CN107417052A - 一种高温化学环保厌氧系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了高温化学环保厌氧系统,用于有机废弃物处理领域,包括预处理装置、厌氧装置、沼液处理装置、发电装置和沼渣回收装置,所述预处理装置包括水解流化部件,水解流化部件的水解液出口通向厌氧装置的入口,沼液处理装置的污泥出口与厌氧装置的浓缩液出口均通至固液分离器,固液分离器的沼液出口通向沼液处理装置,固液分离器的沼渣出口通向沼渣回收装置,厌氧装置的排气口与沼液处理装置的沼气出口通向发电装置。本发明提高了有机物的可生化性,也令工艺的产气率较常规高;另外,本系统达到了环保的目的。

Description

一种高温化学环保厌氧系统
技术领域
本发明涉及有机废弃物处理领域,特别是涉及一种高温化学环保厌氧系统。
背景技术
高含水有机废弃物包括药泥、养殖粪便、人类粪便、餐厨垃圾、市政污泥、食品工业污泥等。目前,对其进行处理的方法普遍是厌氧生化。厌氧生化之后会产生沼液、沼气,沼液中的NH3及PO等物质对环境的影响最大,如未经处理排放,这些物质会造成环境水体的污染,沼气直接排入环境中也会对空气造成污染。目前有采用厌氧氨氧化工艺对沼液进行处理的工艺,然而沼液中COD普遍较高,厌氧氨氧化工艺系统中对水质的COD有一定的要求,而且系统中 ANAMMOX(红菌)的增殖对COD也较为敏感;当前的厌氧氨氧化工艺较少的考虑到如何减少沼液中的COD。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种高温化学环保厌氧系统,能够环保的处理有机废弃物。
本发明所采用的技术方案是:
一种高温化学环保厌氧系统,包括预处理装置、厌氧装置、沼液处理装置、发电装置和沼渣回收装置,所述预处理装置包括水解流化部件,水解流化部件的水解液出口通向厌氧装置的入口,沼液处理装置的污泥出口与厌氧装置的浓缩液出口均通至固液分离器,固液分离器的沼液出口通向沼液处理装置,固液分离器的沼渣出口通向沼渣回收装置,厌氧装置的排气口与沼液处理装置的沼气出口通向发电装置。
作为本发明的进一步改进,所述沼渣回收装置包括干燥窑和造粒成型部件,固液分离器的沼渣出口通向干燥窑,干燥窑的出口通至造粒成型部件。
作为本发明的进一步改进,所述水解流化部件包括流化床体、外壳和蒸汽分布器,所述流化床体顶端开有溢流口,预处理装置设有氨结晶器和通向流化床体内的污浆入口;外壳套于流化床体外部,外壳与流化床体之间形成溢流腔,外壳顶端设有连通溢流腔的氨气出口,氨气出口通向氨结晶器,氨结晶器连接干燥窑,外壳底部还设有通向溢流腔的水解液出口,蒸汽分布器设置在流化床体底部且外接水蒸汽输入管。
作为本发明的进一步改进,所述发电装置包括依次连接的沼气净化部件、稳压部件和发电机,厌氧装置的排气口与沼液处理装置的沼气出口通向沼气净化部件,所述发电机的烟气出口连通至烟气回热锅炉内,烟气回热锅炉的烟气出口连接干燥窑,烟气回热锅炉的蒸汽出口连接水蒸汽输入管。
作为本发明的进一步改进,所述沼气净化部件包括沼气分别通过的脱硫模块和除湿模块。
作为本发明的进一步改进,所述预处理装置还包括均浆部件,均浆部件包括均浆池和均浆罐,均浆池的出口设有切割泵,切割泵的出口设有给料泵,给料泵的出口通过管道连接均浆罐,均浆罐的出口通过管道连接水解流化部件。
作为本发明的进一步改进,所述沼液处理装置包括依次连接的深度厌氧反应器、好氧硝化反应器和厌氧氨氧化反应器,固液分离器的沼液出口通向深度厌氧反应器的入口。
