CN105950446A - 一种利用高温干式厌氧消化处理脱水藻泥和秸秆混合物的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用高温干式厌氧消化处理脱水藻泥和秸秆混合物的装置，首先将脱水藻泥（或剩余污泥）、粉碎后的秸秆、回流接种污泥在物料混合池里面混合。之后送入主反应器里面发酵，反应器温度控制在55℃左右，固体停留时间12‑18天，反应器运行直至出料产气量低于2m3/（m3·d）。出料含水率80%‑85%,一部分作为接种污泥回用，大部分外运作为肥料利用。利用这种方法处理后VS降解率55%‑60%，单位体积产气量110 m3/（m3·d），甲烷含量平均55%。

Description

一种利用高温干式厌氧消化处理脱水藻泥和秸秆混合物的装置
技术领域
本发明涉及厌氧消化处理领域，具体的说是一种利用高温干式厌氧消化处理脱水藻泥和秸秆混合物的装置。
背景技术
我国水体富营养化现象严重，每天夏天都发生蓝藻爆发现象。巢湖是五大淡水湖之一，原先是合肥的饮用水源地，但由于污染严重和蓝藻爆发，已不适合作为水源地。为了控制蓝藻爆发产生的污染，建立了蓝藻打捞设施，每年夏天蓝藻爆发后，通过打捞将蓝藻收集起来，但怎么处理收集后的藻泥是一个挑战。
藻泥是一种生物资源，含有促进农作物生长的氮、磷、钾等营养物质及含量高达50％以上的有机质。同时，的藻泥具有含水率高、易腐烂、有刺鼻性气味。如不加以妥善处理，将会造成二次污染。所以对于藻泥处理应该统筹规划，采用先进技术无害化处理。这样可以为肥力低下的农田增添有机质，提高肥力促进农业生产发展，实现农业生态环境的良性循环。但现在大量未经处理的藻泥没有正常出路，许多城市仍采取购地露天堆放，造成城市周围蚊蝇孽生、环境污染的状况。
目前，国内厌氧消化处理方法主要还是湿法发酵。比如四堡污水厂的卵形消化池，其反应器容器很大，运行起来管理困难，成本高，效率低，沼液难以处理等缺点。同时普通的厌氧消化技术会出现酸化现象，抑制反应，需要采用两相反应器来缩短反应周期，工艺复杂。
发明内容
本发明是为了避免上述现有技术方法所存在的不足之处，提供一种高效，无二次污染，处理费用低甚至达到资源化的利用高温干式厌氧消化处理脱水藻泥的装置。
本发明的技术方案如下：
一种利用高温干式厌氧消化处理脱水藻泥和秸秆混合物的装置，其特征在于：包括有物料混合池、主反应器，物料混合池包括有圆柱形的钢筋混凝土池壁、搅拌器，钢筋混凝土池壁上端安装有秸秆进料管、电机、通气管，钢筋混凝土池壁侧壁连接有剩余污泥进料管，钢筋混凝土池壁底部安装有回流污泥管、密封传送带；所述主反应器包括有进料间、预留产气室、产酸段、产气高峰段，进料间内设有进料器，进料器外连接有进料传送带，预留产气室、产酸段、产气高峰段内设有多个导气管，导气管两端分别连接有反冲沼气总管、沼气管，产气高峰段下端设有出料口，出料口上连接有出料管，产气高峰段内设有扰流挡板，产气高峰段底部侧壁由过滤层、夹层、防水层构成，产气高峰段底端连接有沼液收集池。
所述的预留产气室顶端设有回流沼液喷头。
所述钢筋混凝土池壁的直径3m、高6m、有效容积40m3，脱水藻泥由污泥泵抽送，秸秆由鼓风机吹送，回流污泥由传送带传送，混合后由密封传送带送至主反应器。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
反应器采用高温干式厌氧消化技术，反应器体积小，池容效率高，产气量高，固体停留时间短，出料不需要脱水处理。同时高温厌氧消化不会出现酸化现象，不需要相分离，在工艺上简化了很多。达到了运行管理方便，成本低，有机物去除率高，产气量大，甲烷含量高，出料病原微生物去除率高等优点。
本发明的工艺处理流程：
（1）藻泥浓缩池
在固态厌氧消化中最佳含水率在75%～80%，但由于添加的秸秆含水率很低，需要加水来调节物料的含水率，所以在浓缩的时候不需要深度脱水，只需要污泥浓缩至含水率为91%～94%即可，最好是能达到92%以下。这样不但可以节省掉脱水成本，而且操作起来更容易。从现有的污泥浓缩工艺来看，比较符合要求的是机械离心浓缩工艺。
