CN206219414U - 一种用于污泥厌氧消化的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于污泥厌氧消化的装置，属于污泥处理技术领域。它用于解决现有技术污泥厌氧消化装置效率低，稳定性差的问题，包括水解单元、脱水单元、调理单元和产甲烷单元，其中，所述的水解单元、脱水单元、调理单元和产甲烷单元依次连接，水解单元、调理单元和产甲烷单元上均设有进料口，脱水单元上设有排水层，产甲烷单元上设有出料口和导气管，水解单元、脱水单元、调理单元和产甲烷单元相邻的单元之间依次设有间壁一、间壁二和间壁三，间壁一、间壁二和间壁均为可开关活动装置，它通过将厌氧消化环节分为水解、脱水、调理和产甲烷四个阶段，可以针对性的提高各单元效率，进而提高整体污泥厌氧消化效率。

Description

一种用于污泥厌氧消化的装置

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，更具体地说，涉及一种用于污泥厌氧消化的装置。

背景技术

污泥厌氧消化技术为污泥处理处置技术领域重要的处理方法之一，具有回收能源，减量稳定等优点，但是在实际生产实践中由于运维困难、产气效率低等原因导致污泥厌氧消化工艺在我国应用范围十分有限。为进一步提高污泥厌氧消化效率，降低建设和运行成本，该领域从业人员已经进行了大量研究。

王永会等研究了餐厨垃圾与剩余污泥混合消化产沼气过程，发现混合消化可以提高系统稳定性、缩短产气周期，与剩余污泥单独消化相比可显著提高沼气产量(王永会等，餐厨垃圾与剩余污泥混合消化产沼气协同效应。环境工程学报，2014(06)：第2536-2542页)。贾瑞来等研究了微波-过氧化氢-碱预处理对污泥水解效果的影响，发现经过该处理后污泥水解的优化时间为12h，接种比例为l/S＝0.07时溶解性COD、溶解性蛋白、溶解性糖类、总挥发性脂肪酸均有显著升高(贾瑞来等，基于微波-过氧化氢-碱预处理的污泥水解影响因素。环境科学，2015(06)：第2222-2231页)。以上现有技术均存在污泥厌氧消化装置效率低，稳定性差的问题。

中国实用新型专利，授权公告号：204661528U，授权公告日：2015年9月23日，公开了一种污泥深度调理离心脱水系统，主要由依次连接的污泥循环浓缩池、高压泵、污泥化学调质装置、螺旋式磨珠机、污泥机械调质装置、污泥振动筛滤机及污泥离心分离机组成；其特征在于：所述污泥循环浓缩池底部泥斗通过管道循环泵连接；所述污泥循环浓缩池与高压泵之间设置有过滤器；所述污泥化学调质装置的加药口通过管道与加药装置连接；所述螺旋式磨珠机内设置有螺旋盘。该实用新型针对污泥内的微生物进行化学破解、机械二次破解和调质，并通过污泥化学调质装置加入破壁剂，破解后减少污泥处理厌氧消化时间，水解酸化速度加快，污泥有机物被释放出来，立式安装减少设备占用空间，污泥离心分离机快速将污泥进行脱水。其不足之处在于，该专利核心是污泥脱水，调质作用仅仅是改善污泥比阻，促进间隙水脱除，对于污泥厌氧消化性能影响不大。

中国发明专利，公开号：105693058A，公开日：2016年6月22日，公开了一种城市生活污泥处理工艺，包括如下步骤：(1)脱水污泥的准备：采用城市污水处理厂经浓缩、脱水之后的污泥，(2)污泥的调理：将脱水污泥输送至污泥调节池，加入化学调理剂，利用调节 池中的搅拌器进行搅拌，混匀；(3)污泥辐照处理：将经化学调理过后的污泥通过传送带输送至辐照车间进行辐照处理，(4)污泥低温热水解：将经过辐照处理后的污泥用污泥传输泵打入反应釜，反应釜在工作期间保持密闭，污泥进入反应釜后在不断搅拌的过程中逐渐升高温度，在温度升高至85℃-95℃时开始计时，保持温度在90±5℃之间30～35min；(5)将低温热水解后的污泥可直接利用隔膜压滤机进行脱水，含水率降低至60％以下，粪大肠菌群数≤100个/g(mL)，也可将低温热水解后的污泥结合现已发展成熟的厌氧消化进行稳定化处理，实现沼气利用。其不足之处在于，该发明实质上只是加热灭菌和脱水组合的一种简单工艺，也是厌氧消化的预处理；对污泥中水解后的有机污染物没有处理，沼气利用也只是一带而过，并无进一步说明，而这正是污泥资源化的关键。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术污泥厌氧消化装置效率低，稳定性差的问题，本发明提供了一种用于污泥厌氧消化的装置。它通过将厌氧消化环节分为水解、脱水、调理和产甲烷四个阶段结合不同的温度控制策略和搅拌过程，可以针对性的提高各单元效率，进而提高整体污泥厌氧消化效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种用于污泥厌氧消化的装置，包括水解单元、脱水单元、调理单元和产甲烷单元，其中，所述的水解单元、脱水单元、调理单元和产甲烷单元依次连接，水解单元、调理单元和产甲烷单元上均设有进料口，脱水单元上设有排水层，产甲烷单元上设有出料口和导气管。

