CN202022828U - 一种污泥洗涤及其生物处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种污泥洗涤系统，含有污泥洗涤池，有机污泥沉淀池和澄清污水井，其特征是；所述污泥洗涤池、有机污泥沉淀池和澄清污水井采用地埋式设计，污泥洗涤池的底面从污泥进口端到底面最低处为坡面，底面最低处设有污泥泵及管道连通污泥洗涤池前部的污泥进口，所述有机污泥沉淀池邻接污泥洗涤池，其底面低于污泥洗涤池的底面最低处，污泥洗涤池与有机污泥沉淀池共用的隔墙上端部设有洗涤污泥出口连通有机污泥沉淀池，所述澄清污水井设置在有机污泥沉淀池中洗涤污泥进口相对一侧的尽头，其井口高度低于有机污泥沉淀池的洗涤污泥进口，澄清污水井内设有污水泵，所述污水泵通过管道连通污泥洗涤池的污泥进口和后级的污水处理系统或污水厂沉淀池。本实用新型还涉及一种含有权利要求1所述污泥洗涤系统的污泥生物处理系统。本实用新型工程设计采用地埋式、混凝土结构，工程造价低廉，与相同处理能力的污泥生物处理厂相比投资不足十分之一。本实用新型污泥生物处理效率高，速度快，成本低，沼气、有机肥产量高，处理产生的副产品创收，即使政府财政不补贴资金也能获得较好的效益。

Description

一种污泥洗涤及其生物处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理厂处理污水产生的沉淀污泥、市政下水道产生的污泥处理系统，特别是涉及一种污泥洗涤及其生物处理系统。

背景技术

近几年来我国的污水处理工作有了前所未有的发展，污水处理厂在解决我国水污染问题方面起到了巨大的作用，在很大程度上缓解了我国水污染的危机。但是，多数污水处理厂对大量的沉淀污泥如何安全处理和处置束手无策，由于污水处理后产生大量的沉淀污泥无处堆放，很多污水处理厂已经面临停止运营的窘境，有80%污泥没有得到妥善处理，污泥已成为多数污水处理厂亟待解决的问题。目前的技术发展很难实现污泥处理净盈利，以污泥干化焚烧发电为例，污泥干化的成本要远高于焚烧发电带来的收益。污泥中含有大量微生物的菌体和有机胶体物质，导致污泥黏度大脱水困难，采用机械脱水的方法通常只能将含水率降低到80%左右，污泥含有大量的水为后续处理带来重重困难，加大了污泥处理费用。污泥现有处理、处置方法，污泥农用会与人类的食物链发生关系，存在极大风险；污泥填埋污染地下水源，大部分垃圾填埋场存在拒收污泥的现象；污泥焚烧一次性投资巨大，焚烧时达不到热值耗费过多的热量，造成严重的大气污染；厌氧消化处理是最佳处理方法，但是处理厂投资大，处理费用高，没有政府财政补贴难以盈利，巨额财政补贴给当地政府财政带来沉重负担。有机物厌氧消化适宜的碳氮比是（C：N）6～30：1，但大家公认效果比较理想的是25：1，沉淀污泥的碳氮比是5:1，高浓度污泥厌氧消化几乎是不可行的，容易造成消化液氨中毒消化系统失败。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术不足，提出一种污泥洗涤及其生物处理系统。首先采用污泥洗涤工艺，洗出污泥中有机物质，分离无机物和不易分解垃圾外运填埋，再将有机污泥浓缩进行高温厌氧消化处理。

