[发明专利]一种污泥水热干化处理装置及其水热反应器

说明书

技术领域

本发明涉及污泥水热干化处理技术领域，特别涉及一种污泥水热干化处理装置及其水热反应器。

背景技术

伴随着全球经济的快速发展和人们对环境的日益关注，污水处理量高速增加，导致了污泥产量的迅速扩大。目前，我国每年排放干污泥约为500万吨，而且数量还在不断地增加。如果污泥处理不当会造成严重的二次污染，而污泥处理的投资和运行费用巨大，占整个污水厂投资及运行费用的25％～65％，已成为城市污水处理厂面临的沉重负担。因此，如何经济、高效处置剩余污泥，实现污泥稳定化、无害化、资源化是当今急需解决的重要课题。

污泥中含有大量的微生物细胞和有机物胶体，导致了污泥脱水困难，通常脱水泥饼含水率高达80％左右。污泥处置的手段主要包括堆肥、填埋和焚烧。

污泥用于堆肥物料时，通常需要添加调理剂降低含水至50～60％，需要添加的调理剂总量约为污泥的60％，如污泥堆肥产品的销路不好，污泥量不但没有减少反而增加。

国内个别城市用垃圾卫生填埋场接纳污泥，由于污泥含水率高，容易造成填埋作业困难、渗滤液水质恶化和填埋堆体不稳定，因此，实际上，目前国内大部分垃圾卫生填埋场拒绝污泥进场。

焚烧是实现污泥减量化的有效手段，通常要求焚烧物料的热值大于1200千卡/千克，根据市政污泥的平均泥质水平，只有含水率小于50％时才能满足这一要求。因此填埋、堆肥和焚烧都不宜直接处理含水率80％的脱水泥饼，为满足处置标准和工艺需要，含水率至少要降低到60％以下。如何高效低耗地将污泥含水率由80％降低到60％，成为保障污泥有效处置的技术关键。这通常采用干化方式。但是污泥干化需要消耗大量的能源，如采用蒸汽干化，一吨污泥需要消耗0.8-1吨的蒸汽，运行成本极高。

污泥脱水困难是由于污泥中的水受到多种作用力的束缚，对此，人们做了大量的相关研究。水热干化技术是近年来发展迅速的一种处理方法，通过将污泥加热，在一定温度和压力下使污泥中的粘性有机物水解，破坏污泥的胶体结构，可以同时改善脱水性能和厌氧消化性能。随水热反应温度和压力的增加，颗粒碰撞几率增大，颗粒问的碰撞导致了胶体结构的破坏，使束缚水和固体颗粒分离。另外，加热使污泥中的蛋白质分解，细胞发生破裂，胞内的水分被释放。经过水热处理的污泥在不添加絮凝剂的情况下，机械脱水可使含水率大幅度降低到50％以下，大大提高了污泥的脱水性能，及污泥处置技术向低成本、可持续方向发展的可能性。

但是现有的污泥水热干化处理装置存在着反应效果较差、物料连续性较差的问题，因此污泥水热干化的效率还是很低。

发明内容

本发明提供了一种污泥水热干化处理装置及其水热反应器，能够连续地对污泥进行水热干化处理，提高了水热干化效率。

为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种污泥水热干化处理装置，包括：顺序连接的均质反应器、浆化反应器、水热反应器和闪蒸反应器；

所述均质反应器包括第一反应器罐体和伸入至第一反应器罐体内的第一搅拌器，自第一反应器罐体底部的第一物料入口输入至第一反应器罐体内的物料经第一搅拌器切碎并搅拌均匀后、自第一反应器罐体上部的第一物料出口输出至浆化反应器；

所述浆化反应器包括第二反应器罐体、伸入至第二反应器罐体内的第二搅拌器、以及可向第二反应器罐体内通入蒸汽的第一蒸汽管，自第二反应器罐体上部的第二物料入口输入至第二反应器罐体内的物料由第一蒸汽管通入的蒸汽均匀预热，并通过第二搅拌器搅拌均匀后、自第二反应器罐体下部的第二物料出口输出至水热反应器；

所述水热反应器包括第三反应器罐体、伸入至第三反应器罐体内的第三搅拌器、以及可向第三反应器罐体内通入蒸汽的第二蒸汽管，自第三反应器罐体上部的第三物料入口输入至第三反应器罐体内的物料由第二蒸汽管通入的蒸汽均匀加热加压、发生水热反应，并通过第三搅拌器搅拌均匀后、自第三反应器罐体下部的第三物料出口输出至闪蒸反应器；

所述闪蒸反应器包括第四反应器罐体、以及与第四反应器罐体连通的蒸汽回收管，第四反应器罐体储存物料，并将该物料内的蒸汽通过蒸汽回收管回流至浆化反应器和/或水热反应器，第四反应器罐体的上部具有第四物料入口，下部具有第四物料出口。

优选地，所述第三反应器罐体的物料入口设置于第三反应器罐体的侧壁的上部，第三物料出口设置于第三反应器罐体的底部，自浆化反应器输出的污泥物料自第三物料入口输入至第三反应器罐体内，所述第三物料出口与第四反应器罐体的入口连通，所述第三反应器罐体架设在支撑裙座上，

所述第三搅拌器伸入至第三反应器罐体内部搅拌物料，