[发明专利]基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置及其使用方法

说明书

本发明涉及一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置及其使用方法，包括缓冲仓、浆化罐、热水解反应罐、闪蒸罐、稀释换热单元、厌氧序批式反应罐、错流过滤膜组件、脱水装置、蒸汽锅炉，其充分利用热水解污泥良好的固液分离特性，设计了适用的序批式运行的厌氧消化反应器，并选取了适合的膜材料，构建了消化反应器外接独立的错流过滤膜组件，强化了消化出料的固液分离性能，使消化出料由固液混合物变为澄清的滤液，实现了热水解污泥厌氧消化水力停留时间和固体停留时间的有效分离，大幅提高了固体有机物的消化停留时间和转化程度，从而减少消化污泥的深度脱水处理量，进而规避了脱水药剂对消化滤液的碱度消耗。

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置及其使用方法。

背景技术

高级厌氧消化技术是在传统厌氧消化技术的基础上结合热水解技术而成。污泥经过高温高压的热水解处理后，污泥的絮体相继解体，细胞破碎，粒径减小，粘度降低，使得污泥的流动性明显变好，固液分离效果显著改善。热水解处理后的污泥进行厌氧发酵，产气率大幅增加，污泥减量化率达到70％，污泥作为资源化利用产品的品质也大幅提高。

时至今日，高级厌氧消化技术的商业化推广已有20年。目前，世界上大约有75座高级厌氧消化工程，其中39座已正式运行，其他工程正处于不同的设计和施工阶段。每年通过或将要通过高级厌氧消化技术进行处理的污泥干物质总量约为165万吨。

热水解预处理极大地改善了污泥的理化性质，使得厌氧消化的负荷得以提升，反应器得到有效减容。但是，目前的高级厌氧消化体系中采用的仍是传统的消化工艺，其存在的缺点主要表现在：(1)有机负荷仍相对较低；(2)停留时间还是相对较长(3)反应器容积仍然较大，传统的消化工艺并没有充分利用热水解污泥良好的固液分离性能。

本发明正是基于该研究背景下而提出，有必要针对热水解污泥的特性，进行厌氧消化技术工艺的创新，旨在实现反应器的进一步减容，有机物转化率的进一步提高，污泥减量化效果的进一步提升。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术中高级厌氧消化体系存在的上述不足，提供一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置及其使用方法，其充分利用热水解污泥良好的固液分离特性，设计了适用的序批式运行的厌氧消化反应器，并选取了适合的膜材料，构建了消化反应器外接独立的错流过滤膜组件，强化了消化出料的固液分离性能，使消化出料由固液混合物变为澄清的滤液，实现了热水解污泥厌氧消化水力停留时间和固体停留时间的有效分离，大幅提高了固体有机物的消化停留时间和转化程度，从而减少消化污泥的深度脱水处理量，进而规避了脱水药剂对消化滤液的碱度消耗。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：