專利名稱：能夠除去污泥中的氮、磷等的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理污泥的先進(jìn)裝置和方法，其被構(gòu)造為采用干燥器除去污水或
廢水污泥中含有的水來降低污泥中水分含量的百分?jǐn)?shù)，以除去混合在污水或廢水凈化污 泥、食品垃圾、污物和牲畜排泄物等中并成為富營養(yǎng)化的主要原因的、諸如氮和磷的營養(yǎng)鹽
物質(zhì)；將干燥的污泥經(jīng)過熱水解反應(yīng)器，使在干燥的污泥中自發(fā)形成的聚合物和有機(jī)體的 細(xì)胞膜分解；將所得污泥經(jīng)過消化器；采用干燥器將消化過的污泥干燥，并通過焚燒成肥 料、熔融、碳化或固化而處理所得的干燥餅狀物；投入選自鎂、鉀、鋅、碳酸鈣、磷酸和鈣中的 至少一種，以便除去在干燥過程中產(chǎn)生的溶液中含有的諸如氮和磷的營養(yǎng)鹽物質(zhì)，并經(jīng)過 結(jié)晶反應(yīng)器結(jié)晶成MAP或固體物質(zhì)，然后將其除去；將剩余的溶液回授到生物反應(yīng)器之前 的步驟中。
背景技術(shù)：
通常的污物、食品垃圾和牲畜排泄物含有大量的磷和氮，其通過富營養(yǎng)化來污染 河流或海水。然而，由于沒有裝配有用于有效處理這些磷和氮的獨(dú)立步驟的、用于處理污泥 的裝置，存在的問題是含有大量磷和氮的污泥被排放，從而嚴(yán)重污染了河流或海水。
在用于處理污水或廢水的傳統(tǒng)的先進(jìn)方法中，沉淀在第一沉淀釜下部的一些污泥
被轉(zhuǎn)移到干燥器中，位于上部的溶液被轉(zhuǎn)移到生物反應(yīng)器中，通過在空氣中溶解氧來提高 微生物的增殖，并將BOD除去以及通過生物反應(yīng)器中的微生物的作用將極大影響富營養(yǎng)化 的磷和氮除去。存在的問題是，由于在用于處理污水或廢水的通常方法中所包括的無氧消 化器中，在阻斷了氧供應(yīng)的條件下將污泥消化，通過先前攝入磷的微生物的再次排泄而使 磷存在于在溶液中，并且在消化和干燥步驟中從污泥中加入的氮連同干燥的溶液一起被轉(zhuǎn) 移到生物反應(yīng)器中，從而過多的氮和磷存在于在主要步驟中。
本發(fā)明的公開
技術(shù)問題 本發(fā)明要解決的目標(biāo)在于提供這樣的方法，其在將污物或廢水污泥、食品垃圾和 牲畜排泄物等的污泥干燥之前，通過經(jīng)過熱水解和消化步驟來降低污泥的量；產(chǎn)生甲烷氣 體作為該步驟的副產(chǎn)物；并有效除去包含在污泥中從而導(dǎo)致富營養(yǎng)化的、諸如磷和氮的營 養(yǎng)鹽物質(zhì)。 本發(fā)明要解決的另一目標(biāo)在于優(yōu)化結(jié)晶條件，以有效地除去包含在諸如污物、食
品垃圾和牲畜排泄物的污水或廢水中從而導(dǎo)致富營養(yǎng)化的、諸如磷和氮的營養(yǎng)鹽物質(zhì)。 本發(fā)明要解決的另一目標(biāo)在于提供這樣的方法，其中將熱水解步驟中產(chǎn)生的能量
回授至再循環(huán)，并且將消化器中產(chǎn)生的甲烷氣體用作加熱鍋爐的能源，以提供熱水解所需
的能量，或?qū)⑵溆糜诎l(fā)電。 技術(shù)方案 為了達(dá)到以上目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供用于處理污泥的先進(jìn)裝置和方法， 其被構(gòu)造為首先采用干燥器將濃縮的污泥干燥，以除去包含在諸如污物、食品垃圾和牲畜