作为本发明的进一步改进,所述深度厌氧反应器具有进液口、沼气出口、出液口和回液口,所述好氧硝化反应器内设曝气部件,深度厌氧反应器的出液口通向好氧硝化反应器的入口,所述厌氧氨氧化反应器的进液口与好氧硝化反应器的出液口相通,厌氧氨氧化反应器的出液口通向中转容器,深度厌氧反应器的沼气出口通向发电装置。
作为本发明的进一步改进,沼液处理装置还包括沼液池,所述固液分离器具有沼渣出口、沼液出口和通向沼液池的吸入口,厌氧装置的浓缩液出口通过管道通入沼液池中,固液分离器的沼液出口与深度厌氧反应器的进液口相通。
作为本发明的进一步改进,所述深度厌氧反应器设有排泥口,深度厌氧反应器的排泥口与好氧硝化反应器的排泥口通过管路并联连接后通至沼液池中。
本发明的有益效果是:本发明通过设置水解流化部件大幅降低了废弃物的可悬浮物(SS),并使一些在常规工艺下的不溶性COD 转化为易于生化的可溶性COD,提高了有机物的可生化性,也令工艺的产气率较常规高;另外,本系统设置了发电装置和沼渣回收装置,在水解流化、沼液处理过程中所产生的沼气通过发电装置进行能量利用,所产生的沼渣进行回收造肥,从而达到了环保的目的。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的工艺原理图;
图2是预处理装置的示意图;
图3是水解流化部件的示意图;
图4是沼液处理装置的示意图;
图5是沼渣回收装置的示意图;
图6是发电装置的示意图。
具体实施方式
参考图1至图6所示的高温化学环保厌氧系统,包括预处理装置、厌氧装置2、沼液处理装置、发电装置和沼渣回收装置。预处理装置包括水解流化部件1,水解流化部件1的水解液出口通向厌氧装置2的入口,沼液处理装置的污泥出口与厌氧装置2的浓缩液出口均通至固液分离器8,固液分离器8的沼液出口通向沼液处理装置,固液分离器8的沼渣出口通向沼渣回收装置,厌氧装置的排气口与沼液处理装置的沼气出口通向发电装置。
以下对预处理装置、厌氧装置2、沼液处理装置、发电装置和沼渣回收装置进行详细的描述。
沼渣回收装置包括干燥窑9和造粒成型部件10。
厌氧装置2的浓缩液出口通至固液分离器8,固液分离器8设有沼渣出口和沼液出口,固液分离之后的沼液从沼液出口排向后续的沼液处理装置,固液分离之后的沼渣通过沼渣出口通至干燥窑9 中进行干燥脱水。干燥窑9的出口通过输送部件通至造粒成型部件10,干燥后的沼渣通过造粒成型部件10的处理转变成固态肥料,然后进行包装和运输。
参考图5,沼渣出口通过管道连接螺旋输送器81的入口,该螺旋输送器81为水平螺旋,其通向上述的干燥窑9。干燥窑9的出口位于底部并设有提升部件82,提升部件82可以为倾斜的螺旋机,螺旋机的出口位于顶部通向造粒成型部件10。
预处理装置包括水解流化部件1,水解流化部件1的水解液出口通向厌氧装置2的入口。水解流化部件1的作用在于使加速有机废弃物中的有机物分解,使有机物化学键断裂,长分子链的有机物变成短分子链的有机物,部分在传统厌氧反应器难于分解的物质经过水解流化部件1之后变成可生化物质,使得有机废弃物的可生化性得到非常大的提高,由此排入厌氧装置2的液体(水解液)较为容易处理。预处理装置的具体构造将在以下描述。
上述的沼液处理装置包括依次连接的深度厌氧反应器3、好氧硝化反应器4和厌氧氨氧化反应器5,厌氧装置2的浓缩液出口通向深度厌氧反应器3的入口,将浓缩液(沼液)排入深度厌氧反应器3。沼液处理装置的作用在于处理系统产生的沼液。实施例中,深度厌氧反应器3采用中温厌氧,沼液经过深度厌氧反应器3处理后变成稀沼液,稀沼液在重力的作用下流入好氧硝化反应器4。深度厌氧反应器3和好氧硝化反应器4组成了一个A/O的工艺组合,用于脱磷及继续去除污水中的有机物,为后续厌氧氨氧化工艺提供电子受体;经过好氧后的沼液流入厌氧氨氧化反应器5,使用厌氧氨氧化工艺对沼液进行处理的优点在于在不使用沼液碳源的情况下对TN和NH3进行脱除。
