[發明專利]污泥分級分相厭氧消化與沼氣發電機組余熱綜合利用系統

有效

• 申請號: 201110374563.3
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102503065A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 李彩斌;彭光霞;邵凱;王立寧;張琴;王佳彬
• 申請（專利權）人: 北京中持綠色能源環境技術有限公司
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04;F02G5/00;F02B43/10;F02B63/04
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明屬于污水處理廠節能降耗技術領域，涉及一種污泥分級分相厭氧消化與沼氣發電機組余熱綜合回收利用組合的能量優化集成系統。

背景技術

隨著城市化進程的加快和環境保護要求的逐漸提高，城市污水處理廠數量日益增加。目前，世界上超過90％的城市污水處理都采用活性污泥法，由于剩余污泥產生量一般是污水處理量的0.5‰～0.8‰(以含水率80％計)，污泥的含水率一般在98.5-99.5％，含水率高，有機質含量高，性質不穩定，易腐化發臭，且含有病原菌、寄生蟲卵、重金屬等有毒有害物質，使得污泥的處理處置成為污水處理廠中的重要問題。污泥處理投資占污水廠總投資的20％-50％(國外一些發達國家污泥處理投資占污水廠總投資的50％-70％)。城市污泥處理處置運行費用居高不下已成為限制其發展的一個重要因素，大力發展廉價低耗的污泥處理處置技術已成當務之急。

污泥中豐富的有機成分使得污泥的厭氧消化成為污泥處理處置的重要途徑之一。污泥分級分相厭氧消化是在無氧的條件下由兼性菌和專性厭氧菌分解有機物產生二氧化碳和甲烷的過程。污泥分級分相厭氧消化因具有減少污泥體積、穩定污泥性質、產生甲烷氣體，同時污泥在消化過程中，產生的甲烷菌具有很強的抗菌作用，可殺死大部分病原菌以及其它有害微生物，使污泥衛生化，特別是高溫厭氧消化殺菌能力大幅度提高。污泥分級分相厭氧消化，高溫水解反應池反應溫度控制在40-50℃，中溫厭氧消化池反應溫度控制在35-38℃，跟常規的中溫厭氧消化(35-38℃)相比，需要大量熱能，因其耗費能源較大從而導致運行成本過高并限制了應用。

發明內容

本發明為了解決現有的污泥分級分相厭氧消化技術中存在的耗費能源較大的問題，進而提供一種污泥分級分相厭氧消化與沼氣發電機組余熱綜合利用系統。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

污泥分級分相厭氧消化與沼氣發電機組余熱綜合利用系統，該系統包括預熱池、加熱池、高溫水解反應池、中溫厭氧消化池、沼氣發電機組、煙氣余熱鍋爐、熱平衡水罐、軟化水箱設備、泥泥換熱器、泥水換熱器和水水換熱器設備，所述沼氣發電機組的低溫循環冷卻水由所述軟化水箱設備回收低溫循環水熱值，并將所述低溫循環水通過所述泥水換熱器給所述預熱池的污泥預加熱；高溫缸套水由所述熱平衡水罐回收高溫水熱值，并將所述高溫水通過所述水水換熱器給所述高溫水解反應池增溫和保溫、給所述中溫厭氧消化池保溫、以及為所述煙氣余熱鍋爐補給水，所述煙氣余熱鍋爐回收所述沼氣發電機組煙氣熱值，產生的蒸汽直接給所述加熱池的污泥加熱；所述高溫水解反應池至所述中溫厭氧消化池的污泥熱值通過所述泥泥換熱器回收，回收熱值給所述預熱池的污泥預加熱，高溫水解反應池、中溫厭氧消化池產生的沼氣經處理后進沼氣發電機組。沼氣發電過程中不同溫度的余熱分別進行梯級利用，沼氣發電機發電可直接利用，沼氣發電系統熱值回收利用率大于83％以上。

本發明具有以下有益效果：1)將污泥分級分相厭氧消化技術和沼氣發電機組余熱綜合利用技術相結合，沼氣發電過程中不同溫度的余熱分別進行梯級利用，回收熱值作為分級分相厭氧消化的熱源，能量得到充分而合理的利用，形成了污泥處理系統電、熱、能綜合利用的新集成技術。2)泥泥換熱器。高溫水解反應池污泥至中溫厭氧消化池污泥熱值通過泥泥換熱器回收，充分利用系統熱值；3)節約能源。污泥分級分相厭氧消化的熱能來自沼氣發電機組的余熱，分級分相厭氧消化系統產生沼氣，沼氣帶動發電機組，沼氣發電機組余熱用于高溫、中溫污泥厭氧消化所需熱能。與燃料鍋爐相比，節能大量能源。4)不污染環境。使用沼氣發電機組余熱作為污泥高溫、中溫厭氧消化的熱源，避免了使用傳統鍋爐造成的大氣污染。5)對不同溫度的熱源分別進行梯級利用，提高了沼氣發電系統熱值回收利用效率。

附圖說明

圖1為本發明的具體實施方式提供的污泥分級分相厭氧消化與沼氣發電機組余熱綜合利用系統工藝流程圖；

圖2為本發明的具體實施方式提供的沼氣發電機組余熱綜合利用系統工作原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步說明：