本实用新型所采用的技术方案：

一种污泥洗涤系统，含有污泥洗涤池，有机污泥沉淀池和澄清污水井，所述污泥洗涤池、有机污泥沉淀池和澄清污水井采用地埋式设计，污泥洗涤池的底面从污泥进口端到底面最低处为坡面，底面最低处设有污泥泵及管道连通污泥洗涤池前部的污泥进口，所述有机污泥沉淀池邻接污泥洗涤池，其底面低于污泥洗涤池的底面最低处，污泥洗涤池与有机污泥沉淀池共用的隔墙上端部设有洗涤污泥出口连通有机污泥沉淀池，所述澄清污水井设置在有机污泥沉淀池中洗涤污泥进口相对一侧的尽头，其井口高度低于有机污泥沉淀池的洗涤污泥进口，澄清污水井内设有污水泵，所述污水泵通过管道连通污泥洗涤池的污泥进口和后级的污水处理系统或污水厂沉淀池。

所述的污泥洗涤系统，和所述有机污泥沉淀池相邻设有高浓度有机污泥储存池；所述污泥洗涤池底面坡度为35～50度，污泥洗涤池与有机污泥沉淀池共用的隔墙上端部的洗涤污泥出口处设有格栅，所述格栅的孔径在1～3cm之间；所述有机污泥沉淀池设有污泥泵管道连通污泥脱水机，所述污泥脱水机设有污泥管道和污水管道分别连通高浓度有机污泥储存池和后级的污水处理系统或污水厂沉淀池；所述澄清污水井的井口高度是有机污泥沉淀池深度的三分之二。

所述的污泥洗涤系统，含有无机垃圾、不易分解垃圾脱水池，污泥洗涤池底面最低处设有污泥泵及管道连通无机垃圾、不易分解垃圾脱水池，所述无机垃圾、不易分解垃圾脱水池设在地表上，池底为坡度在5-10度之间的坡面，无机垃圾、不易分解垃圾脱水池池底最低一侧无围墙，池底最低处池面下部设有污水通道连通污泥洗涤池，污水通道上面安装有金属篦子阻挡无机垃圾通过；所述污泥洗涤池、有机污泥沉淀池、澄清污水井、高浓度有机污泥储存池的顶部设有污泥泵及管道安装孔，管道及其阀门安装在各池体的外部空间。

一种含有所述污泥洗涤系统的污泥生物处理系统，还包括秸秆预处理系统、备料系统和厌氧消化系统，所述秸秆预处理系统含有高压蒸汽罐和秸秆水解酸化反应器，配料系统含有备料池、碱性溶液池，污泥洗涤系统的高浓度有机物泥储存池设有污泥泵管道连通备料池；所述秸秆预处理系统的高压蒸汽罐设有加热蒸汽进口连通蒸汽锅炉，并设有碱性溶液进口连通碱性溶液池，秸秆水解酸化反应器顶部设有熟化秸秆进料口、污泥泵安装口和沼肥、自循环管道进口，所述秸秆水解酸化反应器底部设有潜水型铰刀粉碎机，沼肥、自循环管道进口通过自循环泵、管道及过滤装置连通备料池，备料池通过输送料装置连接厌氧消化系统。

所述的污泥生物处理系统，厌氧消化系统含有超高温水解酸化反应器、超高温过渡反应器、高温产甲烷反应器；所述超高温水解酸化反应器、超高温过渡反应器和高温产甲烷反应器相互之间通过共用隔墙底部窗口连通，最后一个高温产甲烷反应器设有沼肥抽出污泥泵；每个反应器设有碱性溶液、沼肥回流管道入口、污泥泵安装口和管道进出口；每个反应器设有在线温度监测仪、PH值监测仪、水位仪、浓度监测仪、氧化还原电位监测仪，每个反应器上下周壁设有保温层。

所述的污泥生物处理系统，超高温水解酸化反应器、超高温过渡反应器、高温产甲烷反应器内底部均设有吹浮装置，所述吹浮装置的吹浮管道进口从各反应器顶部引入连接自身消化液循环系统和回流气体高压系统；所述秸秆水解酸化反应器和高温产甲烷反应器各采用2-5个反应器组成。