4排泄物等的污水或廢水污泥中從而導(dǎo)致富營養(yǎng)化的、諸如磷和氮的營養(yǎng)鹽物質(zhì)；將干燥的 污泥經(jīng)過熱水解反應(yīng)器，使在干燥的污泥中自發(fā)形成的聚合物和有機(jī)體的細(xì)胞膜分解；由 于微生物排放已吸收的磷，因此投入選自鎂、鉀、鋅、碳酸鈣、磷酸和鈣中的至少一種，以便 通過結(jié)晶成固體來除去干燥過程中產(chǎn)生的溶液中含有的磷、氮和各種不同的物質(zhì)，并經(jīng)過 結(jié)晶反應(yīng)器結(jié)晶成固體，然后將其除去；將結(jié)晶后剩余的溶液回授到生物反應(yīng)器或消化器 之前的步驟中。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供用于處理污泥的先進(jìn)裝置和方法，其被構(gòu)造為控制 Mg2+或Mg2+和P0/—的投入量^11和反應(yīng)時間等，將1%2+ : NH4+ : P0/的投入摩爾比調(diào)整為 1. 0至1. 4 : 0. 8至1. 0至1. 4，并且將MAP結(jié)晶反應(yīng)器保持在9至12的堿性pH值下，從 而達(dá)到快速、有效的結(jié)晶，以有效地除去包含在諸如污物、食品垃圾和牲畜排泄物的污水或 廢水中從而導(dǎo)致富營養(yǎng)化的、諸如磷和氮的營養(yǎng)鹽物質(zhì)。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供用于處理污泥的先進(jìn)裝置和方法，其被構(gòu)造為將Mg" 或Mg2+和P043—的投入量控制成最佳量，由此在結(jié)晶步驟中最有效地生產(chǎn)出諸如良好的MAP 的肥料。 有利效果 本發(fā)明的效果在于通過執(zhí)行多個步驟，快速和有效地除去包含在諸如污物、食品 垃圾和牲畜排泄物的污水或廢水中從而導(dǎo)致富營養(yǎng)化的、諸如磷和氮的營養(yǎng)鹽物質(zhì)。
本發(fā)明的另一效果在于優(yōu)化條件以有效地除去包含在諸如污物、食品垃圾和牲畜 排泄物的污水或廢水中從而導(dǎo)致富營養(yǎng)化的、諸如磷和氮的營養(yǎng)鹽物質(zhì)；通過固化來提高 除去該物質(zhì)的效率；并將固化的良好的MAP等用作肥料。 本發(fā)明的另一效果在于將熱水解步驟中產(chǎn)生的熱回授至再循環(huán)，并通過在消化器 中產(chǎn)生的甲烷氣體提供熱水解所需的能量或?qū)⒃撃芰坑糜诎l(fā)電；從而節(jié)約了能量并有效地 使用了能量。 附圖的簡要說明

圖1表示根據(jù)本發(fā)明用于處理污泥的先進(jìn)裝置的整體結(jié)構(gòu)。 圖2表示根據(jù)本發(fā)明用于處理污泥的先進(jìn)裝置的另一整體結(jié)構(gòu)。 附圖標(biāo)記的說明 11.沉淀釜12.生物反應(yīng)器 13.微生物14.干燥器 15.熱水解反應(yīng)器16.消化器 17.干燥器18.結(jié)晶反應(yīng)器 19.鍋爐20.甲烷氣體 21.干燥的餅狀物22.結(jié)晶產(chǎn)物 23.控制釜24.熱回收釜 25.濃縮釜或干燥器 26.沉淀釜27.結(jié)晶物質(zhì) 28.消毒-排放 實(shí)施本發(fā)明的最佳方式 本發(fā)明涉及用于處理污泥的先進(jìn)裝置和方法，其被設(shè)計(jì)并制造為將污水或廢水在
