一種污泥厭氧消化和沼氣凈化同步處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種污泥厭氧消化和沼氣凈化同步處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展，城市污水的產(chǎn)生及其數(shù)量在不斷增長(zhǎng)。污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的物質(zhì)，目前每座城市每天在城市污水處理過程中都會(huì)產(chǎn)生數(shù)千噸的污泥。這些污泥中含有較多的工業(yè)有害元素以及農(nóng)業(yè)有毒物質(zhì)等污染物。污泥的大量堆積，而且不加處理的掩埋，給城市生態(tài)系統(tǒng)帶來了極大的沖擊，同時(shí)也對(duì)城市環(huán)境造成了極大的破壞。因此，關(guān)于如何處理污泥、如何實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、如何最大力度的保護(hù)城市環(huán)境，引起了社會(huì)的關(guān)注。
[0003]公開號(hào)為CN104129849A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種厭氧反應(yīng)器處理系統(tǒng)，其特征在于，包括對(duì)廢水進(jìn)行加熱的太陽能熱水器，太陽能熱水器的出水口通過第一加壓射流泵與厭氧反應(yīng)器的入口相連接，厭氧反應(yīng)器的底部設(shè)置有與其入口相連通的布水器，厭氧反應(yīng)器的頂部設(shè)置有三相分離器，三相分離器的入口與厭氧反應(yīng)器相連通，厭氧反應(yīng)器的內(nèi)部填充有懸浮顆粒污泥。
[0004]厭氧消化技術(shù)由于具備能耗低、污泥穩(wěn)定性好、產(chǎn)生沼氣等優(yōu)點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)外污泥處理常用的減量化和資源化工藝。厭氧消化時(shí)，污泥在微生物的作用下要經(jīng)歷水解、產(chǎn)酸及產(chǎn)甲烷三個(gè)階段。
[0005]但是污泥大部分有機(jī)物在微生物細(xì)胞內(nèi)，由于微生物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的天然屏障作用，其它活的微生物細(xì)胞所分泌的水解酶對(duì)這部分有機(jī)物進(jìn)行水解的速率低，因此水解是污泥厭氧生化降解的控制性步驟。
[0006]由于污泥水解速率低，傳統(tǒng)的厭氧消化存在消化速率低、停留時(shí)間長(zhǎng)、處理效率低等不足。近年來，人們開始研宄能有效破碎污泥細(xì)胞并提高污泥水解速率的物理化學(xué)預(yù)處理技術(shù)，以期改善污泥的厭氧消化性能、提高處理效率、增大甲烷產(chǎn)量。
[0007]厭氧消化處理這一過程中所產(chǎn)生的沼氣(主要成分為甲烷)具有較高的低位發(fā)熱值，經(jīng)凈化處理后是一種較理想的氣體燃料和生物能源。沼氣可以直接轉(zhuǎn)換成電能、燃燒產(chǎn)熱，或進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，能夠用做汽車燃料，動(dòng)力資源和化工原料等，是一種很有發(fā)展前景的可再生能源。但是污泥消化所產(chǎn)生的沼氣中含有微量的硫化氫，會(huì)腐蝕鋼材，減少管道和沼氣利用設(shè)施的壽命，并且對(duì)環(huán)境和人體產(chǎn)生危害，在利用前必須加以凈化。但是單獨(dú)的凈化裝置增加了投資和運(yùn)行成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型提供了一種污泥厭氧消化和沼氣凈化同步處理裝置，能夠提高污泥水解速率，改善污泥的厭氧消化性能，并能凈化沼氣。
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0010]一種污泥厭氧消化和沼氣凈化同步處理裝置，包括厭氧消化反應(yīng)器和沼氣收集器，所述厭氧消化反應(yīng)器的頂部具有集氣腔，沼氣收集器與集氣腔連通，所述厭氧消化反應(yīng)器的下部和上部分別設(shè)有污泥進(jìn)口和排泥口，還包括與集氣腔連通的供氧裝置，以及用于對(duì)污泥水熱處理的污泥水熱處理裝置；所述污泥水熱處理裝置的出口與所述污泥進(jìn)口連通。
[0011]其中，所述污泥水熱處理裝置內(nèi)對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，污泥中的難降解有機(jī)物和固體有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，并提高污泥水解速率，以改善污泥的厭氧消化性能。
[0012]所述供氧裝置用于向集氣腔提供含氧氣體，含氧氣體可為純氧氣或者空氣等含氧的氣體。含氧氣體中起作用的主要是氧氣，在厭氧消化反應(yīng)器的集氣腔內(nèi)形成微氧環(huán)境，使得硫氧化菌等需氧微生物在集氣腔的內(nèi)壁或者氣液交界面區(qū)域生長(zhǎng)，氧化硫化氫氣體，凈化沼氣。
