CN105417912B - 一种脱水污泥厌氧干发酵的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脱水污泥厌氧干发酵的装置，包括：发酵罐体、双螺旋带搅拌器和螺旋绞龙，所述发酵罐体的上部和下部分别设有进泥口和出泥口，所述双螺旋带搅拌器横贯所述发酵罐体且靠近所述进泥口，所述螺旋绞龙横贯所述发酵罐体且靠近所述出泥口，所述双螺旋带搅拌器在所述螺旋绞龙上方，所述双螺旋带搅拌器用于促进污泥的传热传质，加快发酵罐体内气体的逸出，所述螺旋绞龙用于搅动发酵罐体下部的污泥，并在发酵罐体排污泥时把污泥推向所述出泥口。本发明可以对脱水污泥进行有效直接干发酵，显著提高产气效率。

Description

一种脱水污泥厌氧干发酵的装置
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，具体涉及一种脱水污泥厌氧干发酵的装置。
背景技术
目前，我国的污水处理能力逐年提高，截止2014年底，污水处理能力已达到1.57亿m³/d，然而污水处理量的增加导致了大量污泥的产生，估计今年污泥产量将突破3500万t。目前，污泥的处置方法包括卫生填埋、堆肥、焚烧和厌氧消化。相较而言，污泥厌氧消化更好的实现了污泥的减量化、稳定化和资源化，现在在国内外已得到了普遍应用。
污泥的厌氧消化按照污泥含固率又分为湿发酵和干发酵。干发酵是指总固体含量占反应器中物质总量的15%-20%以上的运行方式。相对于湿发酵，干发酵具有有机负荷率高、单位有效容积甲烷产量高、能耗低和产生废物少等优点。目前，我国超过80%的污泥在进行后续的处理处置之前都已经过脱水处理，所以干发酵技术集约处理脱水污泥在我国具有很大的开发潜力，也正日益受到广泛的关注。
然而，由于脱水污泥的粘度较大，呈半固体状，脱水污泥干发酵仍存在搅拌困难，发酵过程传质传热不均一，易造成有机酸、氨氮等物质积累，消化周期延长及抑制厌氧微生物活性等缺点，这都可能导致脱水污泥发酵性能的显著下降。目前国内外有关污泥厌氧消化产沼气的研究大多围绕传统的低固体浓度消化工艺（3%-5%）展开，还没有将含固率高达20%的脱水污泥直接用于厌氧消化的工程实例，主要是因为缺乏直接用于脱水污泥厌氧干发酵的装置。
发明内容
针对现有低固体污泥厌氧消化设施存在的容器体积太大、不易搅拌、传热传质困难及单位容积产气量少等缺点，本发明提供了一种脱水污泥厌氧干发酵的装置，以对脱水污泥进行有效直接干发酵，显著提高产气效率。
一种脱水污泥厌氧干发酵的装置，包括：发酵罐体、双螺旋带搅拌器和螺旋绞龙，所述发酵罐体的上部和下部分别设有进泥口和出泥口，所述双螺旋带搅拌器横贯所述发酵罐体且靠近所述进泥口，所述螺旋绞龙横贯所述发酵罐体且靠近所述出泥口，所述双螺旋带搅拌器在所述螺旋绞龙上方，所述双螺旋带搅拌器用于促进污泥的传热传质，加快发酵罐体内气体的逸出，所述螺旋绞龙用于搅动发酵罐体下部的污泥，并在发酵罐体排污泥时把污泥推向所述出泥口。
在一个实施例中，
所述双螺旋带搅拌器和所述螺旋绞龙的搅动频率相同。
在一个实施例中，
还包括罐体保温层，所述罐体保温层设置在所述发酵罐体的外表面。
在一个实施例中，
还包括加热层，所述加热层设置在所述发酵罐体的内表面。
在一个实施例中，
还包括液箱、液泵和加热器，所述加热层用于流动液体，所述加热层包括液体入口和液体出口，所述加热器设置在所述液箱内，所述液泵用于将所述液箱内经过加热的液体泵入液体入口，液体从所述液体入口流经所述加热层后从液体出口流出回到所述液箱。
在一个实施例中，
还包括气体出口和气体流量计，所述气体出口设置在所述双螺旋带搅拌器的上方，所述气体流量计与所述气体出口连通。
在一个实施例中，
还包括进泥斗、进泥螺杆泵，所述进泥斗用于接收污泥，所述进泥螺杆泵用于将进泥斗内的污泥从进泥口泵入发酵罐体。
在一个实施例中，
还包括多个温度探测器，所述多个温度探测器均匀分布在所述发酵罐体内部。
