CN105036505A - 一种处理脱水污泥的干发酵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于脱水污泥资源化与生物能源开发利用技术领域，涉及一种处理脱水污泥的干发酵装置，具体涉及一种处理脱水污泥的厌氧干发酵产沼气装置。该装置包括发酵罐体(1)、渗滤液回收和菌液喷淋系统、三级螺旋进料系统(6)以及负压出料系统。采用三级螺旋进料方式投入脱水污泥，另一端采用负压出料系统将发酵完的残渣排出，完成换料，降低了进出料难度，同时将渗滤液回收、菌液喷淋和搅拌与干发酵技术配合，能使脱水污泥和菌种充分接触，传热传质均匀，提高了产气率，并极大地减少了用水量需求，几乎没有污水排出，资源化利用率高。

Description

一种处理脱水污泥的干发酵装置
技术领域
本发明属于脱水污泥资源化与生物能源开发利用技术领域，涉及一种处理脱水污泥的干发酵装置，具体涉及一种处理脱水污泥的厌氧干发酵产沼气装置。
背景技术
脱水污泥是污水处理厂污泥经絮凝处理后的污泥，含水量约为80％，可作为可利用的生物质资源。我国污水处理行业迅速发展，产生大量脱水污泥，但是，脱水污泥亲水性差、流动性差、极易腐败、处置难度高。
目前，厌氧发酵是脱水污泥资源化利用的有效办法，但脱水污泥的厌氧发酵普遍采用污泥湿法，这种发酵方式原料浓度低、需水量大，在发酵完成后，发酵残留液处理困难，如果处理不当，容易造成二次污染。对于发酵后的出料方式，现在普遍采用自重力出料方式或螺旋出料方式，出料困难、容易造成堵塞，使生产不能连续正常运行。
国外干发酵技术已经成熟，例如德国车库型工艺、法国Valorga工艺、比利时Dranco工艺、瑞典Kompogas卧桶式搅拌工艺等，已经投入生产使用，用于规模化沼气生产。我国在21世纪初开始了大型干发酵反应器研究，目前还处于初步应用阶段，我国现在的干发酵技术包括覆膜槽生物反应器、地下敞口式覆膜发酵池、柔性顶膜车库式干发酵技术等。干发酵技术具有底物浓度高、产气率高、节约水量等优点，但是也存在传热传质不均匀、接种物与底物混合不均匀以及发酵环境难以控制等问题。
闫志英等人(公开号：CN201670835U)在2010年提出了一种车库式厌氧干发酵装置，在气缸的推拉下实现了上下旋转式关闭和开启，方便进出料；通过消化渗滤液循环回流和菌种投加，使传热传质效率增高。董长青等人(公开号：CN102533523B)在2011年提出了一种集装箱式的干发酵系统，利用固定在发酵间天花板上可伸缩的不锈钢罩配合带有车轮的可移动干发酵装置，方便进出料，实现了低能耗运行。雷云辉等人(公开号：CN102517201B)在2012年提出了一种干发酵装置，采用上推流结合螺旋输送的方式完成换料，降低了进出料难度。但是，这些装置不适合于脱水污泥原料，不同程度地存在进出料难、传热传质效果差等问题，因此，提供一种处理脱水污泥的干发酵装置，以实现脱水污泥的资源化、减量化和无害化利用，同时增加产气效率和产气量，提高装置的实用性，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理脱水污泥的干发酵装置，采用三级螺旋进料方式和负压出料的方式方便进出料，利用渗滤液回收、驯化菌液喷淋和搅拌的方式，提高传热传质效率和产气效率，实现了脱水污泥的资源化、减量化和无害化利用，提高了装置的实用性。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种处理脱水污泥的干发酵装置，该装置包括发酵罐体1、渗滤液回收和菌液喷淋系统、三级螺旋进料系统6以及负压出料系统；
其中，发酵罐体1内部沿轴向设置搅拌器7，搅拌器7的一端由搅拌器支架25支撑，另一端与发酵罐体1外部的第一电机20连接；发酵罐体1内设置热水循环管18；发酵罐体1顶部设置超声液位计22、压力安全阀4和出气口5；发酵罐体1侧面设置温度计21和取样器23；
渗滤液回收和菌液喷淋系统包括渗滤板8、渗滤液收集管13、第一管道泵14、菌种驯化罐15、第二管道泵16、喷淋管2和喷淋头3，其中，渗滤板8设置于发酵罐体1内搅拌器7下方，渗滤板8上设置均匀分布的渗滤孔，渗滤液收集管13设置在渗滤板8的下方、与第一电机20相对应的一侧；渗滤液收集管13通过管道依次与第一管道泵14、菌种驯化罐15、第二管道泵16以及喷淋管2连接；喷淋管2设置于发酵罐体1内搅拌器7上方；喷淋管2上均匀分布设置多个喷淋头3；菌种驯化罐15内含降解絮凝剂的菌种、甲烷菌；
