CN105417922A - 一种连续式污泥热水解装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续式污泥热水解装置及其使用方法，其中，该装置包括罐体，设置在罐体内的搅拌装置，由罐体顶部贯穿进入罐体内、并沿罐体的内壁向下延伸至罐体底部的蒸汽管道，分别设置在罐体的侧壁上部和下部的温度检测装置和设置在罐体顶部的压力检测装置；其中，罐体的底部或者侧壁下部设置有进料口，罐体的侧壁上部设置有出料口，进料口和出料口处分别设置有进料阀和出料阀；蒸汽管道的进口处设置有蒸汽阀。本发明的连续式污泥热水解装置，通过从罐体下部进料、上部出料，并且设置具有多层桨叶的搅拌装置，实现连续输送物料进行热水解处理，处理工序简单，操作方便，提高了处理效率，为污泥热水解工艺的大规模应用提供了新的途径。

Description

一种连续式污泥热水解装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种污泥环保处理装置及其使用方法，尤其涉及一种连续式污泥热水解装置及其使用方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，需要处理的废水越来越多，相应的污泥产量逐渐增加，这些污泥若处理不好，将对环境产生巨大危害；而且人们的环境保护意识越来越强，使环保处理标准也逐步提高。

污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒和胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高(可高达99％以上)，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态。污泥是介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵运输，但很难通过沉降进行固液分离。而热水解处理使污泥的胶体结构和毛细结构破坏，污泥细胞破碎，细胞内部的结合水以及吸附在细胞表面的水分释放出来变成自由水，大大改善了污泥的沉降性能和脱水性能；大分子有机物进一步水解成小分子物质，有利于有机物自固相转移到液相，降低固相有机物比率，有利于固相物质的稳定化及最终处理处置。污泥在高温高压下进行热水解后，脱水性能和水溶性提高，从而可以进行深度脱水或厌氧消化等后续处理，而且与传统的热干化工艺相比，采用热水解工艺处理相同含水率的污泥的综合处理成本明显降低。

从运行方式上污泥热水解装置分为间歇式、半间歇式和连续式，目前应用最广的是间歇式污泥热水解装置。间歇式污泥热水解过程为：将一定量的污泥装入热水解罐中，在高温、高压下保持一定时间，使污泥热水解完成后再将污泥排出，并输送到下一个处理环节。这种方式操作繁琐，稳定性不够，处理效率低，不利于污泥热水解工艺的大规模应用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种连续式污泥热水解装置及其使用方法，能够解决上述污泥热水解方式的不足，操作方便，稳定性好，提高了处理效率，为污泥热水解工艺的大规模应用提供了新的途径。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种连续式污泥热水解装置，其特征在于，该装置包括：罐体，设置在所述罐体内的搅拌装置，由所述罐体顶部贯穿进入所述罐体内、并沿所述罐体的内壁向下延伸至所述罐体底部的蒸汽管道，分别设置在所述罐体的侧壁上部和下部的温度检测装置，和设置在所述罐体顶部的压力检测装置；其中，所述罐体的底部或者侧壁下部设置有进料口，所述罐体的侧壁上部设置有出料口，所述进料口和出料口处分别设置有进料阀和出料阀；所述蒸汽管道的进口处设置有蒸汽阀。

所述罐体的顶部或者侧壁上还设置有人孔；所述罐体的底部还设置有排空口。

所述搅拌装置包括设置在所述罐体顶部的驱动装置，一端与所述驱动装置连接、另一端向所述罐体底部延伸的搅拌轴，以及沿轴向间隔设置在所述搅拌轴上的多层桨叶。

在所述罐体底部还固定设置有一倒L形的搅拌轴支架，所述搅拌轴支架与所述搅拌轴的底端活动连接。

多根所述蒸汽管道沿所述罐体的周向均匀分布。

该装置还包括用于支撑所述罐体的支撑装置，所述支撑装置是沿周向均匀设置在所述罐体底部的至少4个支撑腿，或者是沿所述罐体侧壁中部的周向均匀设置的至少4个耳式支座。

所述罐体的外部还设置有夹套，所述夹套包括蒸汽进口和蒸汽出口。

一种连续式污泥热水解装置的使用方法，包括以下步骤：

1)设定进料阀和出料阀的压力，且进料阀的设定压力大于出料阀的设定压力；打开进料阀和蒸汽阀，同时启动搅拌装置，污泥从进料口进入罐体，饱和高温蒸汽通过蒸汽管道进入罐体内，使罐体内的压力和温度升高，搅拌装置将污泥和蒸汽搅拌混合；

