[发明专利]一种污泥高温厌氧消化制沼气的装置及方法在审
申请号: | 201810319119.3 | 申请日: | 2018-04-11 |
公开(公告)号: | CN108383348A | 公开(公告)日: | 2018-08-10 |
发明(设计)人: | 秦玉洁;陈林艺;王桐屿;曹雁;任君怡 | 申请(专利权)人: | 华南理工大学 |
主分类号: | C02F11/04 | 分类号: | C02F11/04;C02F11/12;C02F11/14;C02F11/18 |
代理公司: | 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 | 代理人: | 何淑珍;黄海波 |
地址: | 510640 广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 高温厌氧 污泥 消化罐 消化 沼气 沼气发电 杀菌罐 污泥泵 设备进气口 生物质能源 污泥浓缩池 资源化处理 城市污泥 传统厌氧 存贮单元 能量回收 土地占有 依次连接 离心机 产气量 储存池 搅拌器 排气口 排水槽 污泥量 可用 排出 沼渣 余热 回收 | ||
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。
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