CN109020130A - 一种厌氧反应器及应用该厌氧反应器的污泥厌氧消化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厌氧反应器及应用该厌氧反应器的污泥厌氧消化工艺，属于污泥处理技术领域，以解决现有技术中污泥厌氧消化效率低的问题，其技术方案要点是，厌氧反应器内从上至下分为沼气区和反应区，所述搅拌装置位于反应区的底部，所述搅拌装置包括搅拌轴、驱动搅拌轴转动的驱动电机和固定在搅拌轴上的搅拌叶。本发明适用于污泥厌氧消化制砖的前处理。

Description

一种厌氧反应器及应用该厌氧反应器的污泥厌氧消化工艺

技术领域

本发明涉及污泥处理技术，特别涉及一种厌氧反应器及应用该厌氧反应器的污泥厌氧消化工艺。

背景技术

污泥是城市或地区污水处理厂处理污水时，从水体沉淀分离出来的浓缩物再经脱水后呈粘稠泥浆。在国内，这种泥浆一般脱水至含固率20%左右，这种污泥中含较多有机物及微生物残骸、气味恶臭、流动性差，难于存储等特点。

目前，国内污泥处置方式主要有：综合利用、填埋和投海。综合利用主要包括农田林地利用、污泥焚烧产物利用、低温热解制取可燃物、厌氧消化等。污泥农田林地利用是最佳的处置方法，但是污泥中含有对植物及土壤有危害作用的病菌、寄生虫卵、难降解有机物、重金属离子等。填埋法埋掉了有机物中可以资源化利用的部分，造成资源浪费。投海在海洋法中已被禁止。综合利用中的厌氧消化很好的解决了污泥的稳定化、无害化和资源化问题，氧消化工艺是在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程。但是污泥容易沉积在厌氧反应器底部，使得厌氧反应器中污泥有机物的分解效率低，产生的沼气、沼渣和沼液少。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种厌氧反应器，具有提高污泥有机物分解效率的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种厌氧反应器，所述厌氧反应器内从上至下分为沼气区和反应区，所述搅拌装置位于反应区的底部，所述搅拌装置包括搅拌轴、驱动搅拌轴转动的驱动电机和固定在搅拌轴上的搅拌叶。

通过采用上述技术方案，驱动电机驱动搅拌轴转动，搅拌轴转动过程中将污泥充分冲起，使污泥被充分搅拌，不仅避免了污泥在反应区底部的沉积，提高了污泥降解效率，还可以防止沼气区结壳而阻碍沼气溢出。

进一步的，所述搅拌叶上固定连接有切刀。

通过采用上述技术方案，搅拌叶在转动的过程中带动切刀旋转，从而可以将反应区内大块污泥切碎，从而加快反应速率，提高了污泥厌氧消化效果。

进一步的，所述反应区的底部设有污泥槽，所述厌氧反应器外设有循环泵，所述循环泵的进口与污泥槽连接，出口与沼气区连接。

通过采用上述技术方案，搅拌叶将污泥刮落到污泥槽内，通过循环泵将污泥槽内的污泥抽吸返回到反应区的上部，从而使得污泥不停地翻转、循环，进一步加快了污泥的厌氧消化，缩短了反应周期。

进一步的，所述厌氧反应器上设有沼气回流管，所述沼气回流管的一端与沼气区连通，另一端连接有沼气风机，所述沼气风机的出风管与反应区连通，所述沼气风机的出风管上设有自动阀门。

通过采用上述技术方案，污泥厌氧消化后产生的沼气从沼气回流管进入到沼气风机中，沼气风机增加沼气的压力，并从出风管排出，使得反应区形成爆气，扰动反应区的污泥，使得污泥分散，不仅加快了污泥中有机物的分解速率，还降低了沼气的浪费。

进一步的，所述厌氧反应器的顶部设有与沼气区连通的密封软顶，所述密封软顶上设有沼气出口，所述沼气出口上设有抽气管，所述抽气管远离厌氧反应器的一端设有沼气鼓风机。

通过采用上述技术方案，沼气区内的沼气通过沼气鼓风机从密封软顶的顶部抽出，抽出的沼气进行脱硫单元，后经过沼气提纯单元进行提纯，提纯后的沼气可以作为燃料能源进行循环利用，大大节约了资源。

进一步的，所述密封软顶上设有沼气放散装置。

通过采用上述技术方案，当消化反应器发生故障时，密封软顶内的沼气无法正常排出，使得密封软顶内的压力逐渐增大，当沼气压力到达沼气放散装置的上限值时，沼气放散装置自动打开，使得密封软顶内的沼气得到释放，从而防止了危险事故的发生，提高了安全。

本发明的目的之二是提供一种污泥厌氧消化工艺，具有提高污泥有机物分解效率的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种污泥厌氧消化工艺，包括上述所述的厌氧反应器，包括以下步骤：