以下对预处理装置进行说明。
结合参考图2和图3,预处理装置还包括均浆部件6,均浆部件6的污浆出口通向水解流化部件1。均浆部件6用于将有机废弃物中的固态物通过搅拌、切割或者其他方式分散,并与水体混合成污浆状,便于后续进入水解流化部件1的处理。
均浆部件6包括均浆池61和均浆罐62。均浆池61内部设有搅拌桨,均浆池61的出口设有切割泵63,切割泵63的出口设有给料泵64的同时还可以通过管道回流至均浆池61,给料泵64的出口通过管道连接均浆罐62,均浆罐62的出口通过管道连接水解流化部件1。有机废弃物可与水在均浆池61中混合,经过搅拌桨65进行预混合,之后输出并在切割泵63的输送和搅拌后被均化;在搅拌过程中,有机废弃物在均浆池61与切割泵63之间循环,有机废弃物带入的杂质在切割泵63的重复切割下被粉碎;经搅拌和切割的有机废弃物稀释为污浆,污浆不断回流循环搅拌切割,直至均浆池 61注满污浆并搅拌结束后,污浆经污浆给料泵64泵入均浆罐62。均浆罐62内也设有搅拌器,以保持污浆的均匀。
连接均浆罐62与水解流化部件1的管路上设有供料加压部件。所述的供料加压部件可以将污浆输入至水解流化部件1,同时对污浆增压至合适的压力,使得污浆、水解流化部件1具有合适的压力值。优选的供料加压部件为高压柱塞泵66。
上述的水解流化部件1具有水解液出口、氨气出口121、污浆入口122和蒸汽入口,其中污浆入口连接高压柱塞泵66,将均浆后的污浆输入至水解流化部件1。在水解流化部件1中,对污浆进行加热,使得污浆中的营养被水解成多糖、有机酸及肽和酶等物质。在蛋白质被水解时,其中的氮元素NH4 +被分解成不稳定的游离氨 HN3·H2O(水合氨),不稳定的游离氨在热的作用下,进一步变为氨气并通过氨气出口121排出。
预处理装置还包括换热器17。换热器17为板式换热器,将水解流化部件1的水解液出口连通后续工艺装置,同时将均浆部件的出口连通污浆入口122。进入污浆入口122的污浆可以利用水解液中的热量进行加热,从而本系统合理利用热量,节约成本。
以下描述水解流化部件1。
水解流化部件1包括流化床体11、外壳12和蒸汽分布器13。
所述流化床体11为容器状,在其顶端为开口状形成溢流口14,流化床体11内满溢的水解液能够从溢流口14向外部流出。在流化床体11的底部设有泄泥口,污浆入口122通向流化床体11内并外接进料管;该进料管高于泄泥口的位置但亦靠近流化床体11的底部。
所述的蒸汽分布器13设置在流化床体11的底部,其蒸汽喷射方向优选为向上且通向流化床体11内,形成由下至上上升的水蒸汽,蒸汽分布器13通过蒸汽入口外接水蒸汽输入管111,用于将高压高温的水蒸汽导入流化床体11内部。
所述的外壳12套于流化床体11外部并使得流化床体11位于中部,外壳12顶壁与溢流口14在高度方向上隔开一段距离,外壳 12外壁与流化床体11外壁隔开一段距离从而形成溢流腔,从溢流口14流出的水解液能够进入溢流腔内。外壳12底部还设有通向溢流腔的水解液出口,用于将溢流腔内的水解液导出外壳12。氨气出口121设置在外壳12顶端且连通溢流腔,以将水解中产生的氨气排出,氨气出口121接有排放阀123,用于控制氨气的排放。
那么利用该水解流化部件1进行水解流化的过程如下:
污浆输入流化床体11,此时流化床体11可以通过预先加热加压的方式处于高温高压状态,或者可以是将高温高压污浆直接输入封闭的流化床体11中;高温的水蒸汽通过蒸汽分布器13进入流化床体11对污浆进一步升温;此时污浆的有机物会加速分解,有机物化学键断裂,使长分子链的有机物变成短分子链的有机物,部分在传统厌氧反应器难于分解的物质经过流化床体11之后变成可生化物质,污浆的可生化性得到非常大的提高;部分已经分解好的水解液则会越过流化床体11,进入溢流腔,未分解的物质,由于比重较大,会继续留在流化床体11分解;由于处于高温高压状态,水解液部分有机物和氨会变成含有氨气的气体,这些由氨气出口121 排出,氨会排至以后所描述到的氨结晶器16,进行结晶;运行一段时间后会有部分不能分解的有机物(纤维素等)和无机物(固定碳、石粉等)残留在流化床体11,为了保证水解效果,在一定生产周期打开泄泥口进行排泥。
上述的过程也可以简单的归纳为:污浆进入流化床体11,其中较轻的悬浮物在温度为高温高压蒸汽推动下向上升腾,并溢出流化床体11,流向位于底部的泄泥口,粒度较大和重的物料沿内腔壁下降重新被蒸汽冲刷和水解,如此循环;在污浆与蒸汽上升的过程中,蒸汽与污浆进行热交换,并凝结成水混入污浆中。
上述过程的原理如下:污浆在装置的流化过程中由于受到热力的作用,污浆中的营养被水解成多糖、有机酸及肽和酶等物质。在蛋白质被水解时,其中的氮元素NH4 +被分解成不稳定的游离氨 HN3·H2O(水合氨),不稳定的游离氨在热的作用下,进一步变为氨气并通过设在塔顶的排气阀定期释放,水解脱氨相关的反应式如下:
1)、NH4 ++OH-→NH3·H2O
2)、NH3·H2O→NH3↑+H2O
通过高温水解使有机物水解酸化成水解液,在该实施例中高温水蒸汽可作为固态有机物流化气体和NH3的吹脱气体,同时也是水解温度的提供媒体。高温水蒸汽亦是高压,用以维持流化床体11 内的压力,对流化床体11内的污浆升温至120~190℃。
上述的换热器17具有相互连通的冷进口、热出口以及相互连通的热进口、冷出口。其中,换热器17的热出口连通污浆入口122,冷进口通向均浆罐62,换热器17的热进口通过管道连接水解液出口,冷出口通向以下所描述的释压塔15。
上述的高压柱塞泵66用于将污浆加压至合适的压力值后输入流化床体11中,使流化床体11“预设”了压力。
污浆通过高压柱塞泵66加压至0.5~1.5Mpa,然后进入换热器 17,以流化热水解后的高温水解液作为热源,预热污浆至100~150℃;之后按照上述的水解过程进行;经过水解后的水解液进入换热器17 行降温(热量用于预热新进污浆),温度降至40~60℃外送至后续工艺。
在上述的实施中,参照上述的反应式2:NH4 ++OH-→NH3·H2O,该式是可逆的,在pH值为4.5-5.8的酸性环境中,水解温度在下降时,游离氨会重新反应成为铵使水解液pH上升,如以下反应式3:
3)、NH3·H2O→NH4 ++OH-
根据式反应式1)、2)、3)可知,污浆中铵的释出量是可通过调节酸碱度实现,氨气的析出和水解液的溶氧量(DO)、水解温度密切相关。那么在增压柱塞泵前按比例加入氢氧化钠溶液改变污浆的酸碱度并控制水解温度即可实现水解液氨氮的有效控制,pH应该调节至5.8-6.8的弱酸性。
预处理装置还包括释压塔15和氨结晶器16。
所述的释压塔15的入口通过管路与流化床体11的水解液出口相通,以接收水解流化部件1排出的水解液。因为出来的水解液具有一定的压力,该释压塔15能够将水解液中的压力释放掉,同时起到暂存水解液的作用,为后续工艺提供缓冲时间和维修时间。具体来说,释压塔15的顶部设有一喷头151,水解液通入喷头151中以喷入释压塔15的内腔,释压塔15的水解液从底端排出。