5第一沉淀釜中沉淀并將沉淀產(chǎn)物濃縮，以除去包含在污水或廢水污泥中從而引起富營養(yǎng)化 的諸如氮和磷的營養(yǎng)鹽物質(zhì)；將上部的污水或廢水溶液轉(zhuǎn)移到生物反應(yīng)器中并向其中投入 微生物，用微生物除去營養(yǎng)物質(zhì)及富營養(yǎng)化物質(zhì)磷和氮；將含有生物處理過的污泥的溶液 轉(zhuǎn)移到第二沉淀釜中，并將上清液消毒然后排放，并且通過采用濃縮釜或干燥器將沉淀產(chǎn) 物和第一沉淀釜的沉淀物一起濃縮；用第一干燥器將濃縮的污泥干燥來降低污泥的量，然 后將干燥的污泥經(jīng)過熱水解反應(yīng)器使在污泥堆中自發(fā)形成的聚合物和有機(jī)體的細(xì)胞膜同 時分解，從而在某種程度上排出微生物中含有的磷和氮；適當(dāng)?shù)乜刂茽I養(yǎng)源的供應(yīng)、溫度和 pH值，通過在無氧消化器中進(jìn)行消化而排出微生物中含有的磷和氮；采用干燥器將消化過 的污泥干燥；將干燥的污泥轉(zhuǎn)移到已投入結(jié)晶物質(zhì)的結(jié)晶反應(yīng)器中來形成MAP或不同的結(jié) 晶物質(zhì)以除去諸如磷和氮的營養(yǎng)鹽物質(zhì)，并投入選自鎂、鉀、鋅、碳酸鈣、磷酸和鈣中的至少 一種結(jié)晶物質(zhì)以通過結(jié)晶除去；以及將結(jié)晶后剩余的溶液回授到生物反應(yīng)器或消化器之前 的步驟中，從而通過先進(jìn)的處理方法再次被除去。 由于經(jīng)過干燥器17的溶液含有磷和氮，因此將結(jié)晶反應(yīng)器18安裝在緊挨著第二 干燥器17，以通過將磷和氮結(jié)晶成MAP的步驟而有效地除去磷和氮。將Mg"或Mg"和P0/—的 結(jié)晶物質(zhì)27以一定量投入到結(jié)晶反應(yīng)器18中以結(jié)晶形成MAP(Mg"NH/PO/—)，然后將結(jié)晶 產(chǎn)物排出，貯存在用于結(jié)晶產(chǎn)物的貯器22中用作良好的肥料。將結(jié)晶步驟之后剩余的水溶 液再循環(huán)到生物反應(yīng)器12或消化器之前的步驟中來再次除去污泥、磷和氮。這些步驟被重 復(fù)一定次數(shù)。 由于結(jié)晶反應(yīng)器18非常依賴于Mg"或Mg"和P0/—的投入量、pH值和反應(yīng)時間等， 因此為了獲得高效的結(jié)晶反應(yīng)，必須滿足最佳的反應(yīng)條件。為了在結(jié)晶反應(yīng)器18中獲得高 效的反應(yīng)，當(dāng)將Mg2+ : NH4+ : P043的投入摩爾比調(diào)整為1. 0至1. 4 : 0. 8至1. 0至1. 4，并 且將結(jié)晶反應(yīng)器保持在9至12的堿性pH值下時，結(jié)晶效率變得非常高，從而獲得高效的結(jié) 晶并由于快速反應(yīng)而提高了處理速率。 此外，本發(fā)明還涉及用于處理污泥的先進(jìn)方法，其中執(zhí)行生物反應(yīng)步驟，使磷和氮 通過采用微生物被除去；執(zhí)行干燥步驟以降低包括含有磷和氮的微生物的污泥水分含量的 百分?jǐn)?shù)；將從干燥步驟獲得的干燥的污泥進(jìn)行熱水解步驟以分解溶液中存在的聚合物；將 所得的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到無氧消化器并進(jìn)行消化步驟以消化有機(jī)污泥；將消化步驟之后的污泥進(jìn) 行干燥，并從而將存在于一些微生物中存在的氮和磷焚燒、碳化、熔融或固化成為具有低于 70%的水分含量百分?jǐn)?shù)以及微生物的干燥的餅狀物形式的肥料；由于在消化步驟中活的 微生物在無氧消化器的消化過程中排出磷和氮，因此在干燥過程中排出的溶液含有大量的 磷和氮，所以將該溶液轉(zhuǎn)移到結(jié)晶反應(yīng)器18中以除去溶液中存在的磷和氮，并且將Mg"或 Mg2+和P043—以一定量投入到結(jié)晶反應(yīng)器中來結(jié)晶，然后將轉(zhuǎn)化成固體的MAP轉(zhuǎn)移到用于結(jié) 晶產(chǎn)物的貯器22中用作良好的肥料；將結(jié)晶步驟中產(chǎn)生的溶液再循環(huán)到生物反應(yīng)器或消 化器之前的步驟中，以再次除去磷和氮。