本实用新型的有益积极效果：

1、本实用新型污泥洗涤、生物处理系统，采用污泥洗涤工艺，洗出污泥中有机物质，分离无机物和不易分解极少量垃圾外运填埋，压缩湿污泥体积98.5%以上；污泥洗出有机物质后再填埋不会对地下水源、周边环境、大气环境造成污染，彻底改变了污泥给人们造成的恶劣形象。

2、本实用新型污泥洗涤、生物处理系统，投资少，工程采用地埋式、混凝土结构消化反应器设计，工程造价低廉，与相同处理能力的污泥生物处理厂相比，投资不足十分之一；效率高，采用超高温厌氧消化、多级厌氧消化、沼渣漂浮等工艺大大提高消化效率和速度；运营费用低，设备维护量少，能源消耗自产沼气，污泥、秸秆共混处理，沼气、有机肥产量大幅提高，处理产生的副产品创收，即使政府财政不补贴资金也能获得较好的效益。每一个污泥处理厂每年就需要几千吨秸秆，大量废弃秸秆被有效利用，不仅减轻秸秆禁烧政府负担，还为农民朋友开发出一条致富门路。

3、本实用新型污泥洗涤、生物处理系统，系统稳定性强，功能全面，适用范围广，还能处理饭店、食堂餐厨垃圾和化粪池粪便垃圾、市政下水道污泥等；其投资少、低成本的运营模式为实现我国污泥生物处理产业化奠定了基础。就地就近处理污泥，减少了运输费和二次污染，同时减少了秸秆焚烧带来的环境污染；污泥生物处理从储存、洗涤、消化、利用全程封闭，不会有臭味外泄，处理后产生的副产品全部利用，把有害污泥变害为宝。

附图说明

图1：本实用新型污泥洗涤系统结构示意图；

图2：本实用新型污泥洗涤、生物处理系统结构示意图。

具体实施方式

实施例一：参见图1，本实用新型污泥洗涤系统，含有污泥洗涤池1，有机污泥沉淀池和澄清污水井3，所述污泥洗涤池、有机污泥沉淀池和澄清污水井采用地埋式设计，污泥洗涤池1的底面从污泥进口端到底面最低处为坡面，底面最低处设有污泥泵4及管道连通污泥洗涤池1前部的污泥进口，所述有机污泥沉淀池2邻接污泥洗涤池1，其底面低于污泥洗涤池的底面最低处，污泥洗涤池1与有机污泥沉淀池2共用的隔墙上端部设有洗涤污泥出口5连通有机污泥沉淀池2，所述澄清污水井3设置在有机污泥沉淀池2中洗涤污泥进口（即污泥洗涤池的洗涤污泥出口5）相对一侧的尽头，其井口高度低于有机污泥沉淀池2的洗涤污泥进口，澄清污水井3内设有污水泵6，所述污水泵6通过管道连通污泥洗涤池1的污泥进口和后级的污水处理系统或污水厂沉淀池。

实施例二：参见图1，本实施例的污泥洗涤系统，与实施例一不同的是：所述污泥洗涤池1的底面坡度为35～50度，污泥洗涤池1与有机污泥沉淀池2共用的隔墙上端部的洗涤污泥出口5处设有格栅，所述格栅的孔径在1～3cm之间；系统还设有高浓度有机污泥储存池7，所述高浓度有机污泥储存池7和有机污泥沉淀池2相邻设置，有机污泥沉淀池2设有污泥泵管道连通污泥脱水机（图中未示出），所述污泥脱水机设有污泥管道和污水管道分别连通高浓度有机污泥储存池7和后级的污水处理系统或污水厂沉淀池；所述澄清污水井3的井口高度是有机污泥沉淀池2深度的三分之二。

实施例三：本实施例的污泥洗涤系统，还含有无机垃圾、不易分解垃圾脱水池；污泥洗涤池底面最低处设有污泥泵及管道连通无机垃圾、不易分解垃圾脱水池，所述无机垃圾、不易分解垃圾脱水池设在地表上，池底为坡度在5-10度之间的坡面，无机垃圾、不易分解垃圾脱水池池底最低一侧无围墙，池底最低处池面下部设有污水通道连通污泥洗涤池，污水通道上面安装有金属篦子阻挡无机垃圾通过；所述污泥洗涤池、有机污泥沉淀池、澄清污水井、高浓度有机污泥储存池的顶部设有污泥泵及管道安装孔，管道及其阀门安装在各池体的外部空间。