优选地，水解单元、脱水单元、调理单元和产甲烷单元相邻的单元之间依次设有间壁一、间壁二和间壁三，间壁一、间壁二和间壁均为可开关活动装置，方便打开。

本发明通过将厌氧消化环节分为水解、脱水、调理和产甲烷四个阶段结合不同的温度控制策略和搅拌过程，可以针对性的提高各单元效率，进而提高整体污泥厌氧消化效率。

优选地，所述的水解单元上设有推进器、温控层一和进料口一，所述的水解单元的顶部和底部均设有温控层一，进料口一位于水解单元的顶部。

水解单元的一侧设有推进器，另一侧设有脱水单元，所述的水解单元的顶部和底部均设有温控层一，用于控制水解单元的温度值，进料口一位于水解单元的顶部，污泥受到重力作用后，从水解单元顶部落下来，推进器材质为不锈钢，防止生锈腐蚀。

推进器将污泥从水解单元内推入到脱水单元中，推进器的使用降低了提高了容积利用率，降低了装置的建设和运行成本。

本发明通过采用可开关间壁(即间壁一、间壁二和间壁)和推进器，创新性的将厌氧消化各部分以水平形式组成一体式反应器，并通过推进器实现各处理单元污泥整体水平迁移，效率高，操作性强。

优选地，压滤板位于脱水单元内，脱水单元的底部设有排水层。

压滤板初始状态位于脱水单元中的上部，沿垂直方向从上到下运动，将污泥内部的水分压滤出来，脱水单元的底部设有排水层，污泥压滤出水从排水层排出，被收集起来，另行处理，防止污染，压滤板材质为不锈钢，压滤板的使用降低了提高了容积利用率，降低了装置的建设和运行成本，脱水单元的作用增加了容积利用率，与现有技术相比在厌氧消化过程中更加具有针对性和可靠性。

本发明通过在水解单元后增设压滤环节(即脱水单元)，一方面可提高后续单元容积利用率，另一方面，又提高了产甲烷基质浓度，稳定提高甲烷产量。

优选地，调理单元内设有搅拌器一，进料口二位于调理单元的顶部。

搅拌器一采用螺杆式或螺带式搅拌器，由电机一带动，让污泥混合均匀，调节pH，搅拌器数量可根据实际设计尺寸调整。

优选地，产甲烷单元内设有搅拌器二，产甲烷单元的顶部和底部分别设有温控层二，进料口三和导气管均位于产甲烷单元的顶部上，出料口设置在产甲烷单元的侧面。

搅拌器二采用螺杆式或螺带式搅拌器的目的是为了让污泥混合均匀，调节pH，由电机二带动，搅拌器数量可依据实际设计尺寸进行适当调整，进料口三的作用是为了便于向产甲烷单元中加入接种污泥和调理药剂，导气管是为了便于甲烷气体的导出，出料口作用是为了收集残余污泥。

优选地，水解单元、脱水单元、调理单元、产甲烷阶段容积比为(15～30):1:(15～30):(300～600)。

设置合适的容积比，通过水解单元、脱水单元、调理单元和产甲烷阶段的协同作用，一方面可提高后续单元容积利用率，另一方面又提高了产甲烷基质浓度，稳定提高甲烷产量。

一种用于污泥厌氧消化的运行方法，包括以下步骤：

A、构建以上所述的一种用于污泥厌氧消化的装置，关闭所有间壁，污泥、接种污泥和PAM从进料口一进入到水解单元内；

B、通过温控层一维持水解单元内污泥水解最适温度，进行污泥水解；

C、污泥水解完成后，打开间壁一，通过推进器将水解后的污泥推入到脱水单元内至将该单元充满，然后关闭间壁一，收回推进器，开启压滤板，进行脱水，水分通过脱水单元底部的排水层排出进行收集，另行处理，防止产生二次污染；

