[發明專利]一種城市污泥的高效熱水解裝置與方法

在審

• 申請號: 201910179901.4
• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN109970315A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 戴曉虎;董李鵬;李磊;戴翎翎;顧戰北
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F11/18
• 分類號: C02F11/18
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 周兵

本發明公開了一種城市污泥的高效熱水解裝置，包括熱水解罐、儲氣罐、攪拌器以及用于檢測熱水解罐內溫度的熱電偶，熱水解罐上開設有進料口和出料口，儲氣罐通過進氣管與熱水解罐相連通，進氣管上安裝有加壓泵和第一電磁閥；儲氣罐還通過出氣管與熱水解罐相連通，出氣管上依次安裝有抽氣泵、真空計和第二電磁閥；熱水解罐的側壁上安裝有加熱器。本發明通過設置加壓泵預先提高熱水解罐內壓強，避免了壓強對污泥溫度升高的限制，提高污泥對熱量的利用效率，具有操作靈活、簡單高效等優點。

技術領域

本發明涉及污水污泥處理技術領域，特別涉及到一種城市污泥的高效熱水解裝置與方法。

背景技術

隨著活性污泥法處理生活污水的普及應用，剩余污泥產量急劇增加，污泥產量已經達到4300萬噸/年(以含水率80％計)，剩余污泥處理處置形勢日益嚴峻。聯合熱水解和厭氧消化的處理方法作為一種極具潛力的污泥處理技術，在降低污泥污染環境的同時回收能源，成為目前國際上最受歡迎的污泥減量化和資源化處理技術。然而低的污泥厭氧消化效率(處理周期長、污泥有機質降解效率低、甲烷產率低)一直限制著厭氧消化技術的推廣應用。熱水解技術有助于可以克服此類問題，污泥在高溫高壓下進行水解和減壓閃蒸過程，破壞了污泥固體的結構。污泥大分子有機物的高效熱水解對提高厭氧消化效率有著積極意義。

常規的污泥熱水解設備加熱方式包括蒸汽直接加熱和熱傳導型間接加熱。相比于蒸汽直接加熱，熱傳導間接加熱方式是通過外部加熱元件升溫，將熱量傳遞至污泥液體，進而使液體汽化來提高密閉反應器內的壓力。但是熱傳導加熱方式在實際應用中，污泥液體在加熱過程中會處于過熱狀態，系統壓力總是低于水(污泥液體)溫度所對應的飽和蒸氣壓，造成了系統壓力抑制污泥溫度上升的問題。處于過熱狀態的污泥，水持續沸騰并汽化以提高系統壓力，但是從污泥中帶走大量熱量，造成污泥對熱量的利用效率降低，升溫過程減慢。因此，污泥液體溫度的升高被動地受限于反應器內壓力的升高?？偠灾?，熱傳導型加熱方式的污泥熱水解設備存在傳熱效率低，加熱時間長，熱能利用率低的問題，嚴重限制了熱傳導型熱水解工藝的應用。如何提高熱傳導型污泥熱水解設備的加熱效率，是目前急需解決的問題。

現有專利技術均以改善熱水解效果為目的。專利：太陽能高溫熱水解聯合閃蒸脫水污泥處理系統(CN104261643A)利用太陽能降低能耗成本，但并沒有從根本上解決加熱效率低的問題。

如何強化污泥的高效熱水解，改善污泥熱水解的效果和效率，是當前急需解決的重要問題。因此，亟需提出一種城市污泥的高效熱水解裝置與方法來解決上述技術問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種城市污泥的高效熱水解裝置與方法，以解決上述問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種城市污泥的高效熱水解裝置，包括熱水解罐、儲氣罐、攪拌器以及用于檢測熱水解罐內溫度的熱電偶，所述熱水解罐的上部和下部分別開設有進料口和出料口，儲氣罐通過進氣管與熱水解罐相連通，進氣管上安裝有加壓泵和第一電磁閥；儲氣罐還通過出氣管與熱水解罐相連通，出氣管上依次安裝有抽氣泵、真空計和第二電磁閥；壓力計安裝于熱水解罐上，攪拌器設于熱水解罐內，攪拌器用于對熱水解罐中的城市污泥均勻攪拌，熱水解罐的側壁上安裝有加熱器。

進一步的，所述進氣管的一端以及出氣管的一端分別從熱水解罐的頂部伸入熱水解罐中，且進氣管和出氣管的伸入端上均安裝有管堵。

進一步的，所述城市污泥的含水率為85％～95％。

進一步的，所述加壓泵用于將熱水解罐內的壓強增加至0.62MPa，抽氣泵用于將熱水解罐內的壓強降低至10³Pa，抽氣泵抽出的氣體進入儲氣罐中并用于作為加壓泵的進氣。

進一步的，所述儲氣罐中設置有用于吸收氣體中的氨氣和硫化氫的堿液。

進一步的，所述熱水解罐的內壁為陶瓷材質。