实施例四：参见图1、图2，本实施例为含有前述实施例所述污泥洗涤系统的污泥生物处理系统。所述污泥生物处理系统含有秸秆预处理系统、配料系统、厌氧消化系统，所述秸秆预处理系统含有高压蒸汽罐和秸秆水解酸化反应器8，配料系统含有备料池9、碱性溶液池10，污泥洗涤系统的高浓度有机物泥储存池7设有污泥泵管道连通备料池9；所述秸秆预处理系统的高压蒸汽罐设有加热蒸汽进口连通蒸汽锅炉，并设有碱性溶液进口连通碱性溶液池10，秸秆水解酸化反应器8顶部设有熟化秸秆进料口、污泥泵安装口和沼肥、自循环管道进口，所述秸秆水解酸化反应器8的底部设有潜水型铰刀粉碎机，沼肥、自循环管道进口通过自循环泵、管道及过滤装置连通备料池9，备料池9通过输送料装置连接厌氧消化系统。

实施例五：参见图1、图2，本实施例的污泥生物处理系统，与实施例四不同的是：厌氧消化系统含有超高温水解酸化反应器11、超高温过渡反应器12、高温产甲烷反应器13；所述超高温水解酸化反应器11、超高温过渡反应器12和高温产甲烷反应器13相互之间通过共用隔墙底部窗口连通；高浓度有机混合液和回流沼肥从超高温酸化反应器进入超高温过渡反应器中，最后一个高温产甲烷反应器设有沼肥抽出污泥泵；每个反应器设有碱性溶液、沼肥回流管道入口、污泥泵安装口和管道进出口；每个反应器设有在线温度监测仪、PH值监测仪、水位仪、浓度监测仪、氧化还原电位监测仪，每个反应器上下周壁设有保温层。秸秆水解酸化反应器8和高温产甲烷反应器13采用多级反应器。

所述的污泥生物处理系统，超高温水解酸化反应器、超高温过渡反应器、高温产甲烷反应器内底部均设有吹浮装置，所述吹浮装置的吹浮管道进口从各反应器顶部引入连接自身消化液循环系统和回流气体高压系统。

本实用新型污泥洗涤、生物处理系统，将污水处理厂沉淀池污泥收集泵入污泥洗涤池中洗涤，沉淀污泥泵入洗涤池后，污泥中不易分解的固体物质沉淀在洗涤池底部，容易分解的有机物质同污水一起流入有机污泥沉淀池中沉淀，沉淀在洗涤池底部的污泥被污泥泵不断从池后底部抽出泵入洗涤池前部反复洗涤，洗涤池底部积累的不易分解的固体垃圾抽入无机垃圾、不易分解垃圾脱水池脱水，脱出污水流回洗涤池，不易分解的固体垃圾经脱水后外运填埋；有机污泥沉淀池中污泥经过沉淀泵入污泥脱水机脱水，脱水后污泥浓度10-12%（干物质含量）泵入高浓度污泥储存池中储存。

本实用新型污泥洗涤、生物处理系统，其污泥处理流程如下：

秸秆预处理工艺：收购农民的玉米秸秆（或其他秸秆）经过粉碎草化，压缩成长方形草捆方便运输，草杆最大直径不超0.5cm，首先将玉米草杆喷洒碱性溶液放入高压罐中高温蒸煮；将熟化的玉米草杆倒入秸秆预处理反应器中，适当加入沼液、沼肥或秸秆酸化液（菌种），使反应器中物料固体干物质含量在10-12%；封闭反应器保持消化液温度65-68度，反应器底部设有潜水型铰刀粉碎机，将玉米草杆粒度细化，采用高温蒸汽直接加温，加温时开启粉碎机搅动消化液分散局部高温；设有三个秸秆预处理反应器，分别保持在熟化加料、水解酸化、配料使用各个阶段，每个反应器水解酸化的玉米草杆溶液可供厌氧消化反应器4天用量，玉米草杆水解酸化时间4-12天。