D、压滤完成后，打开间壁一和间壁二，启动推进器，将污泥缓慢推送至调理单元；

E、关闭间壁一和间壁二，收回推进器，通过向进料口一继续加入水解单元污泥；

F、通过进料口二加入pH调节剂，并开启搅拌器一，将调理室内脱水污泥的pH调至合适范围；

G、打开间壁一、间壁二和间壁三，启动推进器，将污泥推送至产甲烷单元；

推进器开动，进而推动脱水单元内脱水后污泥受力进入调理室内，调理室内调理后的污泥受力被送至产甲烷单元；

H、通过进料口三向产甲烷单元内加入接种污泥和调理药剂，开启搅拌器二，通过温控层维持产甲烷单元内最适温度进行产甲烷，气体由导气管导出，残余污泥通过出料口排出；

I、关闭间壁一、间壁二和间壁三，收回推进器，补充水解单元污泥；重复步骤B-H。

优选地，水解单元内污泥接种量为20～35％，PAM的投加量为0.5～1％；步骤B水解过程温度控制为38～42℃，pH控制在6-7，污泥停留时间为0.5～1d。以使得污泥中微生物活性提高，为了最高效的降解有机物，经过水解后污泥中大分子有机物被转化成易于被产氢产乙酸菌和产甲烷菌利用的小分子，以利于后续产甲烷的进行。

优选地，步骤C中，脱水单元的压滤板的压力控制在5～10bar，污泥压滤时间为0.5～3h，脱水后污泥含固率为12～16％，减小体积，提高产甲烷单元容积利用率；为防止滤液对环境造成二次污染，压滤污水收集回收；调理单元将污泥pH调至6.5～7.5，停留时间为1～2d。

优选地，步骤H中，产甲烷单元的污泥接种量为20～35％，调理剂为铁粉和鼠李糖脂，投加量分别为1～3g/L和1～5g/L，温度控制为34～36℃，搅拌器一和搅拌器二转速为30-50rpm，停留时间为15-35d。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种用于污泥厌氧消化的装置，包括水解单元、脱水单元、调理单元和产甲烷单元，将污泥厌氧消化环节分为水解、脱水、调理和产甲烷四个单元，可通过温度、pH值、调节剂投加等针对性的调节控制，极大提高整体的污泥厌氧消化效率，稳定性高；

(2)本发明的一种用于污泥厌氧消化的装置，水解单元上设有推进器、温控层一和进料口一，所述的水解单元的顶部和底部均设有温控层一，进料口一位于水解单元的顶部，水解单元的一侧设有推进器，另一侧设有脱水单元，所述的水解单元的顶部和底部均设有温控层一，用于控制水解单元的温度值，进料口一位于水解单元的顶部，污泥受到重力作用后，从水解单元顶部落下来，推进器材质为不锈钢，防止生锈腐蚀，推进器将污泥从水解单元内推入到脱水单元中，推进器的使用降低了提高了容积利用率，降低了装置的建设和运行成本；

(3)本发明的一种用于污泥厌氧消化的装置，采用可开关间壁(即间壁一、间壁二和间壁)和推进器，创新性的将厌氧消化各部分以水平形式组成一体式反应器，并通过推进器实现各处理单元污泥整体水平迁移，效率高，操作性强；

(4)本发明的一种用于污泥厌氧消化的装置，压滤板位于脱水单元内，脱水单元的底部设有排水层；压滤板初始状态位于脱水单元中的上部，沿垂直方向从上到下运动，将污泥内部的水分压滤出来，脱水单元的底部设有排水层，污泥压滤出水从排水层排出，被收集起来，另行处理，防止污染，压滤板材质为不锈钢，压滤板的使用降低了提高了容积利用率，降低了装置的建设和运行成本，脱水单元的作用增加了容积利用率，与现有技术相比在厌氧消化过程中更加具有针对性和可靠性；

(5)本发明的一种用于污泥厌氧消化的装置，通过在水解单元后增设压滤环节(即脱水单元)，一方面可提高后续单元容积利用率，另一方面，又提高了产甲烷基质浓度，稳定提高甲烷产量；

(6)本发明的一种用于污泥厌氧消化的装置，水解单元、脱水单元、调理单元、产甲烷阶段容积比为(15～30):1:(15～30):(300～600)；设置合适的容积比，通过水解单元、脱水单元、调理单元和产甲烷阶段的协同作用，一方面可提高后续单元容积利用率，另一方面又提高了产甲烷基质浓度，稳定提高甲烷产量；

(7)本发明的一种用于污泥厌氧消化的运行方法，污泥水解完成后，打开间壁一，通过推进器将水解后的污泥推入到脱水单元内至将该单元充满，然后关闭间壁一，收回推进器，开启压滤板，进行脱水，水分通过脱水单元底部的排水层排出进行收集，另行处理，防止产生二次污染；

(8)本发明的一种用于污泥厌氧消化的运行方法，水解单元内污泥接种量为20～35％，PAM的投加量为0.5～1％，以使得污泥中微生物活性提高，为了最高效的降解有机物，经过水解后污泥中大分子有机物被转化成易于被产氢产乙酸菌和产甲烷菌利用的小分子，以利于后续产甲烷的进行；

(9)本发明的一种用于污泥厌氧消化的运行方法，脱水后污泥含固率为12～16％，减小体积，提高产甲烷单元容积利用率；

(10)本发明的一种用于污泥厌氧消化的运行方法，接种污泥来自该废水处理工艺的厌氧发酵塔浓缩污泥，厌氧消化必须要有厌氧菌，接种可以迅速启动；水解单元内污泥接种量为20～35％，接种少没效果，接种多浪费，通过接种污泥的适量投加保证反应器内足够的厌氧菌数量和污泥基质利用率。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