本發(fā)明的方式 將基于附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案。圖1描述了本發(fā)明中用于處理污泥的先進(jìn)裝 置的整體結(jié)構(gòu)。圖2描述了本發(fā)明中用于處理污泥的先進(jìn)裝置的另一整體結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的一實(shí)施方案和其另一實(shí)施方案中，干燥器14、17由帶式壓濾機(jī)(belt press)和壓濾機(jī)中的一種，以及干燥器和采用空氣壓力的離心機(jī)組成。
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將濃縮或干燥時出來的溶液回授至結(jié)束之前的任何步驟中以進(jìn)行再處理，或?qū)⑵?純化然后消毒以排放。 在下文中更詳細(xì)地描述了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)元件。 一般而言，由于在包含在污物污泥、 食品垃圾和牲畜排泄物等中的普通污泥中，磷和氮以約數(shù)百至數(shù)千mg每升的量存在，普通 污泥極大地影響了河流和海水的富營養(yǎng)化。特別是，豬的排泄物中含有相當(dāng)高濃度的磷和氮。 將生物反應(yīng)器12構(gòu)造為使微生物可以吃光包含在污水或廢水入口 10中的營養(yǎng)源 BOD負(fù)荷物質(zhì)及富營養(yǎng)化源磷和氮。采用干燥器17在干燥的過程中，與微生物一起部分除 去進(jìn)入微生物中的磷；然而，由于在無氧消化器16中的消化步驟中，通常的用于處理污泥 的裝置排放微生物中含有的磷，因此在用于處理干燥的餅狀物21的步驟中，磷和氮與從微 生物加入的氮一起存在于從干燥器17出來的溶液中。 由于經(jīng)過干燥器17的溶液含有磷和氮，因此將結(jié)晶反應(yīng)器設(shè)置在緊挨著第二干 燥器17，以通過將磷和氮結(jié)晶成MAP的步驟有效地除去磷和氮。將Mg2+或Mg2+和P043—的 結(jié)晶物質(zhì)27以一定量投入到結(jié)晶反應(yīng)器18中以結(jié)晶形成MAP(Mg"NH/PO/—)，然后將結(jié)晶 產(chǎn)物排出，貯存在用于結(jié)晶產(chǎn)物的貯器22中用作肥料。將結(jié)晶步驟之后剩余的水溶液再循 環(huán)到生物反應(yīng)器12或消化器之前的步驟中以再次除去污泥、磷和氮。這些步驟被重復(fù)一定 次數(shù)。 用于處理污水或廢水污泥的先進(jìn)裝置能夠被構(gòu)造為進(jìn)一步包括用于焚燒采用干 燥器17干燥的餅狀物的普通焚燒裝置，或用于熔融加工該餅狀物的高溫熔融加工裝置。
用于處理污水或廢水污泥的先進(jìn)裝置能夠被構(gòu)造為進(jìn)一步包括選自以下的裝置 用于將采用干燥器17干燥的餅狀物固化以用作覆土物質(zhì)的普通污泥固化裝置；用于碳化 以作為工業(yè)材料再循環(huán)的普通污泥碳化裝置；以及用于干燥以用作燃料的普通污泥干燥 機(jī)。 在本發(fā)明的裝置中，能夠進(jìn)一步包括用于將采用干燥器17干燥的餅狀物焚燒或 熔融的步驟，以及選自以下的步驟用于將采用干燥器進(jìn)行干燥的餅狀物固化以用作覆土 物質(zhì)的步驟；用于碳化以將餅狀物作為工業(yè)材料再循環(huán)的步驟；以及用于干燥餅狀物以用 作燃料的步驟。