厌氧消化工艺：按照1.5:1（干物质重量）比例，分别将浓度10-12%（干物质含量）的高浓度有机物泥和已经半水解酸化的秸秆溶液抽入备料池，根据混合液PH值数据，从碱性溶液池抽出一定数量的碱性溶液进入备料池中和酸度，中和后的PH值6-6.5；中和后的有机混合液从备料池泵入超高温酸化反应器时，污泥泵设有滤网阻挡1cm以上固体物质进入反应器，备料池底部设有潜水型铰刀粉碎机粉碎大块固体物质；产甲烷菌繁殖倍增一代需要5个小时左右，厌氧消化系统每天处理量分成5次进料，设定4-6个小时从超高温酸化反应器进料一次；高浓度有机混合液进入超高温酸化反应器时，一定比例的沼肥（菌种）回流（约30%进料量）也同时进入；厌氧消化反应器设有超高温酸化反应器、超高温过渡反应器、高温产甲烷反应器，相互之间从共用隔墙底部窗口连通；高浓度有机混合液和回流沼肥从超高温酸化反应器进入压迫部分消化液进入超高温过渡反应器中，超高温过渡反应器部分消化液又进入到高温产甲烷反应器，直到高浓度有机混合液变成沼肥从最后一个高温产甲烷反应器中抽出；超高温酸化反应器设定温度65-68度，PH值6-6.5；超高温过渡反应器设定温度58-61度，PH值6.5-7；高温产甲烷反应器设定温度53-56度，PH值6.8-7.5；在高温、消化液PH正常值和厌氧条件下，微生物快速消化分解有机物生成沼气和沼肥；沼气从各反应器顶部管口收集后进入储气罐，沼肥从最后一个高温产甲烷反应器中抽出进入沼肥脱水机脱水；每个厌氧消化反应器设有吹浮装置，定时用回流气体高压吹浮，使沉淀在反应器底部的固体物质漂浮起来，再用反应器自身消化液24小时不停循环吹浮，保持固体物质不沉底，有助于消化物与厌氧菌充分接触；消化液循环系统设有过滤系统阻挡0.6cm以上固体物质通过，避免堵塞吹浮管道。每个厌氧消化反应器设有增温装置，增温采用高压蒸汽直接增温，蒸汽管道直接通入消化液循环系统的过滤箱中，消化液快速循环分散局部高温；每个厌氧消化反应器设有在线温度监测仪、PH值监测仪、水位仪、浓度监测仪、氧化还原电位监测仪，掌握各个反应器数据及时调整；为了方便调整各个反应器消化液PH值，每个反应器设有碱性溶液和沼肥回流管道入口，及时调整反应器中消化液PH值。

副产品利用：沼肥从最后一个高温产甲烷反应器中抽出进入沼肥脱水机脱水，脱出沼液泵入污水处理厂沉淀池或调整消化反应器PH值、浓度，将脱水后的沼渣加菌种堆肥处理，水分含量降至30%左右造粒、装袋、入库待售。沼气经过脱水、脱硫、储存、加压送入沼气发电机组发电，发出电力输送电网销售；沼气还输送到锅炉房自用。

Claims (6)