发酵罐体1外部的第一电机20一侧设置三级螺旋进料系统6，三级螺旋进料系统6的进料管24插入发酵罐体1内部的脱水污泥的液面下；
负压出料系统包括出料管9、负压罐10、调压装置11和控制装置12，其中，出料管9设置在渗滤板8上方、与第一电机20相对的一侧，通过管道与多个并联的负压罐10相连并进一步连接到调压装置11和控制装置12。
所述降解絮凝剂的菌种为藤黄微球菌、宛氏拟青霉、硫酸盐还原菌、腐生菌、假单胞菌、白腐真菌、里拉微球菌、少动鞘氨醇单胞菌、鲍氏不动杆菌、玫瑰色微球菌、变异微球菌、类志贺邻单胞菌中的一种或多种。
发酵罐体1外表面覆盖有外保温材料19。
所述发酵罐体1由支架17支撑在地面上。
多个取样器23设置在发酵罐体1内不同高度上。
所述喷淋管2呈多支均匀排列。
所述进料管24和出料管9上设置开关阀。
每根喷淋管2与第二管道泵16连接的一端设有开关阀。
本发明的有益效果在于：
采用三级螺旋进料方式投入脱水污泥，另一端采用负压出料系统将发酵完的残渣排出，完成换料，降低了进出料难度；负压出料可实现快速出料，将连接负压出料系统的出料管设置在渗滤板上方，可保证渗滤板的渗透效率和渗滤液的回收量。同时将渗滤液回收、菌液喷淋和搅拌与干发酵技术配合，能使脱水污泥和菌种充分接触，传热传质均匀，提高了产气率，并极大地减少了用水量需求，几乎没有污水排出，资源化利用率高。
另外，设置热水循环管，并外表面覆盖保温材料，可维持发酵温度稳定，获得最佳的发酵效果。
附图说明
图1是本发明一种处理脱水污泥的干发酵装置的结构示意图。
图2是本发明一种处理脱水污泥的干发酵装置的发酵罐体的结构示意图。
附图标记
1发酵罐体2喷淋管
3喷淋头4压力安全阀
5出气口6三级螺旋进料系统
7搅拌器8渗滤板
9出料管10负压罐
11调压装置12控制装置
13渗滤液收集管14第一管道泵
15菌种驯化罐16第二管道泵
17支架18热水循环管
19外保温材料20第一电机
21温度计22超声液位计
23取样计24进料管
25搅拌器支架
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1和图2所示，本发明提供的处理脱水污泥的干发酵装置，包括发酵罐体1、渗滤液回收和菌液喷淋系统、三级螺旋进料系统6以及负压出料系统。
其中，发酵罐体1由支架17支撑在地面上，其内部沿轴向设置搅拌器7，搅拌器7的一端由搅拌器支架25支撑，另一端与发酵罐体1外部的第一电机20连接，由第一电机20驱动搅拌器7转动。发酵罐体1内壁两侧设置热水循环管18，以维持发酵罐体1内发酵温度的稳定，外表面覆盖外保温材料19，起到保温效果；发酵罐体1顶部设置超声液位计22、压力安全阀4和出气口5；发酵罐体1侧面设置温度计21和取样器23，且多个取样器23设置在发酵罐体1内不同高度上。温度计21的作用是观察发酵罐体1内的发酵温度，直观了解发酵环境，对发酵环境的变化及时作出调整；超声液位计22用于观察发酵罐体1内的液位，随时对喷淋量进行调节；取样器23方便了工作人员随时抽取发酵罐体1内不同高度的液体进行定期测试，了解发酵过程的营养需求和酸碱环境，以便及时补充和调节。
渗滤液回收和菌液喷淋系统包括渗滤板8、渗滤液收集管13、第一管道泵14、菌种驯化罐15、第二管道泵16、喷淋管2和喷淋头3。其中，渗滤板8设置于发酵罐体1内搅拌器7的下方，渗滤板8上设置均匀分布的渗滤孔，渗滤液收集管13设置在渗滤板8的下方、与第一电机20相对的一侧。渗滤液收集管13通过管道依次与第一管道泵14、菌种驯化罐15、第二管道泵16以及喷淋管2连接。喷淋管2设置于发酵罐体1内搅拌器7的上方，呈多支均匀排列，且喷淋管2上均匀排布多个喷淋头3。菌种驯化罐15内含降解絮凝剂的菌种、甲烷菌，其中，所述降解絮凝剂的菌种为藤黄微球菌、宛氏拟青霉、硫酸盐还原菌、腐生菌、假单胞菌、白腐真菌、里拉微球菌、少动鞘氨醇单胞菌、鲍氏不动杆菌、玫瑰色微球菌、变异微球菌、类志贺邻单胞菌中的一种或多种。
发酵罐体1外部的第一电机20一侧设置三级螺旋进料系统6，三级螺旋进料系统6的进料管24插入发酵罐体1内部的脱水污泥的液面下。通过三级螺旋进料系统6输送脱水污泥至发酵罐体1内部的渗滤板8上部空间完成进料过程。