當(dāng)以合適的量投入晶核時，結(jié)晶步驟能夠增加結(jié)晶效率和反應(yīng)速度。晶核的實(shí)例
包括預(yù)結(jié)晶的鳥糞石污泥。鳥糞石污泥是以摩爾比M, : nh4+ : po43 = i : i : i結(jié)合的
結(jié)晶體，并通常被稱作鳥糞石(Struvite)或MAP。其固體狀態(tài)的形式以兩種類型存在，即 MgNH4P04 (MAP)或MgNH4P04 H20 (MAP水合物)。MAP被用作肥料，用于園藝、幼苗、高爾夫球 場及各種土壤。 Mg能夠以Mg0、Mg0H或MgS04 *H20的狀態(tài)被投入。為了增加結(jié)晶度，P04能夠采用 KH2P04的形式被投入。 將所述裝置構(gòu)造為能夠通過以下步驟提高其干燥效率通過在熱水解反應(yīng)器15 的內(nèi)部溫度為15(TC至25(TC和壓力為3巴至12巴的條件下將包含在污泥中的微生物細(xì)胞 和鏈形聚合物加熱30分鐘至一個小時而將它們水解；然后在消化器16中消化所得的產(chǎn)物； 之后采用干燥器17干燥產(chǎn)物。能夠?qū)⑺鲅b置構(gòu)造為通過在采用干燥器14降低水分含量 百分?jǐn)?shù)之后設(shè)置控制釜23而使該裝置在將干燥的污泥轉(zhuǎn)移至熱水解反應(yīng)15以前具有預(yù)熱預(yù)處理步驟。 能夠通過如下方式構(gòu)造所述裝置而節(jié)約能量由于熱水解反應(yīng)器15需要15(TC至 25(TC的熱量和緊挨著反應(yīng)器15的消化器必須保持低于40°C，因此在熱水解反應(yīng)器和消化 器之間設(shè)置熱回收釜24，以便再循環(huán)熱水解反應(yīng)器15的熱量，并且能夠?qū)⒒厥盏臒崃坑脕?以恒定的溫度維持控制釜23和/或消化器16中至少一個的預(yù)熱預(yù)處理步驟。由于在某種 程度上，熱水解反應(yīng)器15排放微生物在熱水解反應(yīng)過程中吸收的磷和氮，因此磷和氮存在 于在污泥中。 本發(fā)明的消化器16能夠被構(gòu)造為使得適于中溫消化的溫度為35t:至40°C的污泥 通過包含在污泥中的諸如細(xì)菌的微生物利用該污泥具有的營養(yǎng)和能量源而產(chǎn)生脂肪酸或 揮發(fā)性酸；產(chǎn)生的脂肪酸通過用于產(chǎn)生二氧化碳(C02)和甲烷氣體(CH4)的步驟來降低污泥 的量和氣味；作為副產(chǎn)物而產(chǎn)生的甲烷氣體被提供用作加熱熱水解反應(yīng)器15的鍋爐19所 需的能量或用作發(fā)電或供熱的能量源。 本發(fā)明的裝置能夠被構(gòu)造為包括用于適當(dāng)?shù)乜刂茽I養(yǎng)源進(jìn)入污泥的加載、溫度和 pH值以便在消化器16處有效地進(jìn)行消化的設(shè)備，通過這樣的控制能夠達(dá)到形成酸和甲烷 氣體的平衡，并且作為最終產(chǎn)物的消化污泥由揮發(fā)和不揮發(fā)的顆粒組成，因此如果將其干 燥，則能夠增加干燥的百分?jǐn)?shù)同時不釋放出特別的氣味。 本發(fā)明能夠被設(shè)計(jì)和制造為使在熱水解反應(yīng)器15中熱水解的而沒有采用消化器
進(jìn)行消化步驟的污泥經(jīng)過干燥器，并將一些污泥處理成干燥的餅狀物，并將干燥過程中產(chǎn)
生的溶液轉(zhuǎn)移到結(jié)晶反應(yīng)器18中來結(jié)晶然后除去包含在溶液中的磷和氮。 本發(fā)明用于處理污泥的另一先進(jìn)裝置能夠被設(shè)計(jì)和制造為使得在熱水解反應(yīng)器