其中：A、水解单元；B、脱水单元；C、调理单元、D、产甲烷单元；1、推进器；2、温控层一；3、进料口一；4、间壁一；5、压滤板；6、间壁二；7、进料口二；8、电机一；9、搅拌器一；10、间壁三；11、进料口三；12、电机二；13、搅拌器二；14、导气管；15、温控层二；16、出料口；17、排水层。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

一种用于污泥厌氧消化的装置，包括水解单元A、脱水单元B、调理单元C和产甲烷单元D，其中，所述的水解单元A、脱水单元B、调理单元C和产甲烷单元D依次连接，水解单元A、调理单元C和产甲烷单元D上均设有进料口，脱水单元B上设有排水层17，产甲烷单元D上设有出料口16和导气管14。

水解单元A、脱水单元B、调理单元C和产甲烷单元D相邻的单元之间依次设有间壁一4、间壁二6和间壁三10，间壁一4、间壁二6和间壁三10均为可开关活动装置，方便打开。

本发明通过将厌氧消化环节分为水解、脱水、调理和产甲烷四个阶段结合不同的温度控制策略和搅拌过程，可以针对性的提高各单元效率，进而提高整体污泥厌氧消化效率。

所述的水解单元A上设有推进器1、温控层一2和进料口一3，所述的水解单元A的顶部和底部均设有温控层一2，进料口一3位于水解单元A的顶部。

水解单元A的一侧设有推进器1，另一侧设有脱水单元B，所述的水解单元A的顶部和底部均设有温控层一2，用于控制水解单元A的温度值，进料口一3位于水解单元A的顶部，污泥受到重力作用后，从水解单元A顶部落下来，推进器1材质为不锈钢。

推进器1将污泥从水解单元A内推入到脱水单元B中，推进器1的使用降低了提高了容积利用率，降低了装置的建设和运行成本。

本发明通过采用可开关间壁(即间壁一4、间壁二6和间壁三10)和推进器1，创新性的将厌氧消化各部分以水平形式组成一体式反应器，并通过推进器1实现各处理单元污泥整体水平迁移，效率高，操作性强。

压滤板5位于脱水单元B内，脱水单元B的底部设有排水层17；压滤板5初始状态位于脱水单元B中的上部，沿垂直方向从上到下运动，将污泥内部的水分压滤出来，脱水单元B的底部设有排水层17，污泥压滤出水从排水层17排出，被收集起来，另行处理，防止污染，压滤板5材质为不锈钢，压滤板5的使用降低了提高了容积利用率，降低了装置的建设和运行成本，脱水单元B的作用增加了容积利用率，与现有技术相比在厌氧消化过程中更加具有针对性和可靠性。

本发明通过在水解单元A后增设压滤环节(即脱水单元B)，一方面可提高后续单元容积利用率，又提高了产甲烷基质浓度，稳定提高甲烷产量。

调理单元C内设有搅拌器一9，进料口二7位于调理单元C的顶部；搅拌器一9采用螺杆式或螺带式搅拌器，由电机一8带动，让污泥混合均匀，调节pH，搅拌器数量可根据实际设计尺寸调整。

产甲烷单元D内设有搅拌器二13，产甲烷单元D的顶部和底部分别设有温控层二15，便于控制维持产甲烷单元D的温度，进料口三11和导气管14均位于产甲烷单元D的顶部上，出料口16设置在产甲烷单元D的侧面。

搅拌器二13采用螺杆式或螺带式搅拌器的目的是为了让污泥混合均匀，调节pH，由电机二12带动，搅拌器数量可依据实际设计尺寸进行适当调整，进料口三11的作用是为了便于向产甲烷单元D中加入接种污泥和调理药剂，导气管14是为了便于甲烷气体的导出，出料口16作用是为了收集残余污泥。

水解单元A、脱水单元B、调理单元C、产甲烷阶段D容积比为27:1:21:400；设置合适的容积比，通过水解单元A、脱水单元B、调理单元C和产甲烷阶段D的协同作用，一方面可提高后续单元容积利用率，另一方面又提高了产甲烷基质浓度，稳定提高甲烷产量。

一种用于污泥厌氧消化的运行方法，包括以下步骤：

A、构建以上所述的一种用于污泥厌氧消化的装置，关闭所有间壁(即间壁一4、间壁二6和间壁三10)，防止污泥未经水解进入其他单元，影响产甲烷基质浓度以及产甲烷量，污泥、接种污泥和PAM从进料口一3进入到水解单元A内；水解单元A内污泥接种量为28％，PAM的投加量为0.8％，接种污泥来自该废水处理工艺的厌氧发酵塔浓缩污泥，厌氧消化必须要有厌氧菌，接种可以迅速启动；接种少没效果，接种多浪费，通过接种污泥的适量投加保证反应器内足够的厌氧菌数量和污泥基质利用率。

