CN204162583U - 一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置 - Google Patents

Abstract

一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置，包括：污泥输送泵，其特征在于，还包括：零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机和喂料机、零价铁强化预反应器和搅拌器；所述污泥输送泵、零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机、喂料机以及零价铁强化预反应器为封闭系统，彼此采用密封连接；所述零价铁强化预反应器整体为圆柱形，顶部配有搅拌器，反应器底部设有卸料装置，该装置结构简单，操作、维护方便，通过增设该零价铁强化预处理装置环节，能有效促进污泥的减量化，提高后续污泥的厌氧消化效率和甲烷产量，这将有利于节省运营成本，同时甲烷属于清洁能源，既能产生经济价值又节能环保。

Description

一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种预反应装置的技术领域，尤其是一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置。

背景技术

剩余污泥是利用活性污泥法处理市政污水过程中产生的废弃物。随着我国人口数量的增长和经济的快速发展，水污染问题日趋严重，大量建设污水处理厂已成为必然的举措，如此高的污水处理量，必然导致剩余污泥量的增加。目前全国对于剩余污泥的处理和处置技术尚未成熟，仅有不到1/3的污水厂有剩余污泥稳定处理设施，90％以上的城市污泥未得到妥善处理，污泥二次污染现象非常普遍。剩余污泥的处理投资和运行费用巨大，大约占整个污水处理厂投资和运行费用的30％～70％，给城市污水处理厂带来沉重的负担。

利用厌氧消化技术处理剩余污泥能够同时达到污泥减量和生产甲烷的目的。然而，传统厌氧消化过程一般发酵效率较低，导致了停留时间长、污泥减量率低，为了克服这些缺点，通常需要使用一些预处理手段促进污泥的分解，如投加酸碱处理、热处理、微波处理等，但由于这类方法一般都成本高、能耗大，因此难以得到有效推广，人们仍然在寻找一种更廉价方便的污泥厌氧发酵促进方法。

零价铁作为一种价廉易得的还原性材料，已被广泛应用于污水处理、地下水净化和土壤修复中。零价铁能降低体系的氧化还原电位(ORP)，把零价铁加入到厌氧系统中，能够创造一个更有利于微生物生长的厌氧环境，可以显著提高有机物转化为挥发性脂肪酸和甲烷的效率。此外，零价铁还能使丙酸产量下降，因为低氧化还原电位能抑制丙酸型发酵。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置，该装置结构简单，只需在现有厌氧消化反应器前端增设一个预反应装置环节，就可以大大增加剩余污泥厌氧消化效率，同时提高污泥厌氧消化工艺的甲烷产量，甲烷作为清洁能源，节能环保。

一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置，包括：污泥输送泵、零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机和喂料机、零价铁强化预反应器、搅拌器；

所述污泥输送泵、零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机和喂料机及零价铁强化预反应器为封闭系统，采用密封连接，可以保证预反应器内的厌氧环境，杜绝氧气的介入；

所述管式螺旋输送机和喂料机使用碳钢制造，均包括管状槽体，法兰，螺旋叶片，轴承和齿轮电机。管式螺旋输送机和喂料机通过法兰分别与零价铁填料储料仓底部和零价铁强化预反应器的顶部相连接，组成封闭系统，零价铁填料通过管式螺旋输送机和喂料机每4h向零价铁强化预反应器进料一次，每次进料量是污泥进料量的2％-5％。

所述零价铁强化预反应器整体为圆柱形，顶部配有搅拌器，通过搅拌器的机械搅拌，使得零价铁与污泥在预反应器中充分混合，同时提高零价铁的反应效率，反应器底部设有卸料装置，将反应后的零价铁与污泥的混合产物输送至后续的厌氧消化罐中。

作为一种举例说明，为了保证整个预反应装置的压力平衡，所述零价铁强化预反应器顶部装有安全阀，当发现内部压力过高时，可以打开安全阀，将装置内部的压力气体排出，保证整个反应装置的安全性。

为了更好的描述工作过程，作为一种举例说明，

首先，接收池中的污泥通过螺旋输送机输送至污泥泵，污泥泵将污泥泵入零价铁强化预反应器中，输送采用半连续方式，每4小时向预反应器中输送定量的污泥，来料污泥的含固率控制在5％-15％之间；

其次，零价铁填料从零价铁填料储料仓底部通过管式螺旋输送机和喂料机定量投加到零价铁强化预反应器中，每4h向零价铁强化预反应器进料一次，零价铁填料与污泥的投配比控制在2％-5％之间；

再次，污泥与零价铁填料通过预反应器顶部的搅拌器进行机械搅拌，使得零价铁填料与污泥充分接触混合，预反应器中污泥和零价铁填料的混合和反应时间控制在3h，反应后的污泥与零价铁填料的混合物通过反应器底部的卸料装置输送至后续的厌氧消化装置。零价铁强化预反应器为封闭的厌氧系统，零价铁填料，作为一种廉价的还原剂，与厌氧系统结合能够加速有机物的水解和酸化，其机理是通过降低氧化还原电位(ORP)，来创造一个更有利于微生物生长的厌氧环境。同时通过零价铁强化的预反应器，可以提高后续污泥厌氧消化的产甲烷效率，其原理在于：首先，零价铁能提高水解酸化酶的活性，促进固体污泥的水解和分解成短链脂肪酸；其次，零价铁能富集耗氢微生物，包括同型产乙酸菌和耗氢产甲烷菌，使体系维持较低的氢气分压，有利于产甲烷的进行。

