CN110642489A - 一种污泥干式厌氧发酵处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥干式厌氧发酵处理方法，包括如下步骤：将污泥通过一级进料蛟龙输送至滚筒干燥机进行干燥；将干燥后的污泥送至干式厌氧发酵罐进行厌氧发酵处理，产生的沼渣被出料蛟龙排出至出渣池，产生的沼气通过集气罩进行收集储存；出渣池内的沼渣通过出渣蛟龙进入干化造粒机制成颗粒燃料，颗粒燃料经输送皮带进入物质燃烧器进行燃烧，燃烧所产生的热气，经热气引风机输送进入滚筒干燥机，用于干燥污泥，燃烧所产生的灰烬充当肥料。该方法将厌氧发酵与焚烧处理进行了有机的组合，不仅解决了污泥含水率高的问题；而且可以对残渣有机成分充分利用，实现资源化利用。

Description

一种污泥干式厌氧发酵处理方法
技术领域
本发明属于厌氧发酵技术领域，尤其涉及一种污泥干式厌氧发酵处理方法。
背景技术
目前，我国市政污泥年总产量逐年增大，目前已超过了4000万吨，预计到2020年我国市政污泥年产量将达到6000万至9000万吨。但我国污泥处理率偏低。2016年全国污泥处理率仅仅达到33％，污泥是一种资源，如何高效的资源利用，成为了目前公认的一种难题。
现有的干式污泥厌氧发酵工艺中，进料污泥含水率过高，单纯靠滚筒干燥剂干燥效果不佳，进而影响厌氧发酵效果；而且污泥厌氧消化后，沼渣中残存有有机物，若沼渣不能进行利用的话，还会产生相应的后处理问题。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种污泥干式厌氧发酵处理方法。该方法将厌氧发酵与焚烧处理进行了有机的组合，不仅解决了污泥含水率高的问题；而且可以对残渣有机成分充分利用，实现资源化利用。
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：
一种污泥干式厌氧发酵处理方法，包括如下步骤：
步骤1、将污泥通过进料蛟龙输送至滚筒干燥机进行干燥；
步骤2、将干燥后的污泥送至干式厌氧发酵罐进行厌氧发酵处理，产生的沼渣被出料蛟龙排出至出渣池，产生的沼气通过集气罩进行收集储存；
步骤3、出渣池内的沼渣通过出渣蛟龙进入干化造粒机制成颗粒燃料，颗粒燃料经输送皮带进入物质燃烧器进行燃烧，燃烧所产生的热气，经热气引风机输送进入滚筒干燥机，用于干燥污泥，燃烧所产生的灰烬充当肥料。
进一步的，干式厌氧发酵罐内设有上下两排水平布设且相互垂直的搅拌轴及驱动所述搅拌轴转动的驱动机构；
两排所述搅拌轴上均设有若干间隔排布的搅拌杆组，所述搅拌杆组包括若干沿所述搅拌轴横截面圆周方向分布的搅拌杆；
所述卧式厌氧发酵罐的进料口和出料口设置在上排的所述搅拌轴的两端；
上排的所述搅拌轴上的搅拌杆上设有将发酵罐内的物料向出料口端推的输料斜板。
上述污泥干式厌氧发酵处理方法巧妙的将进料口和出料口设置在上排的搅拌轴的两端，有利于增加物料在罐体内的停留时间，保证反应的充分进行。搅拌杆上设置输料斜板，该输料斜板成一定角度同方向布置，可将搅拌物料向同一方向(出料口端)输送，确保出物料输送过程不出现堵塞现象。
进一步的，两排所述搅拌轴之间通过涡轮蜗杆机构啮合传动。两排搅拌轴之间通过涡轮蜗杆机构进行传动，整个搅拌结构通过一套传动系统驱动，提高了发酵系统的集成度，有利于降低设备占地面积和能耗。
进一步的，下排的所述搅拌轴上设有与上排的所述搅拌轴上的涡轮啮合传动的涡杆段。蜗杆设置在下排的搅拌轴上，使得下排的搅拌轴以较快的速度旋转，底部沉积物料快速被反抛上来，确保物料无沉积，同时也有利于底部的气体的外溢；而上排的搅拌轴则以较低速度旋转，可以确保物料的停留时间，保证反应的充分进行，利于产气率的提高。
进一步的，两排所述搅拌轴上的搅拌杆均延伸至所述厌氧发酵罐的内底面处。两排搅拌轴上的搅拌杆均延伸至所述厌氧发酵罐的内底面处，可以防止物料沉积降低厌氧发酵的有效容积及沉砂现象，确保厌氧发酵的顺利进行。同时厌氧发酵罐下部搅拌的更加厉害，有利于厌氧发酵罐底部产生的气体的排出以及化学反应的进行。
