[發明專利]一種兩相厭氧消化處理污泥的系統及方法

在審

• 申請號: 202010445460.0
• 申請日: 2020-05-24
• 公開（公告）號: CN111484219A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 王凱軍;趙肖玲
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04;C02F11/12
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種兩相厭氧消化處理污泥的系統，包括計量稱重單元、漿化調配單元、TSBP水解單元、TSBP產甲烷單元、深度脫水單元、堆置單元、化學除磷單元、沼氣處理單元、沼氣利用及換熱單元、加熱保溫單元和臭氣處理單元。污泥經計量稱重單元進入漿化調配單元調配含水率后，首先進入TSBP水解單元，在高溫下進行污泥的快速破壁，并將大分子有機物降解為小分子有機酸，再輸送至TSBP產甲烷單元，在中溫環境中將揮發性有機酸轉化為沼氣。沼氣經脫硫、去除水分處理后發電利用，發電余熱用于水解單元和產甲烷單元的加熱和保溫；消化污泥經深度脫水后進行后續處置利用；沼液進入化學除磷單元，脫磷處理后排放，本發明可實現污泥產能，同時對消化污泥和沼液處理以防影響環境。

技術領域

本發明屬于固廢處理技術領域，涉及固廢資源的無害化處理及能源化利用，特別涉及一種兩相厭氧消化處理污泥的系統及方法。

背景技術

近年來，隨著我國城鎮化發展水平的提升，污水處理設施日益完善，污泥產量也逐年增長。厭氧消化工藝是目前最可行的污泥穩定化工藝，污泥經厭氧消化后，體積大大減少，脫水性能大大提高，可實現污泥的減量化和穩定化。同時，污泥厭氧消化產生的清潔能源沼氣，不僅可用作鍋爐燃料、直接驅動鼓風機，也可用于沼氣發電，提供污水處理廠的部分用電量。

雖然我國對污泥厭氧消化已有一定的研究和應用，但是由于在厭氧消化工藝的設計理論及操作運行方面存在諸多不足，造成我國污泥厭氧消化應用落后。污泥厭氧消化主要存在以下問題：(1)污泥破壁問題：細胞壁結構穩定，難于生物降解，需要解決細胞壁的破壁難題，才能保證污泥的有效降解。(2)反應效率低：普通消化技術難以實現高效甲烷化，需要解決水解酸化菌與產甲烷菌各自最優環境，實現高效產甲烷。(3)厭氧系統能量凈輸出低：系統能耗遠遠高于系統產能，難以實現能源自給。

因此，必須提高污泥厭氧消化技術水平，研發適合我國國情的污泥厭氧消化新技術及裝備，這對實現污水廠節能減排和污泥減量化、穩定化是非常必要的。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種兩相厭氧消化處理污泥的系統及方法，以期提高污泥水解率，解決污泥破壁問題，使水解酸化菌與產甲烷菌處于各自最優環境，實現高效產甲烷；平衡系統能耗，實現能源自給；同時對沼液沼渣處理以防影響環境。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種兩相厭氧消化處理污泥的系統，包括：

計量稱重單元1，計量稱重污水處理廠運來的脫水污泥及未脫水污泥量；

漿化調配單元2，接計量稱重單元1，對脫水污泥、未脫水污泥及糞便進行混合，調節污泥含水率；

TSBP水解單元3，接污泥漿化調配單元2的出口，對調配后的污泥進行高溫水解酸化；

TSBP產甲烷單元4，接TSBP水解單元3的物料出口，對水解酸化后的物料在產甲烷菌的作用下進行沼氣轉化；

深度脫水單元5，接TSBP產甲烷單元4的出口，對厭氧消化后污泥進行脫水；

化學除磷單元6，接深度脫水單元5，化學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，對深度脫水后的消化污泥進行堆置處理；

沼氣處理單元8，接TSBP水解單元3和TSBP產甲烷單元4的沼氣排出口，對沼氣進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，對處理后沼氣進行發電利用，發電余熱對漿化調配單元2的污泥進行加熱和保溫，以保證TSBP水解單元3和TSBP產甲烷單元4所需溫度；

臭氣處理單元10，接漿化調配單元2和深度脫水單元5的臭氣排出口，收集處理系統產生的臭氣。