CN112110622A - 一种污泥灭菌处理装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥灭菌处理装置及工艺，一种污泥灭菌处理装置包括灭菌罐、碱洗罐以及污泥中和罐，所述灭菌罐与所述碱洗罐以及所述污泥中和罐均连接，所述碱洗罐与所述污泥中和罐连接，所述灭菌罐上设有pH监测器，所述pH监测器与pH调节装置电性连接，还包括加药罐，所述加药罐通过加药泵与所述灭菌罐连接，所述pH调节装置与加药泵电性连接，所述碱洗罐上设有碱洗喷淋装置，本发明的有益效果是设置灭菌罐，在灭菌阶段杀死污泥中的病原微生物和细菌，改善后续环境处理的质量，减少对环境的污染和病害传播的风险，并为后续的污泥处理减少了运行成本，通过pH监测器与pH调节装置配合，可以根据需要对灭菌时pH的范围进行调节，以达到不同的灭菌效果。

Description

一种污泥灭菌处理装置及工艺
技术领域
本发明涉及污泥灭菌技术领域，尤其是涉及一种污泥灭菌处理装置及工艺。
背景技术
在现有技术中，城镇污水处理厂中的污泥是污水处理的副产物，主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节。由于在污水处理厂没有加入有效的灭菌工艺单元，污泥中含有较多的病原微生物和寄生虫卵，因此在污泥的处理处置过程中，可以通过各种环节和人体进行接触，存在一定的病害传播风险；目前，我国的污泥处理主要有堆肥、干化+焚烧、破壁预处理+厌氧消化三种工艺。堆肥过程占用大量的土地，并且细菌及病原体还会对土壤和环境造成二次污染；干化焚烧过程中运行成本很高，超过了大多数污泥厂的承受能力。
申请号为：201720398792.1的中国实用新型专利公开了一种养殖业粪污集中无害化处理的装置，由粪污处理、有机肥生产、病死畜处理、智能化控制系统四大板块组成，它们相互联系、功能互补，沼气可以提供能源方便实现高温灭菌，有机肥发酵也需要温度，同时，有机肥发酵菌剂对病死畜后期发酵处理制肥也有帮助，而智能化控制是系统的中枢神经，对系统的高效化处理、提高处理效率作用巨大。然而，该种装置无法应用在污泥处理工艺中，并且无法解决细菌及病原体对土壤和环境造成二次污染的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种污泥灭菌处理装置及工艺。
为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：
一种污泥灭菌处理装置，包括灭菌罐、碱洗罐以及污泥中和罐，所述灭菌罐与所述碱洗罐以及所述污泥中和罐均连接，所述碱洗罐与所述污泥中和罐连接，所述灭菌罐上设有pH监测器，所述pH监测器与pH调节装置电性连接，还包括加药罐，所述加药罐通过加药泵与所述灭菌罐连接，所述pH调节装置与加药泵电性连接，所述污泥中和罐上设有中和泵以及pH监测器，所述碱洗罐上设有碱洗喷淋装置。
所述碱洗喷淋装置包括通液装置、喷淋装置、过滤装置以及集液装置，通液装置位于所述碱洗罐侧壁上，喷淋装置位于所述通液装置内侧，过滤装置位于所述碱洗罐内部且位于所述喷淋装置下方，集液装置位于所述碱洗罐下部。
通液装置包括通液泵以及通液管，所述通液泵设置在所述碱洗罐侧面且与所述碱洗罐连通，所述通液管环绕设置在所述碱洗罐内部侧壁上且与所述碱洗罐固定连接，所述通液泵与所述通液管连通。
喷淋装置包括喷淋头以及过滤网，所述喷淋头设置在通液管内壁且与通液管连通，所述过滤网设置在所述喷淋头一端且与所述喷淋头固定连接。
过滤装置包括过滤板，所述过滤板设置在所述碱洗罐内部且与所述碱洗罐的内壁固定连接，所述过滤板位于喷淋头下方，所述过滤板中部设有沉降通孔，所述沉降通孔贯穿所述过滤板。