在一个实施例中，
所述发酵罐体的上部设有气体安全阀和气压计，当所述发酵罐体内的气压超过设定气压阈值时，气体通过所述气体安全阀排出发酵罐体外。
在一个实施例中，
所述发酵罐体的上部设有清洗液体入口。
在一个实施例中，
还包括出泥螺杆泵和球阀，所述出泥螺杆泵通过所述球阀与所述出泥口连接。
本发明可以对脱水污泥进行有效直接干发酵，显著提高产气效率。
由于脱水污泥的粘度较高，且呈半固体状，造成密封条件下操作时搅拌和出料困难，因而，在一些实施例中采用了双螺旋带搅拌器、螺旋绞龙、螺杆泵的复合系统，以实现对污泥的搅拌和排出。
附图说明
图1是本发明一种实施例的脱水污泥厌氧干发酵的装置的示意图；
图2是图1的侧视示意图（部分结构）；
图3是图1的脱水污泥厌氧干发酵的装置的A-A剖视图。
进泥螺杆泵1、进泥斗2、压力表3、安全阀4、压力入孔5、清洗口6、排气口7、气体流量计8、罐体保温层9、水浴加热层10、发酵罐体11、双螺旋带搅拌器12、搅拌轴13、电机14、温控和电控箱15、螺旋绞龙16、球阀17、出料螺杆泵18、加热水箱19、电加热器20、水泵21、支架22、出水口23、进水口24、温度探测器25。
具体实施方式
以下对发明的较佳实施例作进一步详细说明。
如图1至3所示，一种实施例的脱水污泥厌氧干发酵的装置，包括：发酵罐体11、双螺旋带搅拌器12和螺旋绞龙16，所述发酵罐体11的上部和下部分别设有进泥口和出泥口，所述双螺旋带搅拌器12横贯所述发酵罐体1且靠近所述进泥口，所述螺旋绞龙16横贯所述发酵罐体1且靠近所述出泥口，所述双螺旋带搅拌器12在所述螺旋绞龙16上方，所述双螺旋带搅拌器12用于使污泥混合均匀，促进污泥的传热传质，加快发酵罐体1内的污泥发酵而产生气体，并可以加快发酵罐体1内的气体的逸出，所述螺旋绞龙16用于搅动发酵罐体1下部的污泥，并在发酵罐体1排污泥时把污泥推向所述出泥口，所述双螺旋带搅拌器12和所述螺旋绞龙16的搅动频率相同，并防止污泥在发酵罐体1底部角堆积而形成搅拌死区。双螺旋带搅拌器12和螺旋绞龙16分别可以通过对应的电机14驱动。
在一个实施例中，脱水污泥厌氧干发酵的装置还可以包括罐体保温层9，所述罐体保温层9设置在所述发酵罐体1的外表面，以对发酵罐体1进行保温，促进污泥的发酵。
脱水污泥厌氧干发酵的装置还可以包括加热层10，所述加热层10设置在所述发酵罐体1的内表面，以对发酵罐体1提供持续稳定的热源。
加热层10可以是供液体流动而提供热源的，在这种情形下，脱水污泥厌氧干发酵的装置还可以包括液箱19、液泵21和加热器20，所述加热层10包括液体入口24和液体出口23（两者可以分别位于所述发酵罐体1的侧面的上部和下部），所述加热器20设置在所述液箱19内，所述液泵21用于将所述液箱19内经过加热的液体泵入液体入口24，液体从所述液体入口24流经所述加热层10后从液体出口23流出回到所述液箱19内。
在一个实施例中，脱水污泥厌氧干发酵的装置还可以包括气体出口7和气体流量计8，所述气体出口7设置在所述双螺旋带搅拌器12的上方，所述气体流量计8与所述气体出口7连通，用于测量污泥发酵产生的气体。
在一个实施例中，脱水污泥厌氧干发酵的装置还可以包括进泥斗2、进泥螺杆泵1，所述进泥斗2用于接收污泥，所述进泥螺杆泵1用于将进泥斗2内的污泥从进泥口泵入发酵罐体11。
在一个实施例中，脱水污泥厌氧干发酵的装置还可以包括多个温度探测器25，所述多个温度探测器25均匀分布在所述发酵罐体1内部，以监控发酵罐体1内的温度变化。
在一个实施例中，所述发酵罐体的上部设有气体安全阀4、气压计3、清洗液体入口6和压力入孔5，当所述发酵罐体11内的气压超过设定气压阈值时，气体通过所述气体安全阀4排出发酵罐体外，压力入孔5用于方便安装和拆卸发酵罐体11内部的双螺旋带搅拌器12和螺旋绞龙16。
在一个实施例中，脱水污泥厌氧干发酵的装置还包括出泥螺杆泵18和球阀17，所述出泥螺杆泵18通过所述球阀17与所述出泥口连接。
