[实用新型]间歇式热水解系统

说明书

本实用新型公开了一种间歇式热水解系统，该间歇式热水解系统包括依次用管道首尾连通的物料预热器、物料输送泵、一级蒸汽喷射器、物料储存器、进料阀、热水解反应器、出料阀、蒸汽闪蒸器和泄压阀，以及用于对热水解反应器中生物污泥进行加热的二级蒸汽喷射器。本实用新型间歇式热水解系统具有传热效果好、物料受热均匀性好、蒸汽消耗量小、加热时间短、操作稳定性好等优点，能够广泛用于降解生物污泥，有着很好的应用价值和应用前景。

技术领域

本实用新型属于生物污泥资源化处理领域，涉及一种间歇式热水解系统。

背景技术

随着社会和经济的不断发展，沼渣、活性污泥等生物污泥的产量越来越大。目前，生物污泥预处理的研究热点包括高温热水解、生物酸化水解、高温高压氧化、超声波处理、高温均质、臭氧化学处理等，其中高温热水解技术的特点是将生物污泥加温到150-180℃，以达到破坏絮体结构、破坏细胞壁组织和降解部分大分子物质的目的。由于高温热水解能够降解生物污泥中难降解的固体颗粒及大分子物质从而增加有机酸及溶解有机物的含量，以此作为厌氧消化的前置预处理过程，有利于增加厌氧消化的产气量和减少消耗沼渣的产出量，因而高温热水解技术被用于厌氧消化前置预处理。

现有污泥热水解系统主要包括间歇式热水解系统(如CAMBI(康碧)产品)、连续立式折流板热水解系统(如威立雅Exelys产品)和热油管式加热系统(如Ovivo waterLysoTherm产品)，其中以CAMBI为代表的间歇式热水解系统的应用最为广泛。以CAMBI产品为例，间歇式热水解系统包括预热浆化罐、热水解反应釜和泄压闪蒸罐，其主要流程包括将干固体含量为16-18％的脱水污泥泵入预热浆化罐预热至90-100℃，然后泵入到热水解反应釜加热至165℃，并在此温度下反应20-30分钟，反应完成后将污泥送入泄压闪蒸罐降温至100℃，之后继续冷却至厌氧消化所需的温度。但是，间歇式热水解系统及工艺仍存在以下不足之处：在大容积的预热浆化罐中通入蒸汽预热，由于脱水污泥干固体浓度高达16-18％，加热过程中污泥受热均匀性较差，传热效率低，从而导致加热所需时间长、蒸汽消耗量大；CAMBI产品的热水解过程需要采用多个热水解反应釜才能实现连续操作，存在过程控制复杂、设备投入成本高等问题。以威立雅Exelys产品为代表的连续立式折流板热水解系统，主要通过在立式热水解反应器内安装折流板，并通过蒸汽提升效果实现污泥在热水解反应器内循环流动，以达到所需的反应时间(约20min)，由于高固体含量污泥的流动性和混合性都较差，导致该技术在处理高固体含量污泥时，传热效率低、加热均匀性差、蒸汽消耗量高、连续操作稳定性差。若降低污泥固体浓度，则会明显增加污泥处理量和处理能耗，导致处理成本更高。热油管式加热系统(如Ovivo water LysoTherm产品)采用油热管式加热器加热污泥，也会因为高固体含量污泥的粘度大和流动性差而导致较低的传热效率，从而增加设备的制造和操作费用。由此可见，现有高温热水解技术中所采用的设备在处理高固体含量污泥时普遍存在以下问题：传热效果差、物料受热不均匀、蒸汽用量大、加热时间长、连续操作稳定性差，并由此导致设备投入成本高、处理费用高、处理效果差等问题。另外，在实际应用过程中采用现有高温热水解设备及工艺对活性污泥等生物污泥进行预处理，然后将高温热水解处理后的产物进行厌氧消化，并不能明显提高整体产气量，这主要是因为现有热水解设备及工艺难以水解活性污泥等生物污泥中的难降解有机物，而这些难降解有机物在现有厌氧消化工艺难以有效降解，从而导致厌氧消化速率降低，使厌氧消化的降解效果和整体产气量不佳。上述问题的存在，限制了厌氧消化技术的应用效果和应用范围，非常不利于对生物污泥的有效处理及资源化再利用，无法发挥出生物污泥应有的价值。因此，如何有效改善上述问题获得一种传热效果好、物料受热均匀性好、蒸汽消耗量小、加热时间短、操作稳定性好的热水解装置对于提高生物污泥的利用率以及扩大厌氧消化的应用范围具有重要意义。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种传热效果好、物料受热均匀性好、蒸汽消耗量小、加热时间短、操作稳定性好的间歇式热水解系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案。