（2）秸秆预处理车间
由于外来秸秆大多是粒径比较大的，不利于反应的进行，所以消化前需要粉碎处理至0.5cm～1.0cm，甚至根据需要可以更细。粉碎后的秸秆进出料时相对容易，同时粉碎后的秸秆比表面积更大，更有利于消化反应，缩短消化周期。根据实际情况还可以对秸秆进一步作相应的预处理，比如碱处理，堆沤处理等以提到产气量，缩短反应周期。粉碎后的秸秆用传送带等方式送入物料混合池。
（3）物料混合池
物料混合池，主要是将秸秆，来自污泥浓缩池的污泥和回流接种污泥混合。物料混合池分上下两部分，秸秆和剩余污泥从池上部进料，回流污泥从下部进料，秸秆和剩余污泥在上层以剩余污泥冲击水力搅拌为主次之以搅拌器搅拌为辅的方式混合均匀，在重力作用下在与回流污泥混合。混合后的发酵底物用密封传送带送至主反应器。物料混合池结构原理见图1。
（4）主反应器：
主反应器主要由上中下三部分构成，上面一层进料间，中间消化室，下面是出料口，滤液收集池。进料间设有进料器，检测仪器设备，沼气出口等，由混合池送来的发酵底物由进料间专用的进料设备进料；消化室径高比1∶2.5，分为上下两部分，上部为圆柱形，下部为椭球形，以免死角，体积比为3∶1。消化室内设有6根热沼气管，加热物料，维持消化室温度在55℃，在圆柱与椭球结合处设置扰流挡板，起到搅拌作用。在顶部设置回流滤液喷头，回流滤液经加热至55℃后从上部喷洒到池壁及物料上，一是防止上层物料在池壁固结，二是起到润滑、调节pH的作用；下部出料口采用螺杆机出料，出料一部分回用，其余的作为有机肥利用。滤液收集池容积设计大小为一天滤液量。在主反应器外层采聚氨酯泡沫塑料保温，内壁采用氯磺化聚乙烯防腐涂料。主反应器结构原理见图2。
（5）回流滤液深度处理间
在初始含水率75%-80%条件下厌氧消化，消化完毕时含水率在80%-85%，自由水含量较大，通过滤料层后将滤液收集起来，对其深度处理后再以上部喷淋的方式回流。深度处理主要是将里面可回收利用的矿物元素，有机等回收利用。
（6）洗气室
由于污泥中含有大量的有机物，经厌氧消化后产生的沼气里面含有部分腐蚀性气体，会腐蚀送气管道。所以沼气在进入沼气柜，以及加压室前要对气体进行相应的处理，去除腐蚀性气体，比如碱液吸收等。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
图2为本发明的物料混合池示意图。
图3为本发明的主反应器示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。其中实施例1、2使用的厌氧污泥都为上述方式驯化成熟的厌氧污泥。
参见附图，一种利用高温干式厌氧消化处理脱水藻泥和秸秆混合物的装置，包括有物料混合池、主反应器，物料混合池包括有圆柱形的钢筋混凝土池壁1、搅拌器2，钢筋混凝土池壁1上端安装有秸秆进料管3、电机4、通气管5，钢筋混凝土池壁1侧壁连接有剩余污泥进料管6，钢筋混凝土池壁1底部安装有回流污泥管7、密封传送带8；所述主反应器包括有进料间9、预留产气室10、产酸段11、产气高峰段12，进料间9内设有进料器13，进料器13外连接有进料传送带14，预留产气室10、产酸段11、产气高峰段12内设有多个导气管15，导气管15两端分别连接有反冲沼气总管16、沼气管17，产气高峰段12下端设有出料口18，出料口18上连接有出料管19，产气高峰段12内设有扰流挡板20，产气高峰段12底部侧壁由过滤层21、夹层22、防水层23构成，产气高峰段12底端连接有沼液收集池24。预留产气室10顶端设有回流沼液喷头25。钢筋混凝土池壁的直径3m、高6m、有效容积40m3，脱水藻泥由污泥泵抽送，秸秆由鼓风机吹送，回流污泥由传送带传送，混合后由密封传送带送至主反应器。