15中熱水解的污泥能夠被轉(zhuǎn)移到結(jié)晶反應(yīng)器18中來結(jié)晶然后除去包含在溶液中的磷和
氮，將通過結(jié)晶反應(yīng)器18中的結(jié)晶反應(yīng)轉(zhuǎn)化成固體的MAP轉(zhuǎn)移到用于結(jié)晶產(chǎn)物的貯器22
中貯存并用作良好的肥料，將結(jié)晶步驟中產(chǎn)生的溶液轉(zhuǎn)移到消化器中消化，然后采用干燥
器進(jìn)行干燥以形成干燥的餅狀物，并將剩余的溶液回授到之前的步驟中。 本發(fā)明用于處理污泥的另一先進(jìn)裝置能夠被設(shè)計(jì)和制造為將結(jié)晶步驟中產(chǎn)生的
溶液回授至消化器中，將經(jīng)過結(jié)晶步驟和消化步驟的污泥干燥以形成污泥餅狀物，并將剩
余的溶液回授到之前的步驟中。 本發(fā)明用于處理包含在污物、食品垃圾和牲畜排泄物中的普通污泥的先進(jìn)裝置能 夠包括溫度計(jì)、壓力表、用于檢測貯存污泥量的通用傳感器，以及在每一步驟中所需的其它 必要傳感器，使得每一步驟能夠被有效和自動地控制。 本發(fā)明用于處理污水或廢水污泥的先進(jìn)裝置能夠包括與裝配的閥門和各種傳感 器結(jié)合的、具有內(nèi)置PLC或微處理器和存儲器的裝置控制單元以及用于有效控制的控制程 序，以使多個步驟平穩(wěn)地進(jìn)行。將所述裝置構(gòu)造為使得裝置控制單元與控制按鈕、泵和閥門 結(jié)合能夠手動工作或(如果需要的話)自動工作，所述控制按鈕用于(如果需要的話)手 動操作每一步驟，所述泵用于將污泥按照順序轉(zhuǎn)移到必要的步驟，所述閥門設(shè)置在管道上， 即設(shè)置在轉(zhuǎn)移污泥的管道的側(cè)面，并從而手動或(如果需要的話)自動打開和關(guān)閉。
該裝置控制單元包括為用戶提供方便的顯示面板，以及用于結(jié)合各種傳感器來監(jiān) 控每一步驟是否正常工作，或用于輸入每一步驟控制所需要的值從而設(shè)定和儲存該值的裝 置。
本發(fā)明用于處理污泥的先進(jìn)裝置中采用的沉淀釜、生物反應(yīng)器、干燥器、熱水解反
應(yīng)器、消化器和結(jié)晶反應(yīng)器能夠被并行裝配多個，或省略不必要的裝置。所述裝置由本發(fā)明
的用于處理污泥的先進(jìn)方法的生物反應(yīng)步驟、干燥步驟、熱水解步驟、消化步驟和結(jié)晶步驟
組成，但如果需要的話能夠包括其它中間步驟。例如，能夠進(jìn)一步包括采用沉淀釜來沉淀污
泥的沉淀步驟和通過裝配控制釜用于熱水解步驟之前的預(yù)熱預(yù)處理的控制步驟，并且如果
需要的話能夠省略一些步驟。 工業(yè)適用性 本發(fā)明能夠提供用于處理污泥的先進(jìn)裝置和方法，其包括生物反應(yīng)器、干燥器、 熱水解反應(yīng)器、消化器和結(jié)晶反應(yīng)器，并且通過優(yōu)化條件和固化作用提高除去效率而將包 含在污水或廢水污泥中從而引起富營養(yǎng)化的、諸如磷和氮的營養(yǎng)鹽物質(zhì)除去后排放所述物 質(zhì)，并且從而避免了河流和海水的富營養(yǎng)化并能夠?qū)⒐袒腗AP用作良好的肥料，并且能 夠?qū)⒃跓崴膺^程中產(chǎn)生的熱量回授至再循環(huán)，并且能夠通過在消化器中產(chǎn)生的甲烷氣體 來提供熱水解中所需的能量或能夠用于發(fā)電來節(jié)約能源并將其有效利用，因此本發(fā)明的工 業(yè)適用性是非常高的。
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權(quán)利要求