B、通过温控层一2维持水解单元A内污泥水解最适温度，进行污泥水解；水解过程温度控制为39℃，pH控制在6.8，污泥停留时间为0.6d，以使得污泥中微生物活性提高，为了最高效的降解有机物，经过水解后污泥中大分子有机物被转化成易于被产氢产乙酸菌和产甲烷菌利用的小分子，以利于后续产甲烷的进行。

C、污泥水解完成后，打开间壁一4，通过推进器1将水解后的污泥推入到脱水单元B内至将该单元充满，然后关闭间壁一4，收回推进器1，开启压滤板5，进行脱水，水分通过脱水单元B底部的排水层17排出进行收集，另行处理，防止污染；脱水单元B的压滤板5的压力控制在9bar，污泥压滤时间为0.8h，脱水后污泥含固率为14％，减小体积，提高产甲烷单元容积利用率；为防止滤液对环境造成二次污染，压滤污水收集回收；

D、压滤完成后，打开间壁一4和间壁二6，启动推进器1，将污泥缓慢推送至调理单元C；

E、关闭间壁一4和间壁二6，收回推进器1，通过向进料口一3继续加入水解单元A污泥；

F、通过进料口二7加入pH调节剂，并开启搅拌器一9，将调理室C内脱水污泥的pH调至合适范围；调理单元C将污泥pH调至7，停留时间为1.5d。

G、打开间壁一4、间壁二6和间壁三10，启动推进器1，将污泥推送至产甲烷单元D；

H、通过进料口三11向产甲烷单元D内加入接种污泥和调理药剂，开启搅拌器二13，通过温控层15维持产甲烷单元D内最适温度进行产甲烷，气体由导气管14导出，残余污泥通过出料口16排出；产甲烷单元D的污泥接种量为30％，调理剂为铁粉和鼠李糖脂，投加量分别为2g/L和4g/L，温度控制为34～36℃，搅拌器一9和搅拌器二13转速为40rpm，停留时间为30d；

I、关闭间壁一4、间壁二6和间壁三10，收回推进器1，补充水解单元A污泥；重复步骤B-H。

实施例1

结合图1，本实施例的一种用于污泥厌氧消化的装置，包括水解单元A、脱水单元B、调理单元C和产甲烷单元D，其中，所述的水解单元A、脱水单元B、调理单元C和产甲烷单元D依次连接，水解单元A、调理单元C和产甲烷单元D上均设有进料口，脱水单元B上设有排水层17，产甲烷单元D上设有出料口16和导气管14。

本实施例通过将厌氧消化环节分为水解、脱水、调理和产甲烷四个阶段，结合不同的温度控制策略和搅拌过程，可以针对性的提高各单元效率，进而提高整体污泥厌氧消化效率。

实施例2

结合图1，本实施例的一种用于污泥厌氧消化的装置，包括水解单元A、脱水单元B、调理单元C和产甲烷单元D，其中，所述的水解单元A、脱水单元B、调理单元C和产甲烷单元D依次连接，水解单元A、调理单元C和产甲烷单元D上均设有进料口，脱水单元B上设有排水层17，产甲烷单元D上设有出料口16和导气管14。

水解单元A、脱水单元B、调理单元C和产甲烷单元D相邻的单元之间依次设有间壁一4、间壁二6和间壁三10，间壁一4、间壁二6和间壁三10均为可开关活动装置，方便打开，方便对各个单元进行清理。

实施例3

结合图1，本实施例的一种用于污泥厌氧消化的装置，与实施例1或2均相似，与之相 比不同之处在于，所述的水解单元A上设有推进器1、温控层一2和进料口一3，所述的水解单元A的顶部和底部均设有温控层一2，进料口一3位于水解单元A的顶部。

具体的说，水解单元A的一侧设有推进器1，另一侧设有脱水单元B，所述的水解单元A的顶部和底部均设有温控层一2，用于控制水解单元A的温度值，进料口一3位于水解单元A的顶部，污泥受到重力作用后，从水解单元A顶部落下来，堆积在水解单元A内，推进器1材质为不锈钢，推进器1将污泥从水解单元A内推入到脱水单元B中，推进器1的使用降低了提高了容积利用率，降低了装置的建设和运行成本。

本发明通过采用可开关间壁(即间壁一4、间壁二6和间壁三10)和推进器1，创新性的将厌氧消化各部分以水平形式组成一体式反应器，并通过推进器1实现各处理单元污泥整体水平迁移，效率高，操作性强。