S1、污泥预处理，污泥运输车将含水率为75%的污泥倾倒至污泥调配池中，在污泥调配池中加入一级冷凝水和二级冷凝水，得到含水率为80%～90%的预处理污泥；

S2、将预处理污泥泵送至专用厌氧消化系统中，厌氧消化系统中包括若干厌氧反应器，每个厌氧反应器内包括有至少一套搅拌装置，从而产生消化液和沼气；

S3、将产生的消化液送至离心脱水单元，经离心脱水机进行脱水处理，从而得到沼渣和沼液，沼渣通过半干化处理进入制砖厂制砖，沼液外运至污水处理厂。

通过采用上述技术方案，每一个厌氧反应器均能产生沼气、沼渣和沼液，将若干厌氧反应器同时对污泥进行厌氧消化，从而将厌氧消化后的产物进行收集，从而提高了产物的利用率。多个搅拌装置同时对对污泥进行搅拌，有效的避免了污泥沉积在厌氧反应器的底部，从而加速了污泥有机物的厌氧消化，缩短反应周期，提高了污泥厌氧消化的效率。

进一步的，S2中所述预处理污泥通过保温设施保温，保温温度为35℃～37℃。

通过采用上述技术方案，保温设施可以对厌氧反应器内污泥的温度进行恒定控制，保持厌氧菌在最适合的消化温度下进行厌氧消化，减少温度对其的影响，大大提高了污泥中有机物的分解速率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.采用了若干厌氧反应器和若干搅拌装置，能够起到加快污泥有机物厌氧消化速度，缩短反应周期，提高了污泥厌氧消化的效率；

2.采用了保温设施，能够起到保持厌氧反应器内污泥的温度很多，减少温度对厌氧消化的影响，提高有机物分解速率的效果；

3.采用了污泥槽、循环泵，能够使得污泥槽中的污泥全部循环返回到反应区的上方，使得污泥的翻转、分散，从而提高污泥有机物的分解速率；

4.采用了沼气回流管和沼气风机，不仅能够扰动反应区内的污泥，加快污泥中有机物的分解速率，还提高了沼气利用率；

5.采用了沼气放散装置，可以自动释放沼气，提高安全性。

附图说明

图1是实施例1中用于体现厌氧反应器、搅拌装置、循环泵、沼气风机、沼气鼓风机之间的连接关系示意图。

图中，1、厌氧反应器；11、沼气区；12、反应区；121、污泥槽；13、密封软顶；131、沼气出口；132、沼气放散装置；14、水浴夹套；2、搅拌装置；21、搅拌轴；22、搅拌叶；221、切刀；23、驱动电机；3、循环泵；4、沼气风机；41、沼气回流管；42、自动阀门；5、沼气鼓风机；51、抽气管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1 ：一种厌氧反应器，如图1所示，厌氧反应器1从上至下分为沼气区11和反应区12，搅拌装置2位于厌氧反应器1的底部。搅拌装置2包括驱动电机23、与驱动电机23转子同轴安装的搅拌轴21以及固定在搅拌轴21上的搅拌叶22。搅拌叶22对反应区12底部的污泥打散和搅拌，避免了污泥沉积在反应区12底部，从而可以加快污泥中有机物的分解速率，从而提高污泥厌氧消化的效率。

如图1所示，搅拌叶22上固定连接有切刀221，切刀221随着搅拌叶22旋转的过程中可以将大块的污泥切碎，从而加快反应速度。

如图1所示，反应区12的底部边缘还设有污泥槽121，厌氧反应器1的外部设有循环泵3，循环泵3的进口与污泥槽121连接，循环泵3的出口与沼气区11连接。反应区12底部的污泥在搅拌叶22的作用下刮至污泥槽121中，循环泵3将污泥槽121的污泥抽吸到反应区12的上部，并从循环泵3的出口下降，污泥在下降的过程中增加了厌氧菌对有机物的接触面积，从而加快了有机物的分解速率，提高了污泥厌氧消化的效率。

如图1所示，为了进一步降低污泥沉积在反应区12的底部，加快污泥厌氧消化，在厌氧反应器1外设有沼气风机4，沼气风机4的进口设有与沼气区11连通的沼气回流管41，沼气风机4的出风管与反应区12连通，且沼气风机4的出风管上设有自动阀门42。通过污泥厌氧消化后产生的沼气对反应区12底部的污泥爆气，从而对污泥进行扰动、翻转，加快厌氧菌与有机物接触，从而加快有机物分解。

如图1所示，厌氧反应器1的顶部设有与沼气区11连通的密封软顶13，密封软顶13上设有沼气出口131，沼气出口131上设有抽气管51，抽气管51远离厌氧反应器1的一端设有沼气鼓风机5。鼓风机可以将沼气区11内的沼气抽吸至脱硫单元，脱硫后的沼气进入到提出单元进行提纯，提纯后的沼气可以循环利用，利废节能减排，更加环保。

