[發(fā)明專(zhuān)利]熱水解污泥催化氧化-沉降濃縮一體罐

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711411023.1
• 申請(qǐng)日: 2017-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107963791A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京達(dá)源環(huán)保科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F11/00
• 分類(lèi)號(hào): C02F11/00;C02F11/06;B01J31/28
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及熱水解污泥催化氧化-沉降濃縮一體罐。

背景技術(shù)

污泥是污水處理過(guò)程中的副產(chǎn)物，具有含水率高、顆粒較細(xì)、比重較輕等特點(diǎn)，其中含有大量有機(jī)質(zhì)、氮磷、病原微生物、寄生蟲(chóng)卵及病毒、重金屬離子等物質(zhì)。污泥中有機(jī)物易腐爛并產(chǎn)生惡臭，容易孽生蚊蠅；氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在雨水的沖刷下會(huì)流入地表或者地下水體，造成水體污染；未處理或處理不達(dá)標(biāo)的污泥用作農(nóng)肥或填埋時(shí)，病原菌及寄生蟲(chóng)等進(jìn)入土壤，并直接或間接的與人或動(dòng)物接觸，危害人體和牲畜健康；重金屬離子和難降解的有毒有害物質(zhì)容易滲濾出來(lái)或揮發(fā)，造成水體、土壤和空氣的二次污染。

污泥處理處置的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化和資源化。污泥的大部分有機(jī)物以固體形式存在，主要集中在微生物細(xì)胞內(nèi)，由于微生物細(xì)胞壁(膜)的天然屏障作用，水解酶對(duì)有機(jī)物的水解速率很低，因此水解是污泥厭氧生化降解的控制步驟。水解速率緩慢致使厭氧消化水力停留時(shí)間很長(zhǎng)，反應(yīng)器體積太大。目前研究較多的污泥預(yù)處理技術(shù)有熱水解預(yù)處理、機(jī)械破碎預(yù)處理、堿處理、超聲波預(yù)處理、臭氧預(yù)處理、酶處理、微波預(yù)處理等。隨著熱水解技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，現(xiàn)在熱水解已經(jīng)發(fā)展成一種高效的污泥預(yù)處理技術(shù)。

熱水解是將待處理的污泥置于密閉容器罐中，在一定的溫度和壓力環(huán)境下使污泥中的部分細(xì)胞體受熱膨脹而破裂，破壞微生物的細(xì)胞壁(膜)，將胞內(nèi)蛋白質(zhì)和膠質(zhì)等有機(jī)物釋放出來(lái)，促進(jìn)有機(jī)物的溶解和水解：脂肪水解成甘油和脂肪酸；碳水化合物水解成小分子的多糖，甚至單糖；蛋白質(zhì)水解成多肽、二肽、氨基酸，氨基酸進(jìn)一步水解成低分子有機(jī)酸、氨及二氧化碳。污泥經(jīng)過(guò)熱水解預(yù)處理之后，污泥中的微生物絮體解體，微生物細(xì)胞破碎，細(xì)胞中的內(nèi)含物釋放并進(jìn)一步水解，使得污泥厭氧消化的有機(jī)物去除率提高，甲烷產(chǎn)量增加，污泥的脫水性能改善。

威立雅研發(fā)的兩種污泥熱水解工藝，分別是序批式的Biothelys工藝和連續(xù)式的Exelys^TM工藝，這兩種工藝已有英國(guó)、法國(guó)、意大利等多國(guó)多座污水廠采用此工藝。Cambi^TM工藝是目前國(guó)際上應(yīng)用業(yè)績(jī)最多的熱水解工藝，該反應(yīng)器由漿化罐、熱水解罐、卸壓罐等三部分組成。相比Biothelys工藝，Cambi^TM工藝的反應(yīng)罐氣相空間比例較小，容積利用率更高；當(dāng)處理同等規(guī)模的污泥時(shí)，Cambi^TM工藝的生產(chǎn)線數(shù)量較少，蒸汽耗量保證值更低。國(guó)內(nèi)以清華大學(xué)為代表的多家單位也對(duì)熱水解工藝進(jìn)行了研究，但技術(shù)工藝目前并不成熟，特別是缺少用于熱水解污泥后續(xù)進(jìn)一步處理的反應(yīng)器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種熱水解污泥催化氧化-沉降濃縮一體罐，該催化氧化-沉降濃縮一體罐由浮渣擋板1，浮渣槽2，攪拌電機(jī)3，出水槽4，攪拌軸5，裝填有鋅基臭氧催化劑的斜板6，攪拌柵7，穿孔擋板8，布?xì)夤?，臭氧進(jìn)氣管10，污泥濃縮漏斗11，出泥管12，罐體13、污泥泵14、進(jìn)泥管15組成。

在罐體13的底部安裝污泥濃縮漏斗11，出泥管12與污泥濃縮漏斗11的底端相連；在罐體13與污泥濃縮漏斗11的交界處安裝臭氧進(jìn)氣管10，在臭氧進(jìn)氣管10的末端安裝布?xì)夤?和穿孔擋板8；在罐體13的中部安裝進(jìn)泥管15，進(jìn)泥管15與污泥泵14相連；在罐體13的頂部安裝浮渣擋板1，在罐體13的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)置出水槽4，在出水槽4的兩側(cè)設(shè)置浮渣槽2；在浮渣擋板1的中心位置安裝攪拌電機(jī)3，攪拌軸5與攪拌電機(jī)3相連，攪拌柵7與攪拌軸5相連；裝填有鋅基臭氧催化劑的斜板6安裝于浮渣擋板1的下方。

所述鋅基臭氧催化劑由如下方法制備：

(1)將69.7克粒徑為3-5mm的泡沫鋅顆粒在500mL質(zhì)量百分比濃度為40％的乙醇溶液中浸泡0.5小時(shí)，過(guò)濾除去液體得到物質(zhì)A1，物質(zhì)A1經(jīng)500mL去離子水洗滌后在105℃的干燥箱中放置1.5小時(shí)，得到物質(zhì)A；

(2)將2.6克烯丙基琥珀酰亞胺基碳酸酯、3.8克6-氯-苯并惡唑酮和6.3克間苯二甲酸二甲酯加入到300mL無(wú)水乙醇中，在溫度為30℃的搖床中搖動(dòng)35分鐘，得到混合液H；

(3)將物質(zhì)A加入到混合液H中，在溫度為40℃的搖床中搖動(dòng)30分鐘，過(guò)濾除去液體得到物質(zhì)B1，將物質(zhì)B1在60℃的干燥箱中放置160分鐘，得到物質(zhì)B；

(4)將4.9克2-甲基-3-異丙氧基吡嗪和5.3克甘油三亞油酸酯加入到300mL無(wú)水乙醇中，在溫度為30℃的搖床中搖動(dòng)35分鐘，得到混合液J；