实施例4

结合图1，本实施例的一种用于污泥厌氧消化的装置，与实施例1-3中任意一个技术方案类似，与之相比不同之处在于，压滤板5位于脱水单元B内，脱水单元B的底部设有排水层17；具体的说，压滤板5初始状态位于脱水单元B中的上部，沿垂直方向从上到下运动，将污泥内部的水分压滤出来，脱水单元B的底部设有排水层17，污泥压滤出水从排水层17排出，被收集起来，另行处理，防止污染，压滤板5材质为不锈钢，压滤板5的使用降低了提高了容积利用率，降低了装置的建设和运行成本，脱水单元B的作用增加了容积利用率，与现有技术相比在厌氧消化过程中更加具有针对性和可靠性。

本发明通过在水解单元A后增设压滤环节(即脱水单元B)，一方面可提高后续单元容积利用率，又提高了产甲烷基质浓度，稳定提高甲烷产量。

实施例5

结合图1，本实施例的一种用于污泥厌氧消化的装置，与实施例1-4中任意一个技术方案类似，与之相比不同之处在于，调理单元C内设有搅拌器一9，进料口二7位于调理单元C的顶部；搅拌器一9采用螺杆式或螺带式搅拌器，由电机一8带动，让污泥充分混合均匀，调节pH，搅拌器数量可根据调理单元C实际设计的尺寸调整。

实施例6

结合图1，本实施例的一种用于污泥厌氧消化的装置，与实施例1-5中任意一个技术方案类似，与之相比不同之处在于，产甲烷单元D内设有搅拌器二13，产甲烷单元D的顶部和底部分别设有温控层二15，进料口三11和导气管14均位于产甲烷单元D的顶部上，出料口16设置在产甲烷单元D的侧面。

具体地说，搅拌器二13采用螺杆式或螺带式搅拌器的目的是为了让污泥混合均匀，调节 pH，由电机二12带动，搅拌器二13数量可依据产甲烷单元D的实际设计尺寸进行适当调整，进料口三11的作用是为了便于向产甲烷单元D中加入接种污泥和调理药剂，导气管14是为了便于甲烷气体的导出，出料口16作用是为了收集残余污泥。

实施例7

结合图1，本实施例的一种用于污泥厌氧消化的装置，与实施例1-6中任意一个技术方案类似，与之相比不同之处在于，水解单元A、脱水单元B、调理单元C、产甲烷阶段D容积比为(15～30):1:(15～30):(300～600)。本实施例的技术方案中，水解单元A、脱水单元B、调理单元C、产甲烷阶段D容积比可以为15:1:15:300、30:1:30:600、25:1:23:500、18:1:28:560等数值。

设置合适的容积比，通过水解单元A、脱水单元B、调理单元C和产甲烷阶段D的协同作用，一方面可提高后续单元容积利用率，另一方面又提高了产甲烷基质浓度，稳定提高甲烷产量。

实施例8

结合图1，本实施例的一种用于污泥厌氧消化的运行方法，适用于实施例1-7中任意一个技术方案中的一种用于污泥厌氧消化的装置，它包括以下步骤：

A、构建以上所述的一种用于污泥厌氧消化的装置，关闭所有间壁(即间壁一4、间壁二6和间壁三10)，污泥、接种污泥和PAM从进料口一3进入到水解单元A内；

B、通过温控层一2维持水解单元A内污泥水解最适温度，进行污泥水解；

C、污泥水解完成后，打开间壁一4，通过推进器1将水解后的污泥推入到脱水单元B内至将该单元充满，然后关闭间壁一4，收回推进器1，开启压滤板5，进行脱水，水分通过脱水单元B底部的排水层17排出进行收集，另行处理，防止污染；

D、压滤完成后，打开间壁一4和间壁二6，启动推进器1，将污泥缓慢推送至调理单元C；

E、关闭间壁一4和间壁二6，收回推进器1，通过向进料口一3继续加入水解单元A污泥；

F、通过进料口二7加入pH调节剂，并开启搅拌器一9，将调理室C内脱水污泥的pH调至合适范围；

G、打开间壁一4、间壁二6和间壁三10，启动推进器1，将污泥推送至产甲烷单元D；

进料口一3继续进料，加入污泥，推进器1开动，推进器1推动加入的污泥，进而推动脱水单元B内脱水后污泥受力进入调理室C内，调理室C内调理后的污泥受力被送至产甲烷单元D；

H、通过进料口三11向产甲烷单元D内加入接种污泥和调理药剂，开启搅拌器二13，通过温控层15维持产甲烷单元D内最适温度进行产甲烷，气体由导气管14导出，残余污泥通过出料口16排出。

