[发明专利]一种基于污泥热水解分相消化的能量回收与制肥工艺

说明书

本发明公开了一种基于污泥热水解分相消化的能量回收与制肥工艺。该能量回收与制肥工艺包括：1)污泥预脱水；4)稀释换热；5)离心脱水；6)脱水滤液升流式厌氧污泥床厌氧消化；7)脱水泥饼厌氧干发酵；8)消化污泥螺旋挤压。本发明针对热水解污泥良好的固液分离性能特性，进行了厌氧消化技术的工艺创新，实现了单位容积产气率、有机物转化率和污泥减量化率的进一步提升，反应器容积、沼液排放、运行与建设成本和设备维护成本的进一步降低。

技术领域

本发明属于污泥处理处置技术领域，更具体地，涉及一种基于污泥热水解分相消化的能量回收与制肥工艺。

背景技术

目前“热水解+厌氧发酵”工艺的商业化推广已有20年，污泥经过高温高压的热水解处理后，污泥絮体相继解体，细胞破碎，粒径减小，粘度降低，水分释放，物质溶解，使得污泥的流动性能明显变好，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，产气率大幅提高，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。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，但是传统的厌氧消化工艺有机负荷仍相对较低，停留时间相对较长，反应器容积相对较大，并没有充分利用热水解污泥良好的固液分离性能。另一方面，我国污泥含砂量大，砂子淤塞使得“热水解+厌氧发酵”运行不稳定，磨损后续设备。

现有技术存在以下技术问题：(1)现有的“热水解+厌氧消化”工艺没有充分利用热水解对污泥固液分离性能的提升作用，大量无机砂粒会造成后续设备的不必要磨损；(2)现有的“热水解+厌氧消化”工艺浪费了热水解对脱水性能的提升作用，仍需要在深度脱水过程投加大量的药剂，药剂费用占总运行成本的50％以上；(3)现有的“热水解+厌氧消化”工艺忽略了可溶有机物和不可溶有机物的降解速率差异，无法设定各自适合的水力停留时间，浪费了厌氧消化反应器容积进一步减少的潜力；(4)现有的“热水解+厌氧消化”工艺一般采用板框脱水的方法，板框泥饼的形状不适合后续的养分复配，需要再进行破碎。(5)现有的“热水解+厌氧消化”工艺有机负荷相对较低，导致单位容积产气率低，沼液排放多。

因此，有必要针对热水解污泥良好的固液分离性能特性，进行厌氧消化技术的工艺创新，以实现单位容积产气率、有机物转化率和污泥减量化率的进一步提升，反应器容积、沼液排放、运行与建设成本和设备维护成本的进一步降低。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种基于污泥热水解分相消化的能量回收与制肥工艺，该能量回收与制肥工艺包括：

1)污泥预脱水：

将污水处理区排放污泥经格栅处理后预脱水至含水率为82％～86％，得到预脱水泥饼；

2)预脱水泥饼热水解：

将预脱水泥饼进行热水解；

3)热水解污泥除砂处理：

将热水解污泥进行除砂处理；

4)稀释换热：

将经除砂处理的热水解污泥进行稀释换热，至热水解污泥的含水率为88％～92％，温度为55℃～65℃；

5)离心脱水：

将经稀释换热后的热水解污泥进行离心脱水，得到脱水后的滤液和含水率为75％～80％的脱水泥饼；

6)脱水滤液升流式厌氧污泥床厌氧消化：

将步骤5)得到的脱水后的滤液进行第一厌氧消化，得到第一消化污泥和第一沼气；

7)脱水泥饼厌氧干发酵：

可选地将步骤5)得到的脱水泥饼的含水率调节至78％～82％，进入厌氧干发酵反应器进行第二厌氧消化，得到第二消化污泥和第二沼气；

8)消化污泥螺旋挤压：