汽通過蒸汽管進入高壓金屬罐體內將污泥加熱，并且與攪拌器共同完成高壓金屬罐體內污泥的攪拌過程； 所述沉浸式換熱器包括密閉水箱、熱污泥管束、冷污泥管束和攪拌器，所述密閉水箱內的上排是冷污泥管束，用于加熱生污泥，下排是熱污泥管束;密閉水箱內設置攪拌器，高壓金屬罐體另一側通過第一污泥栗和管道連接沉浸式換熱器下排的熱污泥管束;下排熱污泥管束中的熱水解污泥與密閉水箱中的水換熱得到降溫，密閉水箱中的水得到升溫再與上排冷污泥管束進行換熱； 所述污泥混合罐一側與沉浸式換熱器下排的熱污泥管束的出口相連，污泥混合罐通過管道和第五污泥栗連接生污泥管道，污泥混合罐內設置有攪拌器，污泥混合罐將生污泥和高溫熱水解污泥充分混合，使得熱水解污泥得到降溫以及生污泥得到升溫； 所述污泥儲存罐體包括篩分機和兩個污泥儲存罐，兩個污泥儲存罐并列設置，篩分機位于兩個污泥儲存罐上方，篩分機根據污泥的顆粒大小通過振動將粒徑小的熱水解污泥篩分到已熱水解的第一污泥儲存罐內，將粒徑大的生污泥篩分到待熱水解的第二污泥儲存罐內； 第二污泥儲存罐與污泥冷卻器通過第三污泥栗和管道連接，第二污泥儲存罐與沉浸式換熱器中的上排冷污泥管束通過第二污泥栗和管道連接。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于污泥冷卻器的下部設置有冷水出口和冷水進口。
【文檔編號】C02F11/10GK105923969SQ201610547751
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】吳志根, 吳李卓, 余明博, 吳長春
【申請人】同濟大學