2)温度检测装置和压力检测装置分别实时监测罐体内的温度和压力，保证罐体内达到污泥热水解的温度和压力的规定值，通过罐体体积计算污泥进料和出料的时间，即污泥热水解时间；由于进料阀的设定压力大于出料阀的设定压力，污泥由进料口不停地输送进入罐体，将罐体底部和下部的污泥向罐体上部的出料口推进，同时由搅拌装置不停的搅拌，使污泥持续完成热水解；

3)罐体内的压力由于污泥和蒸汽的不断进入而升高，当出料口的压力达到出料阀的设定压力值时，出料阀自动打开，罐体上部已经热水解完全的污泥从出料口排出，进行后续处理；通过进料阀和出料阀之间的压力差，持续推动污泥由进料口进入罐体，同时通过蒸汽通道均匀通入蒸汽和搅拌装置的不停搅拌，使污泥在流动的过程中完成热水解，最后由出料口排出，从而实现罐体内污泥的连续进料热水解和连续出料。

所述步骤2)中的罐体内的温度的规定值为80～220℃，压力的规定值为0.3～2.2MPa，热水解时间为30～120分钟。

还包括步骤4)：在热水解装置运行结束时，直接从人孔进水，对罐体内进行清洗；当罐体内清洗完成时，残余物料由罐体底部的排空口排出。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的连续式污泥热水解装置，通过从罐体下部进料、上部出料，并且设置具有多层桨叶的搅拌装置，实现连续输送物料进行热水解处理，处理工序简单，操作方便，提高了处理效率，为污泥热水解工艺的大规模应用提供了新的途径。2、本发明的连续式污泥热水解装置，蒸汽进气均匀，污泥水解充分，对污泥适应性强。3、本发明的连续式污泥热水解装置，通过设置搅拌轴支架，搅拌装置运行平稳，污泥热水解效果更加稳定。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例2的结构示意图；

图3是本发明实施例3的结构示意图；

图4是本发明实施例4的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供的连续式污泥热水解装置，其包括罐体1、搅拌装置2、蒸汽管道3、温度检测装置4和压力检测装置5；其中，罐体1的侧壁下部设置有进料口11，罐体1的侧壁上部设置有出料口12，且进料口11和出料口12处分别设置有进料阀13和出料阀14；搅拌装置2设置在罐体1内，用于将罐体1内的污泥与蒸汽混合均匀；蒸汽管道3由罐体1顶部贯穿进入罐体1内，并沿罐体1的内壁向下延伸至罐体1的底部，蒸汽管道3的进口处设置有蒸汽阀31；温度检测装置4分别设置在罐体1的侧壁上部和下部，实时监测罐体1内各位置的温度；压力检测装置5设置在罐体1的顶部，实时监测罐体1内的压力。

上述实施例中，罐体1的顶部或者侧壁上还设置有人孔15，易于操作，方便维修人员进入罐体1内进行检查和维修。

上述实施例中，罐体1的底部还设置有排空口16，在热水解装置运行结束、罐体1内清洗完成时，可将残余物料排出。

上述实施例中，罐体1采用碳钢、不锈钢或其他材质制成，热水解装置采用整体焊接方式，结构简单，减轻重量，降低成本。

上述实施例中，搅拌装置2包括设置在罐体1顶部的驱动装置21，一端与驱动装置21连接、另一端向罐体1底部延伸的搅拌轴22，以及沿轴向间隔设置在搅拌轴22上的多层桨叶23；多层桨叶23的结构设置精巧，整体布局合理，通过分层桨叶23的搅拌，可以使得污泥受热均匀，热水解更完全。