水解流化部件1的氨气出口121通过管道连通氨结晶器16,该管道上还设有阀门,以进行定期排放。氨结晶器16为容器状,在其内注入硫酸,氨气与硫酸反应生成硫酸铵,其化学反应式如下:
2NH3+H2SO4→NH42SO4
氨结晶器16连接干燥窑9,生成的硫酸铵排向干燥窑9后可以进行干燥,之后造肥造肥。
释压塔15在顶部设有气体出口,该气体出口通向氨结晶器16。水解液挥发后所形成的气体也含有氨气,从而一同排入氨结晶器16 中形成固态。
均浆罐62顶部设有通向氨结晶器16的排气口621,用以将均浆罐62内挥发的氨气等气体排出。均浆罐62底部设有排泥口,将杂质、残渣排出。排泥口与泄泥口通过排泥管连通,排出的底渣可以外运,或者用来干燥成肥。
释压塔15在底端设有液体出口,液体出口接有排液管,该排液管可以通入厌氧装置2中,而在厌氧装置2与均浆部件6之间设有回流部件152,比如是回流泵,回流部件152将释压塔15排出的水解液回流至均浆部件6,用作稀释有机废弃物。
经过以上预处理装置和工艺后的水解液BOD不会与COD指标同步下降,水解液中的TN和NH3等指标变为可调节指标,从而大大增强了有机废弃物的可生化性。
实施例中的厌氧装置2为CSTR(连续搅拌槽反应器),亦称为全混流反应器,其工作原理是借助消化池内厌氧活性污泥来净化有机污染物。一般情况下,中温CSTR厌氧工艺的水力停留时间为32 天,污水中悬浮物的水解时间约为10d-15d,酸化时间约为4h,厌氧菌产气峰值周期约在15d。实施例中有机废弃物由于经过水解酸化等工艺进行了预处理,为了减少投资,提高厌氧工艺的效果,实施例采用高温CSTR厌氧工艺,水力停留时间约为15d。
水解液由释压塔15经管道进入CSTR罐内,经过搅拌与池内原有的厌氧活性污泥进行充分的接触。水解液中的有机物通过甲烷菌的代谢转化为沼气,而水解液与污泥混合成含有一定固态物质的粗沼液。
以下对沼液处理装置进行说明。
参考图4,并结合图1-图3,深度厌氧反应器3为多级深度厌氧反应器,也称IC厌氧反应器,其具有进液口、沼气出口、出液口和回液口,在深度厌氧反应器3的顶部还设有三相分离器。深度厌氧反应器3是一种高效的多级内循环反应器,相比原传统的厌氧反应器,它具有占地少、有机负荷高、抗冲击能力更强,性能更稳定、操作管理更简单。当处理COD为10000-15000mg/L时的高浓度有机废水时,传统厌氧反应器一般容积负荷为5-8kgCOD/m3;IC厌氧反应器容积负荷率可达15-30kgCOD/m3
所述的好氧硝化反应器4内设曝气部件41,曝气部件41位于底部,可以是密布有微孔的曝气管,曝气管与外部的空气压缩机43 通过管道相连。深度厌氧反应器3顶部的出液口通过重力自流的方式通向好氧硝化反应器4底部的入口。
所述的厌氧氨氧化反应器5,其进液口与好氧硝化反应器4的出液口相通,以接收好氧硝化之后的沼液。厌氧氨氧化反应器5的出液口通向中转容器51。
上述的深度厌氧反应器3采用中温厌氧,经过厌氧装置2处理后的水解液(沼液)经过深度厌氧反应器3处理后,厌氧过程所产生的沼气由设在反应器顶部的三相分离器集气区经管道排出,用作后续工艺;
经过深度厌氧工艺处理过的稀沼液,在重力的作用下流入好氧硝化反应器4。深度厌氧反应器3和好氧硝化反应器4组成了一个 A/O的工艺组合,用于脱磷及继续去除污水中的有机物,为后续厌氧氨氧化工艺提供电子受体;
经过好氧后的沼液流入厌氧氨氧化反应器5,使用厌氧氨氧化工艺对沼液进行处理的优点在于在不使用沼液碳源的情况下对TN 和NH3进行脱除。
在上述过程中,沼液与曝气管喷出空气中的氧气充分接触,氧气在好氧硝化器中起到的作用如下:
1)、对NH4 +进行氧化生成亚硝酸盐NO2 -,为厌氧氨氧化工艺提供电子受体;
2)、好氧硝化反应器4与深度厌氧反应器3组成A/O固磷工艺;
3)、氧气在好氧硝化反应器4中的作用也包括进一步去除污水中的有机物和增加污水的溶解氧(DO)。
另外,深度厌氧反应器3、厌氧氨氧化反应器5及好氧硝化反应器4的组合也可以视作以一个A/O的脱磷工艺。
上述的好氧硝化反应器4设有位于底端的排泥口,好氧硝化反应器4的排泥口通过管道和设置在管道上的回流泵42通至深度厌氧反应器3的污泥回流口。
沼液处理装置还包括沼液池7和固液分离器8,厌氧装置2的浓缩液出口通过管道通入沼液池7中,固液分离器8的沼液出口与深度厌氧反应器3的进液口相通。
具体的,深度厌氧反应器3的底端亦设有排泥口,深度厌氧反应器3的排泥口与好氧硝化反应器4的排泥口通过管路并联连接后通至用于投加原始沼液的沼液池7中。对应的,管路上设置相应的阀门,以控制排泥,同时阀门也能控制好氧硝化反应器4的排泥是排向深度厌氧反应器3还是沼液池7中。
固液分离器8具有沼渣出口、通向沼液池7的吸入口和通向滤清池71的沼液出口。该固液分离器8为螺旋脱水机,所述螺旋脱水机的进料口作为吸入口通过管路连接沼液池7中,在螺旋脱水机与沼液池7之间设置提升泵,能够将粗沼液、从好氧硝化反应器4 排泥口排出的污泥、从深度厌氧反应器3排泥口排出的污泥输入至螺旋脱水机中进行固液分离;螺旋脱水机的出料口构成沼渣出口,沼渣出口可以外接管道并通向并未图示的干燥装置,经过固液分离后,粗沼液中的无机物、固定碳及未被水解的大颗粒有机物被截留,并送往有机肥生产工艺进行处理。
螺旋脱水机的出液口形成沼液出口,沼液出口通过管道通向滤清池71中,之后给料泵72将滤清池71中的沼液提升至深度厌氧反应器3的进液口。
从滤清池71输入至深度厌氧反应器3的沼液浓度有时候可能会较高,而不利于厌氧反应,为此可以在深度厌氧反应器3的底部另外输入浓度较低的液体(水等),以稀释沼液的浓度。
深度厌氧反应器3设置有回液口,中转容器51与回液口之间设有回流设备52,处理过程中回流设备52将厌氧氨氧化反应器5 处理完的中水进行回用,从而节约了用水。另外,中转容器51中的中水还可以用作长期的灌溉等途径。
深度厌氧反应器3的沼气出口通过管路接至发电装置,连接发电装置与沼气出口的管路上设有阻火水封31。
为了增强厌氧氨氧化反应器5的氨氮脱除效率,反应器内设置填料作为ANAMMOX(红菌)的菌床。厌氧氨氧化工艺的原理属于本领域的常用技术,为此实施例中不再详细描述。
实施例中,最初进入沼液池7的沼液需要进行氨氮的调节,以使后续的深度厌氧具备可行性,该氨氮的调节由预处理装置实现。
好氧硝化反应器4的污泥中含有聚磷菌,可以是预先在反应器中进行培养,也可以将培养了聚磷菌的污泥直接注入至反应器内。好氧硝化反应器4中的沼液进入好氧状态后,聚磷菌储存于体内的 PHB进行好氧分解并释放大量能量,这些能量部分供聚磷菌增值,部分作为其主动吸收沼液中的磷酸盐的能量,磷酸盐以聚磷的形式聚于聚磷菌体内;好氧污泥中包含大量的聚磷菌,通过污泥的排放就可能达到去除磷酸盐的目的。
通过好氧硝化反应器4中排出的污泥也含有聚磷菌,那么在回流的方式下,回流至深度厌氧反应器3的污泥中亦含有聚磷菌,使得深度厌氧反应器3也能够实现脱磷的目的。
以下描述发电装置。
参考图6,发电装置包括依次连接的沼气净化部件91、稳压部件92和发电机93。