用于處理含有污物污泥、食品垃圾和牲畜排泄物的污水或廢水污泥的先進(jìn)裝置，所述裝置包括干燥器，用于降低從污泥濃縮釜中轉(zhuǎn)移出來的污泥的水分含量百分?jǐn)?shù)；熱水解反應(yīng)器，用于將在干燥的污泥的微生物群中形成的聚合物和微生物細(xì)胞膜熱水解，使其在恒定的溫度和壓力下分解；消化器，用于在易于消化的較低溫度下將其中所述聚合物被分解的所述污泥無氧消化；干燥器，用于通過降低所述污泥的水分含量百分?jǐn)?shù)將無氧消化的污泥處理形成干燥的餅狀物；結(jié)晶反應(yīng)器，用于將采用所述干燥器進(jìn)行的干燥中產(chǎn)生的溶液中的磷和氮結(jié)晶然后除去；以及用于將采用干燥器進(jìn)行干燥的餅狀物焚燒或熔融的裝置。
2. 用于處理含有污物、食品垃圾和牲畜排泄物的污水或廢水污泥的先進(jìn)裝置，所述裝置包括生物反應(yīng)器，其被制造為通過投入微生物將從沉淀位置轉(zhuǎn)移來的污水或廢水中含有的營養(yǎng)物、磷和氮除去；干燥器，用于降低從所述生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)移出來的所述污泥的水分含量百分?jǐn)?shù)；熱水解反應(yīng)器，用于將在干燥的污泥的微生物群中形成的聚合物和微生物細(xì)胞膜熱水解，使其在恒定的溫度和壓力下分解；消化器，用于在易于消化的較低溫度下將其中所述聚合物被分解的所述污泥無氧消化；干燥器，用于通過降低所述污泥的水分含量百分?jǐn)?shù)將無氧消化的污泥處理形成干燥的餅狀物；結(jié)晶反應(yīng)器，用于將采用所述干燥器進(jìn)行的干燥中產(chǎn)生的溶液中的磷和氮結(jié)晶然后除去；以及用于將采用干燥器進(jìn)行干燥的餅狀物焚燒或熔融的裝置。
3. 用于處理含有污物污泥、食品垃圾和牲畜排泄物的污水或廢水污泥的先進(jìn)裝置，所述裝置包括干燥器，用于降低從污泥濃縮釜中轉(zhuǎn)移出來的污泥的水分含量百分?jǐn)?shù)；熱水解反應(yīng)器，用于將在干燥的污泥的微生物群中形成的聚合物和微生物細(xì)胞膜熱水解，使其在恒定的溫度和壓力下分解；消化器，用于在易于消化的較低溫度下將其中所述聚合物被分解的所述污泥無氧消化；干燥器，用于通過降低所述污泥的水分含量百分?jǐn)?shù)將無氧消化的污泥處理形成干燥的餅狀物；結(jié)晶反應(yīng)器，用于將采用所述干燥器進(jìn)行的干燥中產(chǎn)生的溶液中的磷和氮結(jié)晶然后除去；用于將采用干燥器進(jìn)行干燥的餅狀物焚燒或熔融的裝置；以及用于將從所述結(jié)晶反應(yīng)器所得到的結(jié)晶產(chǎn)物排出并貯存在用于結(jié)晶產(chǎn)物的貯器中來用作肥料，并將反應(yīng)之后剩余的溶液回授到消化器之前的步驟中的設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的裝置，其中將一定量的鎂或鎂和磷酸同時投入到所述結(jié)晶反應(yīng)器中，以形成MAP結(jié)晶產(chǎn)物，并投入堿性水溶液來保持pH值為9至12。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的裝置，進(jìn)一步包括選自以下的裝置用于將采用干燥器進(jìn)行干燥的餅狀物固化以用作覆土物質(zhì)的污泥固化裝置；用于碳化以作為工業(yè)材料再循環(huán)的污泥碳化裝置；以及用于干燥以用作燃料的污泥干燥機(jī)。