集液装置包括集液盒、复位弹簧以及集液球，所述集液盒设置在所述碱洗罐下端且与所述碱洗罐固定连接，所述集液盒与所述碱洗罐连通，所述复位弹簧设置在所述集液盒内侧下部且其下端与所述集液盒固定连接，所述集液球设置在所述复位弹簧上端且与所述复位弹簧抵接，所述集液球上部与所述碱洗罐卡接。
所述碱洗罐上部设有进气口，所述进气口贯穿所述碱洗罐且与所述碱洗罐连通，所述碱洗罐下部设有支架，所述支架与所述碱洗罐固定连接，还包括硫化氢检测仪，所述硫化氢检测仪设置在所述碱洗罐下部且与所述碱洗罐固定连接。
一种污泥灭菌处理工艺，包括以下步骤：
a、灭菌：污泥进入灭菌罐中，通过pH监测器监测灭菌罐中的pH值，pH调节装置控制加药泵开启，将加药罐中的硫酸溶液或者盐酸溶液或者乙酸溶液加入灭菌罐中，对污泥进行酸洗灭菌；
b、碱洗：酸洗灭菌过程中产生的硫化氢气体进入碱洗罐中，碱洗罐上的碱洗喷淋装置使用氧化钙溶液，或者氢氧化钠溶液，或者氧化镁溶液，或者氢氧化镁溶液对进入碱洗罐中的硫化氢气体进行喷淋碱洗；
c、中和：经过酸洗灭菌的污泥进入污泥中和罐中，将氧化钙溶液，或者氢氧化钠溶液，或者氧化镁溶液，或者氢氧化镁溶液通过中和泵加入污泥中和罐中对污泥进行中和，其中，步骤b中产生的碱洗液接入污泥中和罐中。
步骤a中，来样污泥含水率在90％-99.5％之间，pH调节装置与加药泵控制灭菌罐中的pH值保持在2-5之间，并且灭菌罐中的反应在常温常压下进行。
步骤b中，碱洗喷淋装置在常温常压下进行喷淋操作。
本发明的有益效果是：
设置灭菌罐，在灭菌阶段杀死污泥中的病原微生物和细菌，改善后续环境处理的质量，减少对环境的污染和病害传播的风险，并为后续的污泥处理减少了运行成本，通过pH监测器与pH调节装置配合，可以根据需要对灭菌时pH的范围进行调节，从而达到不同的灭菌效果，并且碱洗罐中的碱洗液可以回用至污泥中和罐中。
附图说明
图1是本发明实施例一结构框图；
图2是本发明实施例一碱洗喷淋装置结构示意图；
图3是本发明实施例二工艺流程图。
图中：1、灭菌罐；2、碱洗罐；3、污泥中和罐；4、pH监测器；5、pH调节装置；6、加药罐；7、加药泵；8、中和泵；9、碱洗喷淋装置；10、通液泵；11、通液管；12、喷淋头；13、过滤网；14、过滤板；15、沉降通孔；16、集液盒；17、复位弹簧；18、集液球；19、进气口；20、支架；21、硫化氢检测仪。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述，
实施例一：
一种污泥灭菌处理装置，包括灭菌罐、碱洗罐以及污泥中和罐，灭菌罐与碱洗罐以及污泥中和罐均连接，碱洗罐与污泥中和罐连接，灭菌罐上设有pH监测器，pH监测器与pH调节装置电性连接，还包括加药罐，加药罐通过加药泵与灭菌罐连接，pH调节装置与加药泵电性连接，污泥中和罐上设有中和泵以及pH监测器，碱洗罐上设有碱洗喷淋装置，本发明实施例一结构框图如图1所示。
碱洗喷淋装置包括通液装置、喷淋装置、过滤装置以及集液装置，通液装置位于碱洗罐侧壁上，喷淋装置位于通液装置内侧，过滤装置位于碱洗罐内部且位于喷淋装置下方，集液装置位于碱洗罐下部，本发明实施例一碱洗喷淋装置结构示意图如图2所示。
通液装置包括通液泵以及通液管，通液泵设置在碱洗罐侧面且与碱洗罐连通，通液管环绕设置在碱洗罐内部侧壁上且与碱洗罐固定连接，通液泵与通液管连通，通液装置通过通液泵与通液管配合，可以将氧化钙溶液，或者氢氧化钠溶液，或者氧化镁溶液，或者氢氧化镁溶液通入碱洗罐中。
喷淋装置包括喷淋头以及过滤网，喷淋头有四个，四个喷淋头均匀环绕设置在通液管内壁且与通液管连通，过滤网设置在喷淋头一端且与喷淋头固定连接，喷淋装置通过喷淋头将通液管中的氧化钙溶液，或者氢氧化钠溶液，或者氧化镁溶液，或者氢氧化镁溶液对灭菌罐传来的硫化氢气体进行喷淋操作，其中过滤网可以将通液管中的杂质过滤。