[0013]采用空氣成本低，但引入的空氣對(duì)沼氣有一定的稀釋作用，而采用氧氣則成本略高，可根據(jù)實(shí)際需求選擇空氣或者氧氣。
[0014]所述污泥水熱處理裝置在運(yùn)行時(shí)包括加熱和冷卻的過程，為了提高效率，優(yōu)選地，所述污泥水熱處理裝置至少為并聯(lián)的兩套。污泥水熱處理裝置無論是兩套還是多套都可以分為交替進(jìn)行的兩組，其中一組處于冷卻狀態(tài)時(shí)，另一組處于加熱狀態(tài)，兩組交替進(jìn)行，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)厭氧消化反應(yīng)器連續(xù)輸送污泥。
[0015]作為優(yōu)選，所述污泥水熱處理裝置包括水熱反應(yīng)器，以及將水熱反應(yīng)器內(nèi)的污泥泵入?yún)捬跸磻?yīng)器的進(jìn)泥泵；所述進(jìn)泥泵的出口通過進(jìn)泥管連接至污泥進(jìn)口，所述進(jìn)泥泵的入口通過管道連接至水熱反應(yīng)器內(nèi)。
[0016]為了使水熱反應(yīng)器內(nèi)混合均勻，優(yōu)選地，所述水熱反應(yīng)器內(nèi)安裝有攪拌器。
[0017]為了使污泥進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)器時(shí)分布均勻，優(yōu)選地，所述厭氧消化反應(yīng)器內(nèi)安裝有與污泥進(jìn)口連通的污泥分布器。
[0018]厭氧消化反應(yīng)器內(nèi)污泥在微生物的作用進(jìn)行著水解、產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷的一系列厭氧消化反應(yīng)，該厭氧消化反應(yīng)在一定溫度下反應(yīng)速率最快。
[0019]作為優(yōu)選，所述厭氧消化反應(yīng)器的外壁固定有保溫套。所述保溫套可以是隔熱套或者換熱夾套等。保溫套用以維持厭氧消化最佳溫度。
[0020]為了使厭氧消化反應(yīng)器內(nèi)的污泥充分反應(yīng)，所述厭氧消化反應(yīng)器豎直方向的中部連接有回流管，以及通過回流管將污泥從厭氧消化反應(yīng)器的中部泵入進(jìn)泥管的回流泵。
[0021]作為優(yōu)選，所述回流管與厭氧消化反應(yīng)器底面的距離為厭氧消化反應(yīng)器豎直總長(zhǎng)度的1/2，所述排泥口與厭氧消化反應(yīng)器底面的距離為厭氧消化反應(yīng)器豎直總長(zhǎng)度的3/4，所述供氧裝置的進(jìn)氣口與厭氧消化反應(yīng)器頂面的距離為厭氧消化反應(yīng)器豎直總長(zhǎng)度的
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[0022]作為供氧裝置的一種優(yōu)選方式，所述供氧裝置包括一端與厭氧消化反應(yīng)器的集氣腔連通的進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管的另一端連接壓縮氣源，所述進(jìn)氣管上安裝有單向閥。
[0023]本實(shí)用新型的污泥厭氧消化和沼氣凈化同步處理裝置，在厭氧消化反應(yīng)器前端加設(shè)了污泥水熱處理裝置，使污泥細(xì)胞破碎將有機(jī)物釋放出來；并向厭氧消化反應(yīng)器的集氣腔內(nèi)通入少了氧氣形成微氧環(huán)境，利用好氧菌將硫化氫氧化，在污泥厭氧消化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)沼氣的凈化。
[0024]污泥經(jīng)水熱反應(yīng)器預(yù)處理后，污泥中的難降解有機(jī)物和固體有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)器后，厭氧消化反應(yīng)器底部的污泥經(jīng)過厭氧消化不斷的將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣釋放，提升消化效果，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化；在集氣腔和與污泥交界面區(qū)域，由于微氧環(huán)境的形成，促進(jìn)了硫氧化菌等需氧微生物的生長(zhǎng)，使得硫化氫氧化，實(shí)現(xiàn)了所產(chǎn)沼氣的凈化，有利于資源化利用；此外，由于僅在集氣腔創(chuàng)造了微氧環(huán)境，只對(duì)少量局部區(qū)域中的微生物產(chǎn)生影響，下部大量的污泥仍然在厭氧條件下進(jìn)行回流和消化，故不會(huì)影響整體的消化性能。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型的污泥厭氧消化和沼氣凈化同步處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖1中的附圖標(biāo)記為:
[0027]I水熱反應(yīng)器；2水熱反應(yīng)器；3厭氧消化反應(yīng)器；
[0028]4沼氣收集器； 5供氧裝置；6進(jìn)泥泵；
[0029]7進(jìn)泥泵；8回流泵