[發明專利]一種厭氧消化污泥調質系統及方法

在審

• 申請號: 201510271760.0
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104909530A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 洪鋒;姚一思;黃瑛
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04;C02F11/12;C02F11/14;C02F11/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 黃天天

技術領域

本發明屬于固體廢棄物處理領域，具體地涉及一種對厭氧消化污泥調質系統及方法。

背景技術

隨著國家對生態建設的重視程度不斷加大，污泥的處理處置成為了新的熱點。針對污泥這類固態廢棄物，遵循三化原則，即無害化、減量化、資源化。在現今的處理技術中，厭氧消化技術是比較符合三化原則的技術之一。

然而，傳統下水污泥厭氧消化存在反應速度慢、能耗高、停留時間長(30～40天)、產氣中甲烷含量低等缺點，限制了厭氧消化技術優勢的發揮。

國內外對污泥預處理技術展開多項研究，目前，研究較多的預處理技術包括超聲波、臭氧、熱處理、酸堿處理以及高級氧化技術等。但這些污泥預處理技術存在能耗高或者效率低等缺陷，限制了這些技術的廣泛應用。

熱水解技術，具有效果好、時間短的技術、運行操作相對簡單的等點，是現在最常用預處理技術之一，經常與其他預處理工藝組成聯合處理方法。如中國專利文獻CN102627384A公開的《一種提高沼氣產量的污泥處理方法》，是將污水處理過程中產生的污泥首先經過脫水預處理，使污泥含水率為87～93％，對脫水預處理后的污泥加熱加壓，加熱溫度為160～190℃，加壓壓力為5～10個大氣壓，持續25分鐘～50分鐘，然后降至常壓，并降溫，污泥降溫至30～36℃后進入中溫厭氧消化處理過程，產生沼氣，該方法通過加熱加壓使污泥內的細胞破裂，細胞內含物流出，釋放有機物，使得厭氧消化效率提高。但是該方法操作條件要求高、能耗大、處理周期長。CN102826730A公布的《一種厭氧消化污泥熱水解和超聲波聯合預處理方法》，是將經濃縮后的污泥進行預處理，使污泥溫度升高到50～60℃，通過污泥泵泵入熱水解反應罐，并向反應罐內通入蒸汽，使溫度控制在118～122℃，保持30分鐘，熱水解預處理后的污泥經熱交換器使溫度降低至50℃后進入超聲波反應器內，用頻率為20～28KHz、聲能密度為0.33W/mL的超聲波進行處理，處理時間為30到60分鐘。該方法不但可以提高污泥的水解速率，還可以縮短超聲破解的時間，降低預處理的能耗。但是該方法同樣也存在操作條件要求高、能耗高的問題，難以實現能量收益。

目前國內外的研究主要集中在預處理技術的研究上，對于整個厭氧消化工藝的研究較少。常規的前置熱水解工藝在運行時，會將污泥中易生物降解和難降解的部分一起升高溫度，消耗大量能量，尤其是在處理的對象為混合污泥時，其中的初沉污泥大多數都是易降解的有機質。污泥的熱水解溫度越高越有利于污泥的厭氧消化反應(最高溫度不超過170℃)，但是實際工程中無法滿足大量的能耗，因此若能在處理時將原本消耗在易生物降解部分的能量轉移到難降解的部分，一方面，可節省大量能耗，降低實際工程的運行成本，配合熱電聯產可獲得能量盈余，從而產生一定的經濟效益；另一方面，節省下的能量可用于提高熱水解時的污泥溫度，強化難降解部分的熱水解的效能，從而提高產氣效率和工程效益。

發明內容

發明目的：針對現有的污泥厭氧消化熱水解預處理系統的不足，本發明提供一種厭氧消化污泥調質系統，通過將預處理工藝設置在厭氧消化系統之后，減少了熱水解過程中對易生物降解的成分消耗的能量，將節省的能量集中處理污泥中難降解的部分，從而減少能量消耗，提高污泥厭氧消化性能，更好的實現污泥的減量化、資源化。

本發明還要解決的技術問題在于提供一種厭氧消化污泥調質方法。

技術方案：為實現上述技術目的，本發明提出了一種厭氧消化污泥調質系統，其特征在于，包括儲泥罐、加熱罐、厭氧消化系統、沼氣凈化裝置、沼氣利用裝置、污泥濃縮脫水裝置和熱水解反應罐，其中，所述的儲泥罐、加熱罐和厭氧消化系統依次相連通；所述的厭氧消化系統分別與所述沼氣凈化裝置和所述污泥濃縮脫水裝置相連通；所述污泥濃縮裝置分別與所述加熱罐和所述熱水解罐相連通；所述的沼氣凈化裝置與所述沼氣利用裝置相連通；所述沼氣利用裝置分別與所述厭氧消化系統和熱水解罐相連通；所述熱水解罐與所述加熱罐相連通。

其中，所述的儲泥罐與加熱管之間、加熱管與厭氧消化系統之間、污泥濃縮脫水裝置與加熱罐之間以及污泥濃縮脫水裝置與熱水解罐之間均設置有污泥泵。

本發明同時提出了一種厭氧消化污泥調質方法，包括如下步驟：