进一步的，上排的所述搅拌轴上位于相邻两所述搅拌杆组之间还设有中间搅拌杆组；
所述中间搅拌杆组包括若干沿所述搅拌轴横截面圆周方向分布且带输料斜板的搅拌杆，位于中间搅拌杆组上的搅拌杆的长度小于所述搅拌杆组上的搅拌杆的长度。
进一步的，中间搅拌杆组上的搅拌杆上同样设有输料斜板。
进一步的，所述驱动机构包括驱动电机和安装在驱动电机输出轴上的主动齿轮，下排的各所述搅拌轴之间通过从动齿轮啮合传动，所述主动齿轮与其中一所述从动齿轮啮合传动。
进一步的，所述干式厌氧发酵罐包括发酵罐本体和设置于发酵罐本体上方的集气袋。
与现有技术相比，该方法将厌氧发酵与焚烧处理进行了有机的组合，不仅解决了污泥含水率高的问题；而且可以对残渣有机成分充分利用，实现资源化利用。
附图说明
图1为本发明的处理工艺图；
图2为本发明干化处理系统的结构示意图；
图3为本发明中厌氧发酵罐的示意图；
图4为本发明厌氧发酵罐内搅拌轴排布主视图；
图5为本发明厌氧发酵罐内搅拌轴排布俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1和图2，一种污泥干式厌氧发酵处理方法，采用干化处理系统进行处理，包括以下步骤：
步骤1、将污泥通过进料蛟龙输送至滚筒干燥机进行干燥；
步骤2、将干燥后的污泥送至干式厌氧发酵罐进行厌氧发酵处理，产生的沼渣被出料蛟龙排出至出渣池，产生的沼气通过集气罩进行收集储存；
步骤3、出渣池内的沼渣通过出渣蛟龙进入干化造粒机制成颗粒燃料，干化造粒机可以用从厌氧发酵罐产生的沼气作为加热用燃料，可以在干化造粒机外采用沼气热风炉生成干化造粒机用的热风源，也可以在干化造粒机上设置沼气燃烧器，在干化造粒机内直接形成热风源。根据沼渣含水率的不同，自动调节烘干时间和热源供给量，使烘干后的颗粒燃料含水率小于20％；
颗粒燃料经输送皮带进入物质燃烧器进行燃烧，燃烧所产生的热气，经热气引风机输送进入滚筒干燥机，为滚筒干燥机干燥污泥提供热风，将污泥含水率干化至30％以内，燃烧所产生的灰烬充当肥料。
本实施例可利用所产沼渣的燃烧余热对未干化脱水率的污泥进行深度干燥，将厌氧发酵与焚烧处理进行了有机的组合，充分发挥了各自的优点，最大程度的实现资源化利用。
参见图2和图3，本实施例采用的干化处理系统包括干式厌氧发酵罐1、干化造粒机2和滚筒干燥机3，干式厌氧发酵罐1内设有搅拌装置，搅拌装置包括上下两排水平布设且相互垂直的搅拌轴及驱动搅拌轴转动的驱动机构。
其中，干式厌氧发酵罐1包括发酵罐本体101和设置于发酵罐本体101上方的集气袋102，发酵罐本体101包括侧壁、顶壁和底壁，罐体本体101内形成发酵腔，搅拌装置设置于发酵腔中；相对的两侧壁上设置进料口4、出料口5，顶壁上设有沼气出口6，发酵腔中产生的沼气通过沼气出口进入集气罩102内进行收集存储。
参见图3、图4和图5，本实施例搅拌装置包括上下两排水平布设且相互垂直的搅拌轴；这里为便于后续说明，将位于下方的那一排搅拌轴命名为第一搅拌轴7，位于上方的那一排搅拌轴命名为第二搅拌轴8。干式厌氧发酵罐的进料口4和出料口5设置在第二搅拌轴8的两端。
在第一搅拌轴7上设有若干沿其轴向间隔排布的第一搅拌杆组9，第一搅拌杆组9包括若干沿第一搅拌轴7横截面圆周方向分布的第一搅拌杆901。在第二搅拌轴8上设有若干间隔排布的第二搅拌杆组10，第二搅拌杆组10包括若干沿第二搅拌轴8横截面圆周方向分布的第二搅拌杆1001，第一搅拌轴7与第二搅拌轴8上的第二搅拌杆组10在厌氧发酵罐内沿第二搅拌轴8延伸方向交替分布，第二搅拌杆1001上均布有第一输料斜板25。
干式厌氧发酵罐1的出料口5通过出料蛟龙11连接至出渣池12，出渣池12的排渣口通过出渣蛟龙13连接至干化造粒机2，干化造粒机2的出料端通过输送皮带14连接至物质燃烧器15，物质燃烧器15的热风出口通过热气排气管16连接至滚筒干燥机3，滚筒干燥机3的出口通过进料蛟龙17与进料口4对接。
