[发明专利]一种污泥高温厌氧消化制沼气的装置及方法

权利要求书

1.一种污泥高温厌氧消化制沼气的装置，其特征在于：包括通过管路依次连接的排水槽(1)、第一污泥泵(12)、重力污泥浓缩池(2)、巴斯德杀菌罐(3)、内设搅拌器(10)的高温厌氧消化罐(4)、第三污泥泵(9)、沼渣储存池(6)、污泥离心机(7)、污泥存贮单元(8)，所述高温厌氧消化罐(4)的排气口连接沼气发电设备(5)进气口，所述沼气发电设备(5)排出的余热用于维持巴斯德杀菌罐(3)和高温厌氧消化罐(4)所需温度。

2.根据权利要求1所述的污泥高温厌氧消化制沼气的装置，其特征在于：所述沼气发电设备(5)排出的上清液回流到曝气池进行处理。

3.根据权利要求1所述的污泥高温厌氧消化制沼气的装置，其特征在于：所述的搅拌器(10)采用螺带式搅拌器或锚式搅拌器。

4.一种污泥高温厌氧消化制沼气的方法，其特征在于，包括步骤：

(1)重力浓缩:将含水率为99％的污泥和絮凝剂在排水槽1中混合后一起流入重力污泥浓缩池(2)中，进行重力浓缩2-3天，含水率降低到94-96％，上清液回流到曝气池进行处理；

(2)巴斯德杀菌：将浓缩后的污泥在70±1℃的条件下进行巴斯德杀菌预处理2-3天；

(3)发酵启动：将杀菌后的物料冷却到足够温度后，放入高温厌氧消化罐(4)中，在温度55±1℃下启动；

(4)高温制沼气：启动结束后，在厌氧条件下保持高温厌氧消化罐(4)温度在55±1℃下进行制沼气阶段；在制沼气阶段，调节物料的pH值为6.5-7.5，同时加入FeCl₃，使高温厌氧消化罐(4)中的FeCl₃基于挥发性固体的浓度达到2.5-3.5％；通过搅拌器(10)使物料和产物进行充分混合，并使发酵过程中产生的气体充分溢出，消化好的污泥储存在沼渣储存池(6)中；

(5)沼渣离心脱水：将高温厌氧消化过程结束后的沼渣加入到污泥离心机(7)中，添加FeCl₃和絮凝剂，FeCl₃和絮凝剂配比浓度为0.2-0.3％，离心后，所述沼渣含水率降低到90-93％；脱水后的沼渣在污泥存贮单元(8)贮存，集中处置；

(6)余热发电：将高温制沼气阶段产生的沼气贮存，并发送至所述沼气发电设备(5)用于发电，余热用于维持巴斯德杀菌罐(3)和高温厌氧消化罐(4)所需温度。

5.根据权利要求4所述的污泥高温厌氧消化制沼气的方法，其特征在于：所述的絮凝剂采用聚丙烯酰胺、聚合氯化铝铁或聚合硫酸铁。

6.根据权利要求4所述的污泥高温厌氧消化制沼气的方法，其特征在于：所述絮凝剂配比浓度为0.2-0.3％。

7.根据权利要求4所述的污泥高温厌氧消化制沼气的方法，其特征在于：所述步骤3中，若初次发酵，加入其他批次发酵结束后剩余沼渣，按污泥与沼渣体积比1：1～3：1进行接种，或加入物料自身体积20-30％的厌氧颗粒污泥进行接种，接种物料与发酵物料混合后进行静置启动，pH大于7.5时，产气主要为甲烷，启动完成。

8.根据权利要求7所述的污泥高温厌氧消化制沼气的方法，其特征在于：接种前添加FeCl₃至浓度为3％，该浓度基于挥发性固体。

9.根据权利要求4所述的污泥高温厌氧消化制沼气的方法，其特征在于：所述步骤4中，在厌氧消化过程中，制沼气阶段的时间为12-15天。

10.根据权利要求4所述的污泥高温厌氧消化制沼气的方法，其特征在于：所述污泥离心机(7)的进料流量为40±5m³/h，离心转速为2400-2600r/min。