在一个实施例中，发酵罐体11采用半连续方式运行，发酵罐体11的有效容积系数为0.8-0.9。每天定时进、排一定量含水率为20%的脱水污泥，先将定量的泥加入进泥斗2中，然后打开进料球阀进泥（设置在螺杆泵1与进泥口之间），并启动进泥螺杆泵1，待进泥完成后，关闭进料螺杆泵1和球阀。双螺旋带搅拌器12在进泥前即开启搅动，并持续整个进泥过程，进泥完成且待罐内泥全部搅拌均匀后，电机14关闭，搅拌器暂停搅动，之后根据设定的搅拌频率和时间会重新转动。下部的螺旋绞龙16的主要作用是促进罐体内污泥的排出，当需要排泥时，出料球阀17打开，开启螺旋绞龙电机14并使其顺着出泥的方向转动，从而将罐体下部的污泥向出料口输送，一小段时间后打开出料螺杆泵18完成定量的出料过程。出料完成后，关闭球阀17、螺杆泵18以及电机14，之后螺旋绞龙16会根据设定的搅拌频率和时间与双螺旋带搅拌器12进行同时搅动。污泥发酵产生的沼气通过罐体上部的排气口7排出并由气体流量计8记录产气量，之后进行收集或输送以进行其他的使用。罐体上部的压力表3会显示罐体内部压力，当压力过大时，安全阀4会自动开启进行放气。在罐体外面设置有水浴加热层10，加热用水由加热水箱提供，并在水泵21的作用下从罐体一侧的下部进水口24流入，加热层10内冷却下来的水从罐体同侧上部的出水口23流出。加热水箱内的水由其下部的电加热器20进行加热。发酵罐体内设有多个温度探测器25，其与温控和电控箱15通过管线相连接，用于检测罐体内温度的变化，例如是否达到或超过35℃。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种脱水污泥厌氧干发酵的装置，其特征是，包括：发酵罐体、双螺旋带搅拌器和螺旋绞龙，所述发酵罐体的上部和下部分别设有进泥口和出泥口，所述双螺旋带搅拌器横贯所述发酵罐体且靠近所述进泥口，所述螺旋绞龙横贯所述发酵罐体且靠近所述出泥口，所述双螺旋带搅拌器在所述螺旋绞龙上方，所述双螺旋带搅拌器用于促进污泥的传热传质，加快发酵罐体内气体的逸出，所述螺旋绞龙用于搅动发酵罐体下部的污泥，并在发酵罐体排污泥时把污泥推向所述出泥口；还包括进泥斗、进泥螺杆泵、出泥螺杆泵和球阀，所述进泥斗用于接收污泥，所述进泥螺杆泵用于将进泥斗内的污泥从进泥口泵入发酵罐体，所述出泥螺杆泵通过所述球阀与所述出泥口连接，以完成定量的出料过程。
2.如权利要求1所述的脱水污泥厌氧干发酵的装置，其特征是：所述双螺旋带搅拌器和所述螺旋绞龙的搅动频率相同。
3.如权利要求1或2所述的脱水污泥厌氧干发酵的装置，其特征是：还包括加热层、罐体保温层，所述加热层设置在所述发酵罐体的内表面，所述罐体保温层设置在所述发酵罐体的外表面。
4.如权利要求3所述的脱水污泥厌氧干发酵的装置，其特征是：还包括液箱、液泵和加热器，所述加热层用于流动液体，所述加热层包括液体入口和液体出口，所述加热器设置在所述液箱内，所述液泵用于将所述液箱内经过加热的液体泵入液体入口，液体从所述液体入口流经所述加热层后从液体出口流出回到所述液箱。
5.如权利要求1所述的脱水污泥厌氧干发酵的装置，其特征是：还包括气体出口和气体流量计，所述气体出口设置在所述双螺旋带搅拌器的上方，所述气体流量计与所述气体出口连通。
6.如权利要求1所述的脱水污泥厌氧干发酵的装置，其特征是：还包括多个温度探测器，所述多个温度探测器均匀分布在所述发酵罐体内部。
7.如权利要求1所述的脱水污泥厌氧干发酵的装置，其特征是：所述发酵罐体的上部设有气体安全阀和气压计，当所述发酵罐体内的气压超过设定气压阈值时，气体通过所述气体安全阀排出发酵罐体外。
8.如权利要求1所述的脱水污泥厌氧干发酵的装置，其特征是：所述发酵罐体的上部设有清洗液体入口。
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