1.一种污泥洗涤系统，含有污泥洗涤池，有机污泥沉淀池和澄清污水井，其特征是；所述污泥洗涤池、有机污泥沉淀池和澄清污水井采用地埋式设计，污泥洗涤池的底面从污泥进口端到底面最低处为坡面，底面最低处设有污泥泵及管道连通污泥洗涤池前部的污泥进口，所述有机污泥沉淀池邻接污泥洗涤池，其底面低于污泥洗涤池的底面最低处，污泥洗涤池与有机污泥沉淀池共用的隔墙上端部设有洗涤污泥出口连通有机污泥沉淀池，所述澄清污水井设置在有机污泥沉淀池中洗涤污泥进口相对一侧的尽头，其井口高度低于有机污泥沉淀池的洗涤污泥进口，澄清污水井内设有污水泵，所述污水泵通过管道连通污泥洗涤池的污泥进口和后级的污水处理系统或污水厂沉淀池。

2.根据权利要求1所述的污泥洗涤系统，其特征是：和所述有机污泥沉淀池相邻设有高浓度有机污泥储存池；所述污泥洗涤池底面坡度为35～50度，污泥洗涤池与有机污泥沉淀池共用的隔墙上端部的洗涤污泥出口处设有格栅，所述格栅的孔径在1～3cm之间；所述有机污泥沉淀池设有污泥泵管道连通污泥脱水机，所述污泥脱水机设有污泥管道和污水管道分别连通高浓度有机污泥储存池和后级的污水处理系统或污水厂沉淀池；所述澄清污水井的井口高度是有机污泥沉淀池深度的三分之二。

3.根据权利要求1或2所述的污泥洗涤系统，其特征是：含有无机垃圾、不易分解垃圾脱水池，污泥洗涤池底面最低处设有污泥泵及管道连通无机垃圾、不易分解垃圾脱水池，所述无机垃圾、不易分解垃圾脱水池设在地表上，池底为坡度在5-10度之间的坡面，无机垃圾、不易分解垃圾脱水池池底最低一侧无围墙，池底最低处池面下部设有污水通道连通污泥洗涤池，污水通道上面安装有金属篦子阻挡无机垃圾通过；所述污泥洗涤池、有机污泥沉淀池、澄清污水井、高浓度有机污泥储存池的顶部设有污泥泵及管道安装孔，管道及其阀门安装在各池体的外部空间。

4.一种含有权利要求1所述污泥洗涤系统的污泥生物处理系统，其特征是：含有秸秆预处理系统、备料系统和厌氧消化系统，所述秸秆预处理系统含有高压蒸汽罐和秸秆水解酸化反应器，配料系统含有备料池、碱性溶液池，污泥洗涤系统的高浓度有机物泥储存池设有污泥泵管道连通备料池；所述秸秆预处理系统的高压蒸汽罐设有加热蒸汽进口连通蒸汽锅炉，并设有碱性溶液进口连通碱性溶液池，秸秆水解酸化反应器顶部设有熟化秸秆进料口、污泥泵安装口和沼肥、自循环管道进口，所述秸秆水解酸化反应器底部设有潜水型铰刀粉碎机，沼肥、自循环管道进口通过自循环泵、管道及过滤装置连通备料池，备料池通过输送料装置连接厌氧消化系统。

5.根据权利要求4所述的污泥生物处理系统，其特征是：厌氧消化系统含有超高温水解酸化反应器、超高温过渡反应器、高温产甲烷反应器；所述超高温水解酸化反应器、超高温过渡反应器和高温产甲烷反应器相互之间通过共用隔墙底部窗口连通，最后一个高温产甲烷反应器设有沼肥抽出污泥泵；每个反应器设有碱性溶液、沼肥回流管道入口、污泥泵安装口和管道进出口；每个反应器设有在线温度监测仪、PH值监测仪、水位仪、浓度监测仪、氧化还原电位监测仪，每个反应器上下周壁设有保温层。

6.根据权利要求5所述的污泥生物处理系统，其特征是：所述超高温水解酸化反应器、超高温过渡反应器、高温产甲烷反应器内底部均设有吹浮装置，所述吹浮装置的吹浮管道进口从各反应器顶部引入连接自身消化液循环系统和回流气体高压系统；所述秸秆水解酸化反应器和高温产甲烷反应器各采用2-5个反应器组成。

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