[实用新型]厌氧消化污泥热水解和超声波联合预处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种对厌氧消化污泥进行预处理的系统，属于厌氧消化污泥预处理技术领域。

背景技术

对城市污水处理厂产生污泥的处理处置，目前主要的方法可以分为：好氧消化、厌氧消化、污泥干化、化学稳定、堆肥、焚烧以及填埋等34种工艺技术。对比厌氧消化工艺，其它的污泥处理处置方法存在着污泥稳定性差、工艺耗能高、污泥脱水性能差、对病源微生物的灭活作用弱等问题。通过对各种工艺的成熟性、技术优越性和经济性的全面评估，发现无论从经济、资源回收和可持续发展的各个角度来看，厌氧消化都是一项优势技术。厌氧消化的优点是有机质经消化产生了能源，残余物可作肥料。目前厌氧消化已应用于多个领域，如工业废水处理、城市垃圾的处理及潜在能源的开发。

    厌氧消化是在无氧条件下有机物质被厌氧菌分解产生甲烷和二氧化碳的过程，污泥厌氧消化一般分为三个阶段：水解阶段、产酸阶段、产甲烷阶段，其中水解阶段被认为是污泥厌氧消化的限速步骤，主要原因是污泥中大多数有机物存在于微生物细胞内，微生物细胞的细胞壁是一个稳定的半刚性结构，起着保护细胞的作用。细胞壁属于生物难降解惰性物质，细胞壁水解较为困难，导致污泥厌氧消化过程需要较长的时间。在实际运用中，传统的污泥厌氧消化技术却也存在着反应速度慢、污泥停留时间长、池体庞大、操作管理复杂、发酵周期长（20～30天）等问题。

发明内容

针对现有的传统的污泥厌氧消化技术存在的反应速度慢、耗能高、处理周期过长、池体体积庞大、操作管理复杂、产气中甲烷含量低等缺点，本实用新型提供一种过程简单、能耗低、厌氧消化效率高的厌氧消化污泥热水解和超声波联合预处理的系统。

本实用新型的厌氧消化污泥热水解和超声波联合预处理系统，采用以下技术方案：

该系统，包括储泥罐、污泥预热装置、热水解反应罐、蒸汽发生装置和超声波反应器，储泥罐和污泥预热装置之间以及污泥预热装置与热水解反应罐之间均连接有污泥泵，热水解反应罐与超声波反应器之间连接有热交换装置和污泥泵，污泥预热装置与热交换装置之间设有回热管，蒸汽发生装置通过设有阀门的管道与热水解反应罐连接。

上述系统对厌氧消化污泥预处理时，先利用热水解反应罐进行热水解，再通过超声波反应器进行超声波处理，利用热水解和超声波的组合方式对污泥的破解效果会明显优于超声波或热水解的单独处理方法，经过热和超声波联合预处理，可以很好的改变污泥各项理化性质，减少了污泥体积，大幅增强了污泥的脱水性能，提高了消化污泥的缓冲能力，使污泥更为稳定，臭味减少，并减少污泥水解时间，缩短厌氧消化周期，提高污泥产气量，使厌氧消化效率得到很大提高。

本实用新型采用热水解和超声波对厌氧消化污泥联合预处理，不但可以提高污泥的水解速率，而且可以短超声破解的时间，降低预处理的能耗，可以使污泥更好的做到无害化、减量化、稳定化，并达到资源化。

附图说明

附图是本实用新型的系统结构示意框图。

其中：1、储泥罐，2、污泥预热装置，3、热水解反应罐，4、蒸汽发生装置，5、阀门， 6、管道，7、热交换装置，8、超声波反应器，9、污泥泵，10、污泥泵，11、回热管，12、污泥泵。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型的厌氧消化污泥热水解和超声波联合预处理系统包括储泥罐1、污泥预热装置2、热水解反应罐3、蒸汽发生装置4和超声波反应器8，储泥罐1、污泥预热装置2、热水解反应罐3和超声波反应器8均为现有通用设备，蒸汽发生装置4采用现有蒸汽锅炉。热水解反应罐3的罐体顶部设有泄压阀，上部设有进料口，进料口处设进料阀，底部设有卸料斗，卸料斗的底部设有卸料阀。储泥罐1和污泥预热装置2之间连接有污泥泵9，污泥预热装置2与热水解反应罐3之间连接有污泥泵10，热水解反应罐3与超声波反应器8之间连接有热交换装置7和污泥泵12。热交换装置7采用现有通用热交换设备。同时污泥预热装置2与热交换装置7之间设有回热管11。蒸汽发生装置4通过管道6与热水解反应罐3连接，管道6上设有阀门5。

上述系统对厌氧消化污泥进行预处理的具体过程如下所述：

污泥在储泥罐1中浓缩后通过污泥泵9泵入污泥预热装置2，同时通过回热管11将热交换装置7中的蒸汽回用于污泥预热装置2中，利用热交换装置7中的蒸汽余热与污泥进行混合，使污泥的温度升高到50℃-60℃。