本实用新型的有意效果是：该装置结构简单，操作、维护方便，通过增设该零价铁强化预处理装置环节，能有效促进污泥的减量化，提高后续污泥的厌氧消化效率和甲烷产量，这将有利于节省运营成本，同时甲烷属于清洁能源，既能产生经济价值又节能环保。

附图说明

图1是一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置的结构原理图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。

参照图1所示，一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置，包括：污泥输送泵101、零价铁填料储料仓102、管式螺旋输送机103和喂料机104、零价铁强化预反应器105、搅拌器106；

所述污泥输送泵101、零价铁填料储料仓102、管式螺旋输送机103和喂料机104及零价铁强化预反应器105为封闭系统，采用密封连接，可以保证预反应器内的厌氧环境，杜绝氧气的介入；

所述管式螺旋输送机103和喂料机104使用碳钢制造，均包括管状槽体，法兰，螺旋叶片，轴承和齿轮电机。管式螺旋输送机103和喂料机104通过法兰分别与零价铁填料储料仓102底部和零价铁强化预反应器105的顶部相连接，组成封闭系统，零价铁填料通过管式螺旋输送机103和喂料机104每4h向零价铁强化预反应器105进料一次，每次进料量是污泥进料量的2％-5％。

所述零价铁强化预反应器105整体为圆柱形，顶部配有搅拌器106，通过搅拌器106的机械搅拌，使得零价铁与污泥在预反应器105中充分混合，同时提高零价铁的反应效率，反应器105底部设有卸料装置，将反应后的零价铁与污泥的混合产物输送至后续的厌氧消化罐中。

作为一种举例说明，为了保证整个预反应装置的压力平衡，所述零价铁强化预反应器105顶部装有安全阀，当发现内部压力过高时，可以打开安全阀，将装置内部的压力气体排出，保证整个反应装置的安全性。

为了更好的描述工作过程，作为一种举例说明，

首先，接收池中的污泥通过螺旋输送机输送至污泥泵101，污泥泵101将污泥泵入零价铁强化预反应器105中，输送采用半连续方式，每4小时向预反应器中输送定量的污泥，来料污泥的含固率控制在5％-15％之间；

其次，零价铁填料从零价铁填料储料仓102底部通过管式螺旋输送机103和喂料机104定量投加到零价铁强化预反应器105中，每4h向零价铁强化预反应器105进料一次，零价铁填料与污泥的投配比控制在2％-5％之间；

再次，污泥与零价铁填料通过预反应器顶部的搅拌器106进行机械搅拌，使得零价铁填料与污泥充分接触混合，预反应器中污泥和零价铁填料的混合和反应时间控制在3h，反应后的污泥与零价铁填料的混合物通过反应器底部的卸料装置输送至后续的厌氧消化装置。零价铁强化预反应器105为封闭的厌氧系统，零价铁填料，作为一种廉价的还原剂，与厌氧系统结合能够加速有机物的水解和酸化，其机理是通过降低氧化还原电位(ORP)，来创造一个更有利于微生物生长的厌氧环境。同时通过零价铁强化预反应器105，可以提高后续污泥厌氧消化的产甲烷效率，其原理在于：其一，零价铁能提高水解酸化酶的活性，促进固体污泥的水解和分解成短链脂肪酸；其二，零价铁能富集耗氢微生物，包括同型产乙酸菌和耗氢产甲烷菌，使体系维持较低的氢气分压，有利于产甲烷的进行。

该装置结构简单，操作、维护方便，通过增设该零价铁强化预处理装置环节，能有效促进污泥的减量化，提高后续污泥的厌氧消化效率和甲烷产量，这将有利于节省运营成本，同时甲烷属于清洁能源，既能产生经济价值又节能环保。

以上所述的仅为本实用新型的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置，包括：污泥输送泵，其特征在于，还包括：零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机和喂料机、零价铁强化预反应器和搅拌器；

所述污泥输送泵、零价铁填料储料仓、管式螺旋输送机、喂料机以及零价铁强化预反应器为封闭系统，彼此采用密封连接；

所述管式螺旋输送机和喂料机使用碳钢制造，均包括管状槽体，法兰，螺旋叶片，轴承和齿轮电机；

管式螺旋输送机和喂料机通过法兰分别与零价铁填料储料仓底部和零价铁强化预反应器的顶部相连接，组成封闭系统；

所述零价铁强化预反应器整体为圆柱形，顶部配有搅拌器，反应器底部设有卸料装置。

2.根据权利要求1所述的一种零价铁强化污泥厌氧消化预反应装置，其特征在于，所述零价铁强化预反应器顶部装有安全阀。