上述实施例中，在罐体1底部还固定设置有一倒L形的搅拌轴支架6，搅拌轴支架6与搅拌轴22的底端活动连接，使得搅拌轴22和桨叶23运行平稳，污泥热水解效果更加稳定。

上述实施例中，多根蒸汽管道3沿罐体1周向均匀分布，蒸汽通入均匀，使罐体1内污泥供气受热均匀，热水解更完全。

上述实施例中，还包括用于支撑罐体1的支撑装置7，支撑装置7可以是沿周向均匀设置在罐体1底部的至少4个支撑腿71；也可以是沿罐体1的侧壁中部的周向均匀设置的至少4个耳式支座72。

实施例2：

如图2所示，本实施例提供的连续式污泥热水解装置与实施例1的结构基本相同，区别仅在于本实施例中进料口11设置于罐体1的底部。

实施例3：

如图3所示，本实施例提供的连续式污泥热水解装置与实施例1的结构基本相同，区别仅在于本实施例中罐体1的外部还设置有夹套8，夹套8包括蒸汽进口81和蒸汽出口82；当罐体1内部的温度达不到设定温度时，可以通过在夹套8内通入高温蒸汽，使罐体1内部温度更加稳定、可控，为完成污泥热水解的整个过程提供了有力保证。

实施例4：

如图4所示，本实施例提供的连续式污泥热水解装置与实施例2的结构基本相同，区别仅在于本实施例中罐体1的外部还设置有夹套8，夹套8包括蒸汽进口81和蒸汽出口82；当罐体1内部的温度达不到设定温度时，可以通过在夹套8内通入高温蒸汽，使罐体1内部温度更加稳定、可控，为完成污泥热水解的整个过程提供了有力保证。

本发明的连续式污泥热水解装置在使用时，包括以下步骤：

1)设定进料阀13和出料阀14的压力，且进料阀13的设定压力大于出料阀14的设定压力；打开进料阀13和蒸汽阀31，同时启动搅拌装置2；污泥从进料口11进入罐体1，由于进料口11在罐体1的下部或底部，避免了物料快速流出罐体；饱和高温蒸汽通过蒸汽管道3进入罐体1内，使罐体1内的压力和温度升高，由于蒸汽管道3的出口在罐体1的底部，使罐体1内底部的污泥首先受热水解；搅拌装置2将污泥和蒸汽搅拌混合，使污泥受热均匀，热水解更完全；

2)温度检测装置4和压力检测装置5分别实时监测罐体1内的温度和压力，以保证罐体1内达到污泥热水解的温度和压力的规定值；通过罐体1体积可以计算出污泥进料和出料的时间，即污泥热水解时间，由于罐体体积足够大，从而保证充足的热水解时间；由于进料阀13的设定压力大于出料阀14的设定压力，污泥由进料口11不停地输送进入罐体1，将罐体1底部和下部的污泥向罐体1上部的出料口12推进，同时由搅拌装置2不停的搅拌，使污泥持续完成热水解；

3)罐体1内的压力由于污泥和蒸汽的不断进入而升高，当出料口12的压力达到出料阀14的设定压力值时，出料阀14自动打开，罐体1上部已经热水解完全的污泥从出料口12排出，排出的污泥可进入熟料储存仓等进行后续处理。例如，后续处理方式可以是将热水解后的熟料进行板框压滤后进行填埋、焚烧、制造建筑材料或土地利用等。通过进料阀13和出料阀14之间的压力差，持续推动污泥由进料口11进入罐体1，同时通过蒸汽通道3均匀通入蒸汽和搅拌装置2的不停搅拌，使污泥在流动的过程中完成热水解，最后由出料口12排出，从而实现罐体1内污泥的连续进料热水解和连续出料。

上述实施例中，还包括步骤4)：在热水解装置运行结束时，对罐体1内进行清洗。当罐体1内部需要清洗时，可直接从人孔15进水；当罐体1内清洗完成时，残余物料由罐体1底部的排空口16排出。