主反应器主要由上中下三部分构成，上面一层进料间，中间消化室，下面是出料口，滤液收集池。反应器总高36m，直径12m，埋地10m，日处理能力为2500m3（含水率97%的污泥400t）。根据具体要求可以改变，但是要保证消化室直径高度比值在1﹕2.5左右，固体停留时间15天左右。由混合池送来的发酵底物由进料间专用的进料设备进料；消化室设有反冲沼气管，防止导气管堵塞。以池壁热水管加热来维持消化室温度，还有扰流挡板，起到搅拌作用。采用螺杆机出料送。消化室下部为抛物线形，以免死角。在主反应器外层采聚氨酯泡沫塑料保温，内壁采用氯磺化聚乙烯防腐涂料。回流滤液采用喷头从上部喷洒，部分喷洒到池壁上面，防止上层物料在池壁固结。
实施例1：巢湖打捞脱水后的藻泥
1．将普通厌氧污泥加入恒温培养箱里的反应器中，至反应器容积的30%，待驯化。
2．向反应器中加入占反应器体积10%脱水藻泥和粉碎后的水稻秸秆混合物。反应器反应体积约为10L。在35℃下恒温培养5天，之后每天将温度升高1℃，直到55℃，之后维持5天。在此期间，每5天补充养料和水分，并搅拌均匀，总的驯化期为30天。以此获得成熟的厌氧污泥。
3．将粉碎至1-2mm的秸秆用水润湿之后与脱水藻泥完全混合（使C/N在30/1-40/1之间），加热到55℃，之后移到反应器里面。然后将上述驯化培养好的成熟厌氧污泥接种到反应器里面，采用一层反应底物，一层接种污泥的接种方式，反应底物四层，接种物三层。接种物占总的反应底物质量的30%。
4．接种完毕后将反应器密封好，移到预热至55℃的恒温培养箱，进行厌氧消化。厌氧消化15-20天，降解里面的有机物，收集沼气，达到污泥稳定化，减量化，无害化，资源化。
实施例2：污水处理厂剩余污泥
1．将普通厌氧污泥加入恒温培养箱里的反应器中，至反应器容积的30%，待驯化。
2．向反应器中加入，占反应器体积10%脱水剩余污泥和粉碎后的水稻秸秆混合物。反应器反应体积约为10L。在35℃下恒温培养5天，之后每天将温度升高1℃，直到55℃，之后维持5天。在此期间，每5天补充养料和水分，并搅拌均匀，总的驯化期为30天。以此获得成熟的厌氧污泥。
3．将粉碎至1-2mm的秸秆用水润湿之后与剩余污泥完全混合（使C/N在30/1-40/1之间），加热到55℃，之后移到反应器里面。然后将上述驯化培养好的成熟厌氧污泥接种到反应器里面，采用一层反应底物，一层接种污泥的接种方式，反应底物四层，接种物三层。接种物占总的反应底物质量的30%。
4．接种完毕后将反应器密封好，移到预热至55℃的恒温培养箱，进行厌氧消化。厌氧消化15-20天，降解里面的有机物，收集沼气，达到污泥稳定化，减量化，无害化，资源化。

Claims (3)

1.一种利用高温干式厌氧消化处理脱水藻泥和秸秆混合物的装置，其特征在于：包括有物料混合池、主反应器，物料混合池包括有圆柱形的钢筋混凝土池壁、搅拌器，钢筋混凝土池壁上端安装有秸秆进料管、电机、通气管，钢筋混凝土池壁侧壁连接有剩余污泥进料管，钢筋混凝土池壁底部安装有回流污泥管、密封传送带；所述主反应器包括有进料间、预留产气室、产酸段、产气高峰段，进料间内设有进料器，进料器外连接有进料传送带，预留产气室、产酸段、产气高峰段内设有多个导气管，导气管两端分别连接有反冲沼气总管、沼气管，产气高峰段下端设有出料口，出料口上连接有出料管，产气高峰段内设有扰流挡板，产气高峰段底部侧壁由过滤层、夹层、防水层构成，产气高峰段底端连接有沼液收集池。
2.根据权利要求1所述的利用高温干式厌氧消化处理脱水藻泥和秸秆混合物的装置，其特征在于：所述的预留产气室顶端设有回流沼液喷头。
3.根据权利要求1所述的利用高温干式厌氧消化处理脱水藻泥和秸秆混合物的装置，其特征在于：所述钢筋混凝土池壁的直径3m、高6m、有效容积40m3，脱水藻泥由污泥泵抽送，秸秆由鼓风机吹送，回流污泥由传送带传送，混合后由密封传送带送至主反应器。
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