I、关闭间壁一4、间壁二6和间壁三10，收回推进器1，补充水解单元A污泥；重复步骤B-H。

实施例9

结合图1，本实施例的一种用于污泥厌氧消化的运行方法，适用于实施例1-7中任意一个技术方案中的一种用于污泥厌氧消化的装置，它包括以下步骤：

污泥取自某纺织印染废水处理工艺的剩余污泥，接种污泥来自该废水处理工艺的水解酸化段浓缩污泥，悬浮颗粒浓度为11g/L。

A、构建以上所述的一种用于污泥厌氧消化的装置，关闭所有间壁(即间壁一4、间壁二6和间壁三10)，污泥、接种污泥和PAM从进料口一3进入到水解单元A内；水解单元A内污泥接种量为20％，PAM的投加量为0.5％；接种污泥来自该废水处理工艺的厌氧发酵塔浓缩污泥，厌氧消化必须要有厌氧菌，接种可以迅速启动；接种少没效果，接种多浪费，通过接种污泥的适量投加保证反应器内足够的厌氧菌数量和污泥基质利用率。

或者可以使用从污水处理厂水解酸化工艺段取，悬浮颗粒浓度约12g/L的浓缩污泥作为接种污泥，将接种污泥和剩余污泥均在35℃下恒温0.5d，以使得污泥中微生物活性提高。

B、通过温控层一2维持水解单元A内污泥水解最适温度，进行污泥水解；水解过程温度控制为39℃，pH控制在6.5，污泥停留时间为0.9d，以使得污泥中微生物活性提高，为了最高效的降解有机物，经过水解后污泥中大分子有机物被转化成易于被产氢产乙酸菌和产甲烷菌利用的小分子，以利于后续产甲烷的进行。

C、污泥水解完成后，打开间壁一4，通过推进器1将水解后的污泥推入到脱水单元B内至将该单元充满，然后关闭间壁一4，收回推进器1，开启压滤板5，进行脱水，水分通过脱水单元B底部的排水层17排出进行收集，另行处理，防止污染；脱水单元B的压滤板5的压力控制在8bar，污泥压滤时间为0.5h，脱水后污泥含固率为12％，减小体积，提高产甲烷单元容积利用率；为防止滤液对环境造成二次污染，压滤污水收集回收；

D、压滤完成后，打开间壁一4和间壁二6，启动推进器1，将污泥缓慢推送至调理单元C；

E、关闭间壁一4和间壁二6，收回推进器1，通过向进料口一3继续加入水解单元A污泥；

F、通过进料口二7加入pH调节剂，并开启搅拌器一9，将调理室C内脱水污泥的pH调至合适范围，调理单元C将污泥pH调至7，停留时间为1.5d。

G、打开间壁一4、间壁二6和间壁三10，启动推进器1，将污泥推送至产甲烷单元D；

推进器1开动，进而推动脱水单元B内脱水后污泥受力进入调理室C内，调理室C内调理后的污泥受力被送至产甲烷单元D；

H、通过进料口三11向产甲烷单元D内加入接种污泥和调理药剂，开启搅拌器二13，通过温控层15维持产甲烷单元D内最适温度进行产甲烷，气体由导气管14导出，残余污泥通过出料口16排出，产甲烷单元D的污泥接种量为29％，调理剂为铁粉和鼠李糖脂，投加量分别为2g/L和1g/L，温度控制为35℃，搅拌器一9和搅拌器二13转速为40rpm，停留时间为15d。

I、关闭间壁一4、间壁二6和间壁三10，收回推进器1，补充水解单元A污泥；重复步骤B-H，继续进行污泥厌氧消解，产甲烷单元日均沼气产气量为580mL/L，其中甲烷含量约55％。

实施例10

结合图1，本实施例的一种用于污泥厌氧消化的运行方法，适用于实施例1-7中任意一个技术方案中的一种用于污泥厌氧消化的装置，它包括以下步骤：

污泥取自某制药厂废水处理工艺的剩余污泥，接种污泥来自该废水处理工艺的厌氧发酵塔浓缩污泥，悬浮颗粒浓度为14g/L。

A、构建以上所述的一种用于污泥厌氧消化的装置，关闭所有间壁(即间壁一4、间壁二6和间壁三10)，污泥、接种污泥和PAM从进料口一3进入到水解单元A内，水解单元A污泥停留时间2d；水解单元A内污泥接种量为35％，PAM的投加量为1％；接种污泥来自该废水处理工艺的厌氧发酵塔浓缩污泥，厌氧消化必须要有厌氧菌，接种可以迅速启动；接种少没效果，接种多浪费，通过接种污泥的适量投加保证反应器内足够的厌氧菌数量和污泥基质利用率。

B、通过温控层一2维持水解单元A内污泥水解最适温度，进行污泥水解；水解过程温度控制为42℃，pH控制在7，污泥停留时间为1d，以使得污泥中微生物活性提高，为了最高效的降解有机物，经过水解后污泥中大分子有机物被转化成易于被产氢产乙酸菌和产甲烷菌利用的小分子，以利于后续产甲烷的进行。

