[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

专利信息
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
【说明书】:

发明公开了一种污泥高温厌氧消化制沼气的装置,包括通过管路依次连接的排水槽、第一污泥泵、重力污泥浓缩池、巴斯德杀菌罐、内设搅拌器的高温厌氧消化罐、第三污泥泵、沼渣储存池、污泥离心机、污泥存贮单元,所述高温厌氧消化罐的排气口连接沼气发电设备进气口,所述沼气发电设备排出的余热用于维持巴斯德杀菌罐和高温厌氧消化罐所需温度。本发明还公开了一种污泥高温厌氧消化制沼气的方法。本发明可用于城市污泥的资源化处理和生物质能源回收,相比传统厌氧消化,产气量更高,能量回收更充分,处理后污泥量大大减少,节省了土地占有。

技术领域

本发明属于环境保护技术中固体废弃物资源化领域,具体涉及一种污泥高温厌氧消化制沼气的装置及方法。

背景技术

国家工业化生产的发展,人们生活质量提高,产生的城镇固体废弃物也增加,其中污水处理厂产生的污泥是城市固体废物中特别重要的一部分。城市污水处理厂因净化生活污水而产生的脱水污泥量巨大,截至2014年底,我国城市污水处理厂日处理污水能力达到1.31亿立方米,城市污水的处理率达90.2%。以含水率80%计,全国年污泥总产量将突破3000万吨,排放的污泥量年增长率大于10%。我国污水处理厂对污泥的处理与处置多采用浓缩脱水后进行土地填埋的方法,不仅占用有限的土地资源,而且易造成二次污染。为了实现资源的可持续发展,需要实现对污泥实现资源化利用。

根据反应器的温度,厌氧消化技术可以分为中温厌氧消化(35-40℃)和高温厌氧消化(50-55℃)。中温厌氧消化工艺已广泛应用于污泥的处理,但中温消化的停留时间长,有机物去除率和对大肠杆菌等致病微生物的杀灭率低。而高温消化可以提高代谢速率,并且对有机物去除率和致病细菌的杀灭率均比中温消化工艺要高。

在欧美和日本,许多原有的中温消化池都相继改造为高温消化池,但是在我国建成的城市污水处理厂中,仍采用中温消化的比较多。例如国内运行良好的污泥厌氧消化设施中大连东泰夏家河污泥处理厂、北京小红门污水处理厂污泥消化工程、上海白龙港污水处理厂污泥处理处置工程都是厌氧消化。目前,在高温厌氧消化方面,欧洲各国已开展针对城镇垃圾、污泥进行技术和设备的开发工作。我国在高温厌氧消化技术方面的研究工作开展较少,也缺乏系统性。

污泥高温厌氧消化的难点在于:高温厌氧消化工艺的稳定性比中温差,对设备耐热性、保温性等要求更高,而且接种物的选择比较困难。

发明内容

为了解决上述问题,本发明目的在于提供一种污泥高温厌氧消化制沼气的装置及方法,对传统厌氧消化工艺的改进,实现污泥减量化、资源化、利用高效化。

本发明通过以下技术方案实现:

一种污泥高温厌氧消化制沼气的装置,包括通过管路依次连接的排水槽、第一污泥泵、重力污泥浓缩池、巴斯德杀菌罐、内设搅拌器的高温厌氧消化罐、第三污泥泵、沼渣储存池、污泥离心机、污泥存贮单元,所述高温厌氧消化罐的排气口连接沼气发电设备进气口,所述沼气发电设备排出的余热用于维持巴斯德杀菌罐和高温厌氧消化罐所需温度。

进一步地,所述沼气发电设备排出的上清液回流到曝气池进行处理。

进一步地,所述的搅拌器采用螺带式搅拌器或锚式搅拌器。

一种污泥高温厌氧消化制沼气的方法,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中混合后一起流入重力污泥浓缩池中,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中,在温度55±1℃下启动;

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