污泥等物料进入滚筒干燥机3干燥后通过进料蛟龙17输送至干式厌氧发酵罐1内厌氧发酵，反应后的残渣通过出料口5排出，产生的沼气进入集气袋102进行收集。
污泥等污泥物料进入滚筒干燥机3干燥后通过进料蛟龙17输送至干式厌氧发酵罐1内厌氧发酵，反应后的沼渣通过出料口5排出，产生的沼气进入集气袋102进行收集。
本实施例处理方法还包括驱动两排搅拌轴转动的驱动机构。在实际设计中，需要保证第一搅拌杆901和第二搅拌杆1011转动时，彼此之间不相互干涉，能够通过彼此对应的搅拌轴在罐体内自由转动。
本实施例厌氧发酵干化系统巧妙的将进料口和出料口设置在上排的搅拌轴的两端，上排的搅拌杆上设置输料斜板，该输料斜板成一定角度同方向布置，可将搅拌物料向同一方向(出料口端)输送，确保出物料输送过程不出现堵塞现象。同时可利用所产沼渣的燃烧余热对未干化脱水率的污泥进行进一步的深度干燥，最大程度的实现资源化利用。
此外，上层反应完成后的沼渣不断被输料斜板推送至出料口排出，而底部的污泥呈扰流态，有利于厌氧微生物的繁殖，从而可以保证罐体内有足够的微生物数量，保证发酵反应的快速进行。
参见图2和图3，在实际应用中，两排搅拌轴上的搅拌杆均延伸至厌氧发酵罐的内底面处，也就是说第一搅拌杆901和第二搅拌杆1001均延伸至罐底处。
本实施例通过将两排搅拌轴上的搅拌杆均延伸至厌氧发酵罐的内底面处，可以防止物料沉积降低厌氧发酵的有效容积及沉砂现象，确保厌氧发酵的顺利进行，同时厌氧发酵罐下部搅拌的更加厉害，有利于厌氧发酵罐底部产生的气体的排出以及化学反应的进行。
此外，上下两排搅拌轴转动方向垂直，污泥搅拌充分均匀物“死角”，能够避免原料局部酸积累，增加微生物与原料的接触和反应，提高产气率，避免产生的沼气释放不出来等问题。
参见图2和图3，可以理解的是，两排搅拌轴之间通过涡轮蜗杆机构啮合传动。本实施例第一搅拌轴和第二搅拌轴之间通过涡轮蜗杆机构进行传动，整个搅拌结构通过一套传动系统驱动，提高了发酵系统的集成度，有利于降低设备占地面积和能耗。
特别是，涡轮蜗杆机构中的涡杆位于其中第一搅拌轴7上，干式厌氧发酵罐1的进料口和出料口设置在位于第二搅拌轴8的两端时，涡轮18位于第二搅拌轴8上时，厌氧发酵罐内上下层搅拌速度不同，下层的搅拌速度大于上层的搅拌速度，第一搅拌轴7以较快的速度旋转，使底部沉积物料快速被反抛上来，确保物料无沉积，同时也有利于底部的气体上浮外溢；而第二搅拌轴则以较低速度旋转，可以确保物料的停留时间，保证反应的充分进行，同时也可以避免因残渣被快速排出，造成罐内反应微生物迅速降低的问题。
参见图5，需要解释说明的是，本实施例驱动机构包括驱动电机19和安装在驱动电机19输出轴上的主动齿轮20，各第一搅拌轴7之间通过从动齿轮21啮合传动，主动齿轮20与其中一从动齿轮21啮合传动。本实施例仅仅通过一套驱动机构即可同时带动两排搅拌轴转动，提高了发酵装置的集成度，有利于降低设备占地面积和能耗。
参见图4和图5，作为本发明的一种优选方案，在第二搅拌轴8上位于相邻两第二搅拌杆组10之间还设有第三搅拌杆组22，也即中间搅拌杆组，第三搅拌杆组22包括若干沿所述第二搅拌轴8横截面圆周方向分布且带第二输料斜板26的第三搅拌杆2201，第三搅拌杆2201的长度小于第二搅拌杆1001的长度。
参见图4和图5，使用上述干化系统对污泥进行发酵干化的工艺过程如下：经过初步干化的污泥通过一级进料蛟龙进入滚筒干燥机，被热气排气管所引入的高温烟气深入干化后的污泥进入二级进料蛟龙17，被高温干化的污泥，经干式厌氧发酵罐厌氧发酵后，残渣被出料蛟龙11排出。干式厌氧发酵成套装置中所产生的沼气，进入集气袋进行收集，可提纯利用。输料斜板25带动物料向前运动，至出口处进入出料蛟龙。出料蛟龙的物料进入出渣池，厌氧消化残渣通过出渣蛟龙进入干化造粒机。残渣经输送皮带进入干物质燃烧器，进行燃烧。所产生的热气，经热气引风机27和热气排气管16输送进入滚筒干燥机3，用于干燥污泥。干化污泥的烟气，经过冷气引风机23和冷气排气管24排出。