上述实施例中，步骤2)中所述的罐体1内的温度的规定值为80～220℃，压力的规定值为0.3～2.2MPa，热水解时间为30～120分钟。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种连续式污泥热水解装置，其特征在于，该装置包括：

罐体，

设置在所述罐体内的搅拌装置，

由所述罐体顶部贯穿进入所述罐体内、并沿所述罐体的内壁向下延伸至所述罐体底部的蒸汽管道，

分别设置在所述罐体的侧壁上部和下部的温度检测装置，和

设置在所述罐体顶部的压力检测装置；

其中，所述罐体的底部或者侧壁下部设置有进料口，所述罐体的侧壁上部设置有出料口，所述进料口和出料口处分别设置有进料阀和出料阀；所述蒸汽管道的进口处设置有蒸汽阀。

2.如权利要求1所述的一种连续式污泥热水解装置，其特征在于，所述罐体的顶部或者侧壁上还设置有人孔；所述罐体的底部还设置有排空口。

3.如权利要求1或2所述的一种连续式污泥热水解装置，其特征在于，所述搅拌装置包括设置在所述罐体顶部的驱动装置，一端与所述驱动装置连接、另一端向所述罐体底部延伸的搅拌轴，以及沿轴向间隔设置在所述搅拌轴上的多层桨叶。

4.如权利要求3所述的一种连续式污泥热水解装置，其特征在于，在所述罐体底部还固定设置有一倒L形的搅拌轴支架，所述搅拌轴支架与所述搅拌轴的底端活动连接。

5.如权利要求1或2或4所述的一种连续式污泥热水解装置，其特征在于，多根所述蒸汽管道沿所述罐体的周向均匀分布。

6.如权利要求5所述的一种连续式污泥热水解装置，其特征在于，该装置还包括用于支撑所述罐体的支撑装置，所述支撑装置是沿周向均匀设置在所述罐体底部的至少4个支撑腿，或者是沿所述罐体侧壁中部的周向均匀设置的至少4个耳式支座。

7.如权利要求1或2或4或6所述的一种连续式污泥热水解装置，其特征在于，所述罐体的外部还设置有夹套，所述夹套包括蒸汽进口和蒸汽出口。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的连续式污泥热水解装置的使用方法，包括以下步骤：

1)设定进料阀和出料阀的压力，且进料阀的设定压力大于出料阀的设定压力；打开进料阀和蒸汽阀，同时启动搅拌装置，污泥从进料口进入罐体，饱和高温蒸汽通过蒸汽管道进入罐体内，使罐体内的压力和温度升高，搅拌装置将污泥和蒸汽搅拌混合；

2)温度检测装置和压力检测装置分别实时监测罐体内的温度和压力，保证罐体内达到污泥热水解的温度和压力的规定值，通过罐体体积计算污泥进料和出料的时间，即污泥热水解时间；由于进料阀的设定压力大于出料阀的设定压力，污泥由进料口不停地输送进入罐体，将罐体底部和下部的污泥向罐体上部的出料口推进，同时由搅拌装置不停的搅拌，使污泥持续完成热水解；

3)罐体内的压力由于污泥和蒸汽的不断进入而升高，当出料口的压力达到出料阀的设定压力值时，出料阀自动打开，罐体上部已经热水解完全的污泥从出料口排出，进行后续处理；通过进料阀和出料阀之间的压力差，持续推动污泥由进料口进入罐体，同时通过蒸汽通道均匀通入蒸汽和搅拌装置的不停搅拌，使污泥在流动的过程中完成热水解，最后由出料口排出，从而实现罐体内污泥的连续进料热水解和连续出料。

9.如权利要求8所述的一种连续式污泥热水解装置的使用方法，其特征在于，所述步骤2)中的罐体内的温度的规定值为80～220℃，压力的规定值为0.3～2.2MPa，热水解时间为30～120分钟。

10.如权利要求9所述的一种连续式污泥热水解装置的使用方法，其特征在于，还包括步骤4)：在热水解装置运行结束时，直接从人孔进水，对罐体内进行清洗；当罐体内清洗完成时，残余物料由罐体底部的排空口排出。