负压出料系统包括出料管9、负压罐10、调压装置11和控制装置12。出料管9设置在渗滤板8的上方、与第一电机20相对的一侧，通过管道与多个并联的负压罐10相连并进一步连接到调压装置11和控制装置12，通过进行压力控制采用负压出料的方式完成排料。
进料管24和出料管9上设置开关阀，是为了方便管理并确保各个管路能在开通与关闭之间随意转换；每支喷淋管2与第二管道泵16连接的一端设有开关阀，是为了对一些暂时不使用的管路随时将其关闭，并保证管路的密封效果。
本发明的脱水污泥干发酵装置在使用时，首先，通过三级螺旋进料系统6的进料管24向发酵罐体1内输送脱水污泥，使脱水污泥的液面超过进料管24下端，启动第一电机20驱动发酵罐体1内的搅拌器7定时工作；进入发酵罐体1内的脱水污泥都置于渗滤板8上，启动第一管道泵14，将渗滤板8下部脱水污泥中的渗滤液通过渗滤收集管13输送并储存到菌种驯化罐15中，菌种驯化罐15中含有可降解絮凝剂的菌种、甲烷菌，然后通过第二管道泵16将包括渗滤液、可降解絮凝剂的菌种和甲烷菌的菌液通过喷淋管2和喷淋头3喷淋在发酵罐体1的脱水污泥中，使脱水污泥和菌种充分接触；此时，热水循环管18开始工作，以保证发酵罐体1内维持稳定的发酵温度(35℃)，发酵后的气体通过发酵罐体1顶部出气口5导出；发酵完成后，通过调压装置11和控制装置12调节控制负压出料系统，将残渣通过出料管9排出发酵罐体1，以此，反复进行发酵工序。

Claims (8)

1.一种处理脱水污泥的干发酵装置，其特征在于：
该装置包括发酵罐体(1)、渗滤液回收和菌液喷淋系统、三级螺旋进料系统(6)以及负压出料系统；
其中，发酵罐体(1)内部沿轴向设置搅拌器(7)，搅拌器(7)的一端由搅拌器支架(25)支撑，另一端与发酵罐体(1)外部的第一电机(20)连接；发酵罐体(1)内设置热水循环管(18)；发酵罐体(1)顶部设置超声液位计(22)、压力安全阀(4)和出气口(5)；发酵罐体(1)侧面设置温度计(21)和取样器(23)；
渗滤液回收和菌液喷淋系统包括渗滤板(8)、渗滤液收集管(13)、第一管道泵(14)、菌种驯化罐(15)、第二管道泵(16)、喷淋管(2)和喷淋头(3)，其中，渗滤板(8)设置于发酵罐体(1)内搅拌器(7)下方，渗滤板(8)上设置均匀分布的渗滤孔，渗滤液收集管(13)设置在渗滤板(8)的下方、与第一电机(20)相对应的一侧；渗滤液收集管(13)通过管道依次与第一管道泵(14)、菌种驯化罐(15)、第二管道泵(16)以及喷淋管(2)连接；喷淋管(2)设置于发酵罐体(1)内搅拌器(7)上方；喷淋管(2)上均匀分布设置多个喷淋头(3)；菌种驯化罐(15)内含降解絮凝剂的菌种、甲烷菌；
发酵罐体(1)外部的第一电机(20)一侧设置三级螺旋进料系统(6)，三级螺旋进料系统(6)的进料管(24)插入发酵罐体(1)内部的脱水污泥的液面下；
负压出料系统包括出料管(9)、负压罐(10)、调压装置(11)和控制装置(12)，其中，出料管(9)设置在渗滤板(8)上方、与第一电机(20)相对的一侧，通过管道与多个并联的负压罐(10)相连并进一步连接到调压装置(11)和控制装置(12)。
2.如权利要求1所述的处理脱水污泥的干发酵装置，其特征在于：
所述降解絮凝剂的菌种为藤黄微球菌、宛氏拟青霉、硫酸盐还原菌、腐生菌、假单胞菌、白腐真菌、里拉微球菌、少动鞘氨醇单胞菌、鲍氏不动杆菌、玫瑰色微球菌、变异微球菌、类志贺邻单胞菌中的一种或多种。
3.如权利要求1或2所述的处理脱水污泥的干发酵装置，其特征在于：
发酵罐体(1)外表面覆盖有外保温材料(19)。
4.如权利要求1或2所述的处理脱水污泥的干发酵装置，其特征在于：
所述发酵罐体(1)由支架(17)支撑在地面上。
5.如权利要求1或2所述的处理脱水污泥的干发酵装置，其特征在于：
多个取样器(23)设置在发酵罐体(1)内不同高度上。
6.如权利要求1或2所述的处理脱水污泥的干发酵装置，其特征在于：
所述喷淋管(2)呈多支均匀排列。
7.如权利要求1或2所述的处理脱水污泥的干发酵装置，其特征在于：
所述进料管(24)和出料管(9)上设置开关阀。
8.如权利要求1或2所述的处理脱水污泥的干发酵装置，其特征在于：
每根喷淋管(2)与第二管道泵(16)连接的一端设有开关阀。
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