厌氧装置2的排气口与沼液处理装置的沼气出口通向沼气净化部件91。厌氧装置2产生的沼气首先进入沼气净化部件91,所述的沼气净化部件91用于净化沼气,去除沼气中的杂质,减少对后续发电机93的影响。所述的稳压部件92,用于暂时储存净化后的沼气,并调节、稳定沼气的压力,稳压后的沼气输送至发电机93,使得流量稳定,发电机93的发电量也稳定。
在厌氧装置2的排气口与沼气净化部件91之间还设有增压风机94,增压风机94的出口通过管路接有沼气净化部件91,沼气净化部件91的出口通过管路连接稳压部件92,稳压部件92的出口通过管路接至作为发电部件的发电机93,发电机93外接循环水模块。所述的循环水模块用于将冷却水输入发电机93中,并将冷却升温之后的水体导出,形成水循环。
考虑到发电机93的发电效率约30%,其他大部分以烟气显热、冷却水显热形式显现,其中总热中约40%为烟气显热,约30%为冷却水显热。为了提高装置的热效率,实施例设置了烟气回热锅炉95,发电机93的烟气出口通过管路连接烟气回热锅炉95。
进一步优选的,烟气回热锅炉95的进水口接有进水管,循环水模块的回水口接有回水管,进水管与回水管均接至换热部件96 中。所述的换热部件96为换热器,发电机93的冷却水升温后进入换热器,用以加热进入烟气回热锅炉95的软水,提高水体蒸发成蒸汽的效率,并合理利用循环水的余热。换热后的循环冷却水仍具有较高的温度,为此在管路上额外设置散热器进行进一步的散热。
烟气回热锅炉95的蒸汽出口连接水蒸汽输入管111,将烟气回热锅炉95的热量回用至水解流化部件1。
烟气回热锅炉95的烟气出口连接干燥窑9,烟气中残余的热量得以充分利用起来。
所述的沼气净化部件91包括脱硫模块911和除湿模块912,沼气分别通过这两个模块,一般来说是先经过脱硫模块911,然后经过除湿模块912。由于连续生产线中的厌氧系统产生的沼气含有大量的H2S,这些气体的存在将严重威胁后续发电机93的运行,实施例中采用干式氧化铁脱硫工艺对沼气中的H2S进行脱除。所述的除湿模块912可以采用除水器进行沼气中水分的去除。
进一步优选的,脱硫模块911和除湿模块912设计成一个整体的模块,脱硫模块911和除湿模块912均做成塔状的容器,形成脱硫除湿塔,方便用户的整体安装施工。
进一步优选的,稳压部件92为双膜储气柜。
以上实施例的厌氧系统总的来说具有以下的优点:
1)、采用流化水解,大幅降低了浆液的可悬浮物(SS),并使一些在常规艺下的不溶性COD转化为易于生化的可溶性COD,令工艺的产气率较常规高;
2)、通过调节铵的饱和度和pH,让高温和蒸汽吹脱等工艺组合使氨氮指标可调,增强了水解液的可生化性;
3)、使用深度厌氧工艺和曝气好氧工艺是磷被固化在沼渣中,并成为有机肥;
4)、使用好氧及厌氧氨氧化工艺的组合低成本地解决了沼液中氨氮的问题;
5)、通过流化水解工艺,实现了可控的人工水解及酸化,最大限度地减少了浆液的水力停留时间,在增加产气量的情况下,减少了厌氧系统的投资;
6)、系统采用梯级工作温度,在保证控制的条件下,系统的热效率更高;
7)、系统采用极致的热回收系统,实现了低成本的人工高效亚临界水解。
以上所述只是本发明优选的实施方式,其并不构成对本发明保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种高温化学环保厌氧系统,其特征在于:包括预处理装置、厌氧装置(2)、沼液处理装置、发电装置和沼渣回收装置,所述预处理装置包括水解流化部件(1),水解流化部件(1)的水解液出口通向厌氧装置(2)的入口,沼液处理装置的污泥出口与厌氧装置的浓缩液出口均通至固液分离器(8),固液分离器(8)的沼液出口通向沼液处理装置,固液分离器(8)的沼渣出口通向沼渣回收装置,厌氧装置的排气口与沼液处理装置的沼气出口通向发电装置。
