[發(fā)明專利]用于處理廢水固體的設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780071055.3
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN110573229B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 蘇迪·N·默西;M·希金斯;艾德·德克里佩萊爾;伯恩哈德·韋特
• 申請（專利權）人: 蘇迪·N·默西;M·希金斯;艾德·德克里佩萊爾;伯恩哈德·韋特
• 主分類號: B01D37/00
• 分類號: B01D37/00;B01D61/20;C02F11/02
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;劉明霞

本發(fā)明提出在不同的溫度和壓力下、在交替的廢物流中使用熱水解(或熱碳化)，以實現(xiàn)高消化速率和巴氏滅菌速率的最佳混合，同時仍實現(xiàn)粘度大幅度降低。在公開的實施方案中，結合熱水解(或熱碳化)和巴氏滅菌的方法包括但不限于并聯(lián)安置廢物流、串聯(lián)安置所述廢物流，利用并聯(lián)的熱輸入和串聯(lián)的熱交換器來優(yōu)化水解速率，最大限度地減少高壓罐的使用，優(yōu)化能源使用，并管理固體的粘度特性。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年9月23日遞交的序列號62/398,936的、名稱為“用于巴氏滅菌和熱水解的方法和設備”的美國臨時申請的優(yōu)先權。該專利申請的全部公開內容通過引用并入本文。

背景技術

如今熱水解已經成為一種廣泛應用的技術，以提高消化速率(通常在高于100℃的溫度下，同時對廢水固體(或其他廢物)進行巴氏滅菌，并降低廢水固體和其他廢物的粘度。此后，熱水解和在高于100℃的溫度下的巴氏滅菌的組合被稱為熱水解。其他形式的水解包括化學水解(如堿水解、酸水解)，(天然的或人造的)酶水解和電子束(電子束)水解。熱、堿、酸、天然酶或人造酶、電子束水解的單獨形式或(2種或更多種的)組合形式此后一般稱為水解。巴氏滅菌也可在大氣壓下進行(此后簡稱為巴氏滅菌，以區(qū)別＞100℃的高壓熱水解)。雖然通過在較低溫度和大氣壓下操作該方法能夠提高消化速率和巴氏滅菌，但是在較高溫度和壓力下某些類型的固體的粘度的降低最好實現(xiàn)。熱碳化是在一定壓力下將污泥加熱到(在不同的保留時間下)大約高于180℃并且高達大約220℃的溫度的實踐，此后稱為熱碳化。本發(fā)明的范圍是用于改進一種通過(根據(jù)并聯(lián)或串聯(lián)的廢物流的數(shù)量)在一個、兩個(或多個)溫度下進行熱處理或水解處理來管理和共混廢物流的方法，以實現(xiàn)優(yōu)化的解決方案)。水解或巴氏滅菌步驟能夠被熱碳化步驟替代。或替選地，這些過程中的一些能夠被組合成單個步驟。例如，巴氏滅菌和化學水解能夠被組合成單個步驟。這樣能夠實現(xiàn)增強的消化能力和較高的固體加載速率，同時高壓容器的體積需求最小化，并實現(xiàn)所有固體的整體巴氏滅菌。

發(fā)明內容

在本發(fā)明中提出，在交替的廢物流中，在多個溫度和壓力下使用巴氏滅菌、水解(包括熱水解)和/或碳化，以有效地實現(xiàn)高消化速率和巴氏滅菌速率的最佳組合，同時仍然實現(xiàn)粘度大幅降低和高脫水泥餅固體濃度。這可以通過使用在共混之前進行交替熱水解(或熱碳化)和巴氏滅菌過程的單獨廢物流來實現(xiàn)。

在本發(fā)明的一些實施方案中，廢活性污泥和初沉污泥將并聯(lián)供給熱水解(或熱碳化)和巴氏滅菌，同時在厭氧消化器中混合之前被熱處理并最終脫水，使得最終泥餅產物與殘余的濾清/濾液分離。在其他實施方案中，雖然污泥將串聯(lián)地供給處理過程，但熱輸入將在熱水解和巴氏滅菌過程中并聯(lián)發(fā)生。在一些其他實施方案中，熱交換器將熱水解(或熱碳化)過程連接到巴氏滅菌過程，使得每個過程僅并聯(lián)處理一定質量的污泥，同時，在消化器之前發(fā)生熱傳遞。在一些這樣的實施方案中，熱交換連接仍將存在于熱水解(或熱碳化)和巴氏滅菌之間，然而，熱水解(或熱碳化)質量流也將與巴氏滅菌串聯(lián)進行，使得質量和熱量都不并聯(lián)流動。在其他實施方案中，可以使用任意混合來替代強制厭氧消化器，使得每個并聯(lián)過程可以在泥餅消化、濾清/濾液分離之前單獨進行脫水。最后，在本發(fā)明中設想了前述變型形式的混合。在本發(fā)明在此未明確描述的精神內還可存在其他反應。

附圖說明

包含在說明書中并構成說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的若干實施方案，其中：

圖1是描繪具有或不具有回收的后熱水解(或熱碳化)過程(THP)的固體的時間對溫度的曲線圖，如示出其中t＝時間(按小時表示)，Temp＝溫度(按℃表示)。

圖2是示出在THP之前和在THP之后，固體濃度為約10.5％的表觀粘度曲線的曲線圖，其中分別在130℃、150℃或170℃下進行處理。

圖3是表示在7/s的剪切速率下、熱預處理溫度(按℃表示)對粘度(按mPa·s表示)的曲線圖。