[發(fā)明專(zhuān)利]一種兩相厭氧消化處理污泥的系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010445460.0
• 申請(qǐng)日: 2020-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111484219A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王凱軍;趙肖玲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F11/04
• 分類(lèi)號(hào): C02F11/04;C02F11/12
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種兩相厭氧消化處理污泥的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

計(jì)量稱(chēng)重單元(1)，計(jì)量稱(chēng)重污水處理廠運(yùn)來(lái)的脫水污泥及未脫水污泥量；

漿化調(diào)配單元(2)，接計(jì)量稱(chēng)重單元(1)，對(duì)脫水污泥、未脫水污泥及糞便進(jìn)行混合，調(diào)節(jié)污泥含水率；

TSBP水解單元(3)，接漿化調(diào)配單元(2)的出口，對(duì)調(diào)配后的污泥進(jìn)行高溫水解酸化；

TSBP產(chǎn)甲烷單元(4)，接TSBP水解單元(3)的物料出口，對(duì)水解酸化后的物料在產(chǎn)甲烷菌的作用下進(jìn)行沼氣轉(zhuǎn)化；

深度脫水單元(5)，接TSBP產(chǎn)甲烷單元(4)的出口，對(duì)厭氧消化后污泥進(jìn)行脫水；

化學(xué)除磷單元(6)，接深度脫水單元(5)，化學(xué)沉淀法去除消化液中高濃度磷含量，處理后消化液排入污水處理廠污水管道；

堆置單元(7)，接深度脫水單元(5)，對(duì)深度脫水后的消化污泥進(jìn)行堆置處理；

沼氣處理單元(8)，接TSBP水解單元(3)和TSBP產(chǎn)甲烷單元(4)的沼氣排出口，對(duì)沼氣進(jìn)行脫硫及去除水分處理；

沼氣利用及換熱單元(9)，接沼氣處理單元(8)，對(duì)處理后沼氣進(jìn)行發(fā)電利用，發(fā)電余熱對(duì)漿化調(diào)配單元(2)的污泥進(jìn)行加熱和保溫，以保證TSBP水解單元(3)和TSBP產(chǎn)甲烷單元(4)所需溫度；

臭氣處理單元(10)，接漿化調(diào)配單元(2)和深度脫水單元(5)的臭氣排出口，收集并處理系統(tǒng)產(chǎn)生的臭氣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述兩相厭氧消化處理污泥的系統(tǒng)，其特征在于，還包括加熱保溫單元(11)，沼氣利用及換熱單元(9)產(chǎn)生的發(fā)電余熱，經(jīng)過(guò)加熱保溫單元(11)對(duì)漿化調(diào)配單元(2)及TSBP水解單元(3)和TSBP產(chǎn)甲烷單元(4)中的污泥進(jìn)行加熱保溫。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述兩相厭氧消化處理污泥的系統(tǒng)，其特征在于，所述TSBP水解單元(3)、TSBP產(chǎn)甲烷單元(4)構(gòu)成污泥厭氧發(fā)酵反應(yīng)器，所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器為發(fā)酵系統(tǒng)，形成兩相發(fā)酵結(jié)構(gòu)。

4.基于權(quán)利要求1所述兩相厭氧消化處理污泥系統(tǒng)的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟a、污泥在計(jì)量秤重單元(1)進(jìn)行計(jì)量秤重；

步驟b、將步驟a中稱(chēng)重好的污泥輸送至漿化調(diào)配單元(2)，根據(jù)含水率進(jìn)行底物調(diào)節(jié)，使其含水率在90％±2％，再與糞便一起進(jìn)行調(diào)配，將含水率調(diào)配至92％±2％。

步驟c、將步驟b中調(diào)配好的污泥輸送至TSBP水解單元(3)和TSBP產(chǎn)甲烷單元(4)構(gòu)成的兩相發(fā)酵系統(tǒng)中，首先在TSBP水解單元(3)反應(yīng)器中高溫快速破壁，大分子有機(jī)物在短的水力停留時(shí)間內(nèi)被水解微生物降解為小分子有機(jī)酸，再輸送至TSBP產(chǎn)甲烷單元(4)，在其中溫反應(yīng)器中將揮發(fā)性有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為沼氣；沼氣經(jīng)沼氣處理單元(8)進(jìn)行脫硫、去除水分處理后進(jìn)入沼氣利用及換熱單元(9)發(fā)電利用，發(fā)電余熱經(jīng)過(guò)加熱保溫裝置(11)用于漿化調(diào)配后的污泥加熱及TSBP水解單元(3)和TSBP產(chǎn)甲烷單元(4)的加熱和保溫；

步驟d、將步驟c中產(chǎn)生的厭氧消化污泥輸送至深度脫水單元(5)經(jīng)深度脫水后輸送至堆置單元(7)堆置至含水率60％后進(jìn)行后續(xù)處置利用；脫水后的沼液進(jìn)入化學(xué)除磷單元(6)，脫磷處理后排入污水廠。

步驟e、將步驟c和步驟d中產(chǎn)生的臭氣排入臭氣處理單元(10)，收集并處理系統(tǒng)產(chǎn)生的臭氣。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述處理方法，其特征在于，所述漿化調(diào)配單元(2)中污泥包括含水率80％±2％的污水處理廠脫水污泥和未經(jīng)脫水的高含水率污泥，根據(jù)污泥初始含水率確定漿化比例，使污泥含水率調(diào)配至90％±2％，再混入糞便，調(diào)整物料含水率至92％±2％。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述處理方法，其特征在于，所述調(diào)配后污泥進(jìn)入TSBP水解單元(3)，TSBP水解單元(3)的反應(yīng)器采用平底圓柱形鋼制裝置，高溫維持在45℃，停留時(shí)間為3～5d，保溫裝置為水管伴熱保溫層，采用機(jī)械攪拌方式攪拌。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述處理方法，其特征在于，所述TSBP產(chǎn)甲烷單元(4)的反應(yīng)器采用平底圓柱形鋼制裝置，中溫維持在35～38℃，停留時(shí)間14d，保溫裝置為水管伴熱保溫層，采用機(jī)械攪拌方式攪拌。