如图1所示，当消化反应器发生故障时，密封软顶13内的沼气无法正常排出，容易造成安全事故。因此，在密封软顶13上设有沼气放散装置132，当密封软顶13内的压力达到沼气放散装置132的上限值时，沼气放散装置132自动打开，将沼气释放到空气中，从而防止了危险事故的发生。

如图1所示，厌氧反应器1底部及侧壁的水浴夹套14，水浴夹套14可以对厌氧反应器1进行保温，保持厌氧菌在最适合的消化温度下进行厌氧消化，大大提高了污泥中有机物的分解速率。

实施例2：一种污泥厌氧消化工艺，如图1所示，包括实施例1中的厌氧反应器，包括以下步骤：

S1、污泥预处理，污泥运输车将含水率为75%的污泥倾倒至污泥调配池中，在污泥调配池中加入一级冷凝水和二级冷凝水，得到含水率为80%～90%的预处理污泥；

S2、将预处理污泥泵送至专用厌氧消化系统中，厌氧消化系统中包括若干厌氧反应器1，每个厌氧反应器1内包括有至少一套搅拌装置2，从而产生消化液和沼气；

S3、将产生的消化液送至离心脱水单元，经离心脱水机进行脱水处理，从而得到沼渣和沼液，沼渣通过半干化处理进入制砖厂制砖，沼液外运至污水处理厂。

如图1所示，S2中的预处理污泥通过保温设施保温，保温温度为35℃～37℃。实施例2中的保温设施为实施例1中的水浴夹套14。

具体实施过程：厌氧反应器1在厌氧消化过程中，驱动电机23驱动搅拌轴21转动，使得反应区12底部的污泥被搅拌，大块的污泥被转动的切刀221切碎，部分的污泥被搅拌叶22刮至污泥槽121中，通过循环泵3对污泥槽121中的污泥循环抽吸，使得污泥下降过程中增加了有机物与厌氧菌的接触面积，使得有机物分解更快。

污泥厌氧消化后的沼气进入到沼气回流管41中，并在沼气风机4的增压下进入到反应区12的底部，从而对污泥爆气、扰动，使得污泥被翻转，进一步提高了污泥厌氧消化的效率。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种厌氧反应器，其特征在于：厌氧反应器(1)内从上至下分为沼气区(11)和反应区(12)，所述搅拌装置(2)位于反应区(12)的底部，所述搅拌装置(2)包括搅拌轴(21)、驱动搅拌轴(21)转动的驱动电机(23)和固定在搅拌轴(21)上的搅拌叶(22)。

2.根据权利要求1所述的一种厌氧反应器，其特征在于：所述搅拌叶(22)上固定连接有切刀(221)。

3.根据权利要求2所述的一种厌氧反应器，其特征在于：所述反应区(12)的底部设有污泥槽(121)，所述厌氧反应器(1)外设有循环泵(3)，所述循环泵(3)的进口与污泥槽(121)连接，出口与沼气区(11)连接。

4.根据权利要求3所述的一种厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器(1)上设有沼气回流管(41)，所述沼气回流管(41)的一端与沼气区(11)连通，另一端连接有沼气风机(4)，所述沼气风机(4)的出风管与反应区(12)连通，所述沼气风机(4)的出风管上设有自动阀门(42)。

5.根据权利要求4所述的一种厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器(1)的顶部设有与沼气区(11)连通的密封软顶(13)，所述密封软顶(13)上设有沼气出口(131)，所述沼气出口(131)上设有抽气管(51)，所述抽气管(51)远离厌氧反应器(1)的一端设有沼气鼓风机(5)。

6.根据权利要求5所述的一种厌氧反应器，其特征在于：所述密封软顶(13)上设有沼气放散装置(132)。

7.一种污泥厌氧消化工艺，其特征在于：包括1-5任意一项所述的厌氧反应器，包括以下步骤：

S1、污泥预处理，污泥运输车将含水率为75%的污泥倾倒至污泥调配池中，在污泥调配池中加入一级冷凝水和二级冷凝水，得到含水率为80%～90%的预处理污泥；

S2、将预处理污泥泵送至专用厌氧消化系统中，厌氧消化系统中包括若干厌氧反应器(1)，每个厌氧反应器(1)内包括有至少一套搅拌装置(2)，从而产生消化液和沼气；

S3、将产生的消化液送至离心脱水单元，经离心脱水机进行脱水处理，从而得到沼渣和沼液，沼渣通过半干化处理进入制砖厂制砖，沼液外运至污水处理厂。

8.根据权利要求1所述的一种污泥厌氧消化工艺，其特征在于：S2中所述预处理污泥通过保温设施保温，保温温度为35℃～37℃。