2.根据权利要求1所述的高温化学环保厌氧系统,其特征在于:所述沼渣回收装置包括干燥窑(9)和造粒成型部件(10),固液分离器(8)的沼渣出口通向干燥窑(9),干燥窑(9)的出口通至造粒成型部件(10)。
3.根据权利要求2所述的高温化学环保厌氧系统,其特征在于:所述水解流化部件(1)包括流化床体(11)、外壳(12)和蒸汽分布器(13),所述流化床体(11)顶端开有溢流口(14),预处理装置设有氨结晶器(16)和通向流化床体(11)内的污浆入口;外壳(12)套于流化床体(11)外部,外壳(12)与流化床体(11)之间形成溢流腔,外壳(12)顶端设有连通溢流腔的氨气出口(121),氨气出口(121)通向氨结晶器(16),氨结晶器(16)连接干燥窑(9),外壳(12)底部还设有通向溢流腔的水解液出口,蒸汽分布器(13)设置在流化床体(11)底部且外接水蒸汽输入管(111)。
4.根据权利要求3所述的高温化学环保厌氧系统,其特征在于:所述发电装置包括依次连接的沼气净化部件(91)、稳压部件(92)和发电机(93),厌氧装置(2)的排气口与沼液处理装置的沼气出口通向沼气净化部件(91),所述发电机(93)的烟气出口连通至烟气回热锅炉(95)内,烟气回热锅炉(95)的烟气出口连接干燥窑(9),烟气回热锅炉(95)的蒸汽出口连接水蒸汽输入管(111)。
5.根据权利要求4所述的高温化学环保厌氧系统,其特征在于:所述沼气净化部件(91)包括沼气分别通过的脱硫模块(911)和除湿模块(912)。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的高温化学环保厌氧系统,其特征在于:所述预处理装置还包括均浆部件(6),均浆部件(6)包括均浆池(61)和均浆罐(62),均浆池(61)的出口设有切割泵(63),切割泵(63)的出口设有给料泵(64),给料泵(64)的出口通过管道连接均浆罐(62),均浆罐(62)的出口通过管道连接水解流化部件(1)。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的高温化学环保厌氧系统,其特征在于:所述沼液处理装置包括依次连接的深度厌氧反应器(3)、好氧硝化反应器(4)和厌氧氨氧化反应器(5),固液分离器(8)的沼液出口通向深度厌氧反应器(3)的入口。
8.根据权利要求7所述的高温化学环保厌氧系统,其特征在于:所述深度厌氧反应器(3)具有进液口、沼气出口、出液口和回液口,所述好氧硝化反应器(4)内设曝气部件(41),深度厌氧反应器(3)的出液口通向好氧硝化反应器(4)的入口,所述厌氧氨氧化反应器(5)的进液口与好氧硝化反应器(4)的出液口相通,厌氧氨氧化反应器(5)的出液口通向中转容器(51),深度厌氧反应器(3)的沼气出口通向发电装置。
9.根据权利要求7所述的高温化学环保厌氧系统,其特征在于:沼液处理装置还包括沼液池(7),所述固液分离器(8)具有沼渣出口、沼液出口和通向沼液池(7)的吸入口,厌氧装置(2)的浓缩液出口通过管道通入沼液池(7)中,固液分离器(8)的沼液出口与深度厌氧反应器(3)的进液口相通。
10.根据权利要求9所述的高温化学环保厌氧系统,其特征在于:所述深度厌氧反应器(3)设有排泥口,深度厌氧反应器(3)的排泥口与好氧硝化反应器(4)的排泥口通过管路并联连接后通至沼液池(7)中。
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