过滤装置包括过滤板，过滤板设置在碱洗罐内部且与碱洗罐的内壁固定连接，过滤板位于喷淋头下方，过滤板中部设有沉降通孔，沉降通孔贯穿过滤板，过滤板将碱洗罐中发生反应后产生的硫化钠截留，沉降通孔的设置便于硫化氢气体沉降。
其中，碱洗罐中产生的反应的反应式为：H2S+2NaOH＝Na2S+2H2O。
集液装置包括集液盒、复位弹簧以及集液球，集液盒设置在碱洗罐下端且与碱洗罐固定连接，集液盒与碱洗罐连通，复位弹簧设置在集液盒内侧下部且其下端与集液盒固定连接，集液球设置在复位弹簧上端且与复位弹簧抵接，集液球上部与碱洗罐卡接，集液盒可将碱洗罐中产生的碱洗液收集，碱洗罐中的碱洗液积累到一定量之后，带动集液球下降，并沿着集液球与碱洗罐之间的缝隙流入集液盒中，集液盒与污泥中和罐连通，碱洗液回用至污泥中和罐中，当碱洗罐中的碱洗液减少一定量之后，复位弹簧带动集液球上升，使集液球与碱洗罐卡接，此时，碱洗液无法流入集液盒中，此结构可使碱洗液积累到一定量之后再流入污泥中和罐中，防止碱洗液量少而导致无法发挥作用，做到资源最大化利用。
碱洗罐上部设有进气口，进气口贯穿碱洗罐，且与碱洗罐连通，进气口将灭菌罐与碱洗罐连通，灭菌罐中产生的硫化氢气体从进气口中进入碱洗罐中。
碱洗罐下部设有支架，支架与碱洗罐固定连接，碱洗罐通过支架架设在地面上。
还包括硫化氢检测仪，硫化氢检测仪设置在碱洗罐下部且与碱洗罐固定连接，硫化氢检测仪可检测碱洗罐中经碱洗过后所剩余硫化氢气体的浓度，从而反映出碱洗操作是否可以将硫化氢气体无公害处理。
通液装置、喷淋装置以及过滤装置均有三组，三组通液装置、喷淋装置以及过滤装置并列设置在碱洗罐内部，三组通液装置、喷淋装置以及过滤装置对碱洗罐中的硫化氢气体进行三重碱洗喷淋操作，从而与硫化氢气体进行充分反应。
实施例二：
一种污泥灭菌处理工艺，包括以下步骤：
a、灭菌：污泥进入灭菌罐中，通过pH监测器监测灭菌罐中的pH值，pH调节装置控制加药泵开启，将加药罐中的硫酸溶液或者盐酸溶液或者乙酸溶液加入灭菌罐中，对污泥进行酸洗灭菌；
b、碱洗：酸洗灭菌过程中产生的硫化氢气体进入碱洗罐中，碱洗罐上的碱洗喷淋装置使用氧化钙溶液，或者氢氧化钠溶液，或者氧化镁溶液，或者氢氧化镁溶液对进入碱洗罐中的硫化氢气体进行喷淋碱洗；
c、中和：经过酸洗灭菌的污泥进入污泥中和罐中，将氧化钙溶液，或者氢氧化钠溶液，或者氧化镁溶液，或者氢氧化镁溶液通过中和泵加入污泥中和罐中对污泥进行中和，其中，步骤b中产生的碱洗液接入污泥中和罐中。
步骤a中，pH调节装置可以控制加药泵的开启与关闭，从而控制灭菌罐中的pH保持稳定，来样污泥含水率为95％，pH调节装置与加药泵控制灭菌罐中的pH值为3.0，反应温度为25℃，反应压力为常压，此时检测污泥里大肠杆菌的含量为0。
步骤b中，碱洗喷淋装置在常温常压下进行喷淋操作。
步骤c中，利用氧化钙溶液，或者氢氧化钠溶液，或者氧化镁溶液，或者氢氧化镁溶液进行中和后再后续资源化处理。
本发明实施例二工艺流程图如图3所示。
本发明的有益效果是设置灭菌罐，在灭菌阶段杀死污泥中的病原微生物和细菌，改善后续环境处理的质量，减少对环境的污染和病害传播的风险，并为后续的污泥处理减少了运行成本，通过pH监测器与pH调节装置配合，可以根据需要对灭菌时pH的范围进行调节，从而达到不同的灭菌效果，并且碱洗罐中的碱洗液可以回用至污泥中和罐中。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种污泥灭菌处理装置，其特征在于，包括灭菌罐(1)、碱洗罐(2)以及污泥中和罐(3)，所述灭菌罐(1)与所述碱洗罐(2)以及所述污泥中和罐(3)均连接，所述碱洗罐(2)与所述污泥中和罐(3)连接，所述灭菌罐(1)上设有pH监测器(4)，所述pH监测器(4)与pH调节装置(5)电性连接，还包括加药罐(6)，所述加药罐(6)通过加药泵(7)与所述灭菌罐(1)连接，所述pH调节装置(5)与加药泵(7)电性连接，所述污泥中和罐(3)上设有中和泵(8)以及pH监测器(4)，所述碱洗罐(2)上设有碱洗喷淋装置(9)。