参见图4和图5，干式厌氧发酵罐1内搅拌装置的工作过程如下：驱动电机19转动，带动主动齿轮20转动，主动齿轮20转动带动从动齿轮21转动，从动齿轮21为多排布置，可以根据生产量的需求设定布置的排数，本案例以排为例，第一搅拌轴7被从动齿轮21带动。通过每根第一搅拌轴7上设置的传动齿轮使每一根第一搅拌轴7转动，蜗杆段被其端部的从动齿轮21带动，涡轮18被蜗杆段带动发生转动，第二搅拌轴8转动带动其上的第二搅拌杆1001、第三搅拌杆2201绕第二搅拌轴8转动，从动齿轮21带动多根第一搅拌轴7同时转动，进而带动其上的第一搅拌杆901绕其轴线转动。第一输料斜板25和第二输料斜板26随着搅拌杆的转动，带动污泥向出料口方向运动。
本发明处理方法，有效解决了污泥含水率高无法干化至30％的问题；可以对残渣有机成分充分利用，干化污泥；有效的解决了污泥干式厌氧发酵过程中的排气不顺利的现象，并同时解决了污泥在厌氧发酵过程中混合不佳，有效提高产气率，有利于设备长期稳定运行。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种污泥干式厌氧发酵处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将污泥通过进料蛟龙输送至滚筒干燥机进行干燥；
步骤2、将干燥后的污泥送至干式厌氧发酵罐进行厌氧发酵处理，产生的沼渣被出料蛟龙排出至出渣池，产生的沼气通过集气罩进行收集储存；
步骤3、出渣池内的沼渣通过出渣蛟龙进入干化造粒机制成颗粒燃料，颗粒燃料经输送皮带进入物质燃烧器进行燃烧，燃烧所产生的热气，经热气引风机输送进入滚筒干燥机，用于干燥污泥，燃烧所产生的灰烬充当肥料。
2.根据权利要求1所述的污泥干式厌氧发酵处理方法，其特征在于，所述干式厌氧发酵罐内设有上下两排水平布设且相互垂直的搅拌轴及驱动所述搅拌轴转动的驱动机构；
两排所述搅拌轴上均设有若干间隔排布的搅拌杆组，所述搅拌杆组包括若干沿所述搅拌轴横截面圆周方向分布的搅拌杆；
所述干式厌氧发酵罐的进料口和出料口设置在上排的所述搅拌轴的两端，上排的所述搅拌轴上的搅拌杆上设有输料斜板。
3.根据权利要求2所述的污泥干式厌氧发酵处理方法，其特征在于，两排所述搅拌轴之间通过涡轮蜗杆机构啮合传动。
4.根据权利要求3所述的污泥干式厌氧发酵处理方法，其特征在于，下排的所述搅拌轴上设有与上排的所述搅拌轴上的涡轮啮合传动的涡杆段。
5.根据权利要求4所述的污泥干式厌氧发酵处理方法，其特征在于，两排所述搅拌轴上的搅拌杆均延伸至所述厌氧发酵罐的内底面处。
6.根据权利要求5所述的污泥干式厌氧发酵处理方法，其特征在于，上排的所述搅拌轴上位于相邻两所述搅拌杆组之间还设有中间搅拌杆组；
所述中间搅拌杆组包括若干沿所述搅拌轴横截面圆周方向分布且带输料斜板的搅拌杆，位于中间搅拌杆组上的搅拌杆的长度小于所述搅拌杆组上的搅拌杆的长度。
7.根据权利要求6所述的污泥干式厌氧发酵处理方法，其特征在于，中间搅拌杆组上的搅拌杆上同样设有输料斜板。
8.根据权利要求2-7任一项所述的污泥干式厌氧发酵处理方法，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机和安装在驱动电机输出轴上的主动齿轮，下排的各所述搅拌轴之间通过从动齿轮啮合传动，所述主动齿轮与其中一所述从动齿轮啮合传动。
9.根据权利要求1-7任一项所述的污泥干式厌氧发酵处理方法，，其特征在于：所述干式厌氧发酵罐包括发酵罐本体和设置于发酵罐本体上方的集气袋，所述发酵罐本体的顶部设有与所述集气袋连通的沼气出口。
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