6. 用于處理含有污物、食品垃圾和牲畜排泄物的污水或廢水污泥的先進(jìn)方法，所述方法包括在生物反應(yīng)步驟之后干燥，用于降低含有吸收磷和氮的微生物的污泥的水分含量百分?jǐn)?shù)；將干燥的污泥轉(zhuǎn)移到熱水解反應(yīng)器中之后進(jìn)行熱水解，用于將在所述污泥的微生物群中形成的聚合物和微生物細(xì)胞膜分解；將經(jīng)過熱水解步驟的所述污泥轉(zhuǎn)移到無氧消化器中之后進(jìn)行消化；干燥，從而將經(jīng)過消化步驟的污泥處理形成具有低水分含量百分?jǐn)?shù)的干燥餅狀物；將在無氧消化步驟中微生物排放的磷和氮干燥從而形成干燥餅狀物以后，將剩余的溶液中含有的磷和氮轉(zhuǎn)移到MAP結(jié)晶反應(yīng)器中將它們結(jié)晶成固體，然后將它們除去；以及將采用干燥器進(jìn)行干燥的餅狀物焚燒或熔融。
7. 用于處理含有污物、食品垃圾和牲畜排泄物的污水或廢水污泥的先進(jìn)方法，所述方法包括在生物反應(yīng)步驟之后干燥，用于降低含有吸收磷和氮的微生物的污泥的水分含量百分?jǐn)?shù)；將干燥的污泥轉(zhuǎn)移到熱水解反應(yīng)器中之后進(jìn)行熱水解，用來將在所述污泥的微生物群中形成的聚合物和微生物細(xì)胞膜分解；將經(jīng)過熱水解步驟的所述污泥轉(zhuǎn)移到無氧消化器中之后進(jìn)行消化；干燥，從而將經(jīng)過消化步驟的污泥處理形成具有低水分含量百分?jǐn)?shù)的干燥餅狀物；將在無氧消化步驟中微生物排放的磷和氮干燥形成干燥餅狀物以后，將剩余的溶液中含有的磷和氮轉(zhuǎn)移到MAP結(jié)晶反應(yīng)器中將它們結(jié)晶成MAP ;將在結(jié)晶步驟中產(chǎn)生的MAP轉(zhuǎn)移到用于結(jié)晶產(chǎn)物的貯器中以便用作肥料，并將得自結(jié)晶步驟的溶液回授至生物反應(yīng)步驟或消化步驟之前的步驟中；以及將采用干燥器進(jìn)行干燥的餅狀物焚燒或熔融。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中在結(jié)晶步驟中，將一定量的鎂或鎂和磷酸同時投入，以形成MAP結(jié)晶產(chǎn)物，并投入堿性水溶液來保持pH值為9至12。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，進(jìn)一步包括選自以下的步驟用于將采用干燥器進(jìn)行干燥的餅狀物固化以用作覆土物質(zhì)的步驟；用于碳化以作為工業(yè)材料再循環(huán)的步驟；以及用于干燥以用作燃料的步驟。
全文摘要
公開了用于處理污泥的先進(jìn)裝置和方法，其被構(gòu)造為首先采用干燥器將濃縮的污泥干燥，以除去包含在諸如污物、食品垃圾和牲畜排泄物等的污水或廢水污泥中從而導(dǎo)致富營養(yǎng)化的、諸如磷和氮的營養(yǎng)鹽物質(zhì)；將干燥的污泥經(jīng)過熱水解反應(yīng)器，使在干燥的污泥中自發(fā)形成的聚合物和有機(jī)體的細(xì)胞膜分解；由于微生物排放已吸收的磷，因此投入選自鎂、鉀、鋅、碳酸鈣、磷酸和鈣中的至少一種，以便通過結(jié)晶成固體來除去干燥過程中產(chǎn)生的溶液中含有的磷、氮和各種不同的物質(zhì)，并經(jīng)過結(jié)晶反應(yīng)器結(jié)晶成固體，然后將其除去；將結(jié)晶后剩余的溶液回授到生物反應(yīng)器或消化器之前的步驟中。
文檔編號C02F11/00GK101795983SQ200880105244
公開日2010年8月4日 申請日期2008年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月3日
發(fā)明者姜錫雄 申請人:Pmc韓國株式會社