2.如权利要求1所述的一种污泥灭菌处理装置，其特征在于，所述碱洗喷淋装置(9)包括通液装置、喷淋装置、过滤装置以及集液装置，通液装置位于所述碱洗罐(2)侧壁上，喷淋装置位于所述通液装置内侧，过滤装置位于所述碱洗罐(2)内部且位于所述喷淋装置下方，集液装置位于所述碱洗罐(2)下部。
3.如权利要求2所述的一种污泥灭菌处理装置，其特征在于，通液装置包括通液泵(10)以及通液管(11)，所述通液泵(10)设置在所述碱洗罐(2)侧面且与所述碱洗罐(2)连通，所述通液管(11)环绕设置在所述碱洗罐(2)内部侧壁上且与所述碱洗罐(2)固定连接，所述通液泵(10)与所述通液管(11)连通。
4.如权利要求2所述的一种污泥灭菌处理装置，其特征在于，喷淋装置包括喷淋头(12)以及过滤网(13)，所述喷淋头(12)设置在通液管(11)内壁且与通液管(11)连通，所述过滤网(13)设置在所述喷淋头(12)一端且与所述喷淋头(12)固定连接。
5.如权利要求2所述的一种污泥灭菌处理装置，其特征在于，过滤装置包括过滤板(14)，所述过滤板(14)设置在所述碱洗罐(2)内部且与所述碱洗罐(2)的内壁固定连接，所述过滤板(14)位于喷淋头(12)下方，所述过滤板(14)中部设有沉降通孔(15)，所述沉降通孔(15)贯穿所述过滤板(14)。
6.如权利要求2所述的一种污泥灭菌处理装置，其特征在于，集液装置包括集液盒(16)、复位弹簧(17)以及集液球(18)，所述集液盒(16)设置在所述碱洗罐(2)下端且与所述碱洗罐(2)固定连接，所述集液盒(16)与所述碱洗罐(2)连通，所述复位弹簧(17)设置在所述集液盒(16)内侧下部且其下端与所述集液盒(16)固定连接，所述集液球(18)设置在所述复位弹簧(17)上端且与所述复位弹簧(17)抵接，所述集液球(18)上部与所述碱洗罐(2)卡接。
7.如权利要求1所述的一种污泥灭菌处理装置，其特征在于，所述碱洗罐(2)上部设有进气口(19)，所述进气口(19)贯穿所述碱洗罐(2)且与所述碱洗罐(2)连通，所述碱洗罐(2)下部设有支架(20)，所述支架(20)与所述碱洗罐(2)固定连接，还包括硫化氢检测仪(21)，所述硫化氢检测仪(21)设置在所述碱洗罐(2)下部且与所述碱洗罐(2)固定连接。
8.一种污泥灭菌处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、灭菌：污泥进入灭菌罐中，通过pH监测器监测灭菌罐中的pH值，pH调节装置控制加药泵开启，将加药罐中的硫酸溶液或者盐酸溶液或者乙酸溶液加入灭菌罐中，对污泥进行酸洗灭菌；
b、碱洗：酸洗灭菌过程中产生的硫化氢气体进入碱洗罐中，碱洗罐上的碱洗喷淋装置使用氧化钙溶液，或者氢氧化钠溶液，或者氧化镁溶液，或者氢氧化镁溶液对进入碱洗罐中的硫化氢气体进行喷淋碱洗；
c、中和：经过酸洗灭菌的污泥进入污泥中和罐中，将氧化钙溶液，或者氢氧化钠溶液，或者氧化镁溶液，或者氢氧化镁溶液通过中和泵加入污泥中和罐中对污泥进行中和，其中，步骤b中产生的碱洗液接入污泥中和罐中。
9.如权利要求8所述的一种污泥灭菌处理工艺，其特征在于，步骤a中，来样污泥含水率在90％-99.5％之间，pH调节装置与加药泵控制灭菌罐中的pH值保持在2-5之间，并且灭菌罐中的反应在常温常压下进行。
10.如权利要求8所述的一种污泥灭菌处理工艺，其特征在于，步骤b中，碱洗喷淋装置在常温常压下进行喷淋操作。
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