C、污泥水解完成后，打开间壁一4，通过推进器1将水解后的污泥推入到脱水单元B内至将该单元充满，然后关闭间壁一4，收回推进器1，开启压滤板5，进行脱水，水分通过脱水单元B底部的排水层17排出进行收集，另行处理，防止污染；脱水单元B的压滤板5的压力控制在10bar，污泥压滤时间为3h，脱水后污泥含固率为16％，减小体积，提高产甲烷 单元容积利用率；为防止滤液对环境造成二次污染，压滤污水收集回收；

D、压滤完成后，打开间壁一4和间壁二6，启动推进器1，将污泥缓慢推送至调理单元C；

E、关闭间壁一4和间壁二6，收回推进器1，通过向进料口一3继续加入水解单元A污泥；

F、通过进料口二7加入pH调节剂，并开启搅拌器一9，将调理室C内脱水污泥的pH调至合适范围，调理单元C将污泥pH调至7.5，停留时间为2d。

G、打开间壁一4、间壁二6和间壁三10，启动推进器1，将污泥推送至产甲烷单元D；

推进器1开动，推进器1推动加入的污泥，进而推动脱水单元B内脱水后污泥受力进入调理室C内，调理室C内调理后的污泥受力被送至产甲烷单元D；

H、通过进料口三11向产甲烷单元D内加入接种污泥和调理药剂，开启搅拌器二13，通过温控层15维持产甲烷单元D内最适温度进行产甲烷，气体由导气管14导出，残余污泥通过出料口16排出，产甲烷单元D的污泥接种量为35％，调理剂为铁粉和鼠李糖脂，投加量分别为3g/L和5g/L，温度控制为36℃，搅拌器一9和搅拌器二13转速为50rpm，停留时间为35d。

I、关闭间壁一4、间壁二6和间壁三10，收回推进器1，补充水解单元A污泥；重复步骤B-H，继续进行污泥厌氧消解，产甲烷单元日均沼气产气量为550mL/L，其中甲烷含量约61％。

实施例11

结合图1，本实施例的一种用于污泥厌氧消化的运行方法，适用于实施例1-7中任意一个技术方案中的一种用于污泥厌氧消化的装置，它包括以下步骤：

污泥取自某纺织印染废水处理工艺的剩余污泥，接种污泥来自该废水处理工艺的水解酸化段浓缩污泥，悬浮颗粒浓度为11g/L。

A、构建以上所述的一种用于污泥厌氧消化的装置，关闭所有间壁(即间壁一4、间壁二6和间壁三10)，污泥、接种污泥和PAM从进料口一3进入到水解单元A内；水解单元A内污泥接种量为25％，PAM的投加量为0.8％；接种污泥来自该废水处理工艺的厌氧发酵塔浓缩污泥，厌氧消化必须要有厌氧菌，接种可以迅速启动；接种少没效果，接种多浪费，通过接种污泥的适量投加保证反应器内足够的厌氧菌数量和污泥基质利用率。

B、通过温控层一2维持水解单元A内污泥水解最适温度，进行污泥水解；水解过程温度控制为38℃，pH控制在6，污泥停留时间为0.5d，以使得污泥中微生物活性提高，为了最高效的降解有机物，经过水解后污泥中大分子有机物被转化成易于被产氢产乙酸菌和产甲烷 菌利用的小分子，以利于后续产甲烷的进行。

C、污泥水解完成后，打开间壁一4，通过推进器1将水解后的污泥推入到脱水单元B内至将该单元充满，然后关闭间壁一4，收回推进器1，开启压滤板5，进行脱水，水分通过脱水单元B底部的排水层17排出进行收集，另行处理，防止污染；脱水单元B的压滤板5的压力控制在5bar，污泥压滤时间为1.2h，脱水后污泥含固率为13％，减小体积，提高产甲烷单元容积利用率；为防止滤液对环境造成二次污染，压滤污水收集回收；

D、压滤完成后，打开间壁一4和间壁二6，启动推进器1，将污泥缓慢推送至调理单元C；

E、关闭间壁一4和间壁二6，收回推进器1，通过向进料口一3继续加入水解单元A污泥；

F、通过进料口二7加入pH调节剂，并开启搅拌器一9，将调理室C内脱水污泥的pH调至合适范围，调理单元C将污泥pH调至6.5，停留时间为1d。

G、打开间壁一4、间壁二6和间壁三10，启动推进器1，将污泥推送至产甲烷单元D；

进料口一3继续进料，加入污泥，推进器1开动，推进器1推动加入的污泥，进而推动脱水单元B内脱水后污泥受力进入调理室C内，调理室C内调理后的污泥受力被送至产甲烷单元D；

H、通过进料口三11向产甲烷单元D内加入接种污泥和调理药剂，开启搅拌器二13，通过温控层15维持产甲烷单元D内最适温度进行产甲烷，气体由导气管14导出，残余污泥通过出料口16排出，产甲烷单元D的污泥接种量为20％，调理剂为铁粉和鼠李糖脂，投加量分别为1g/L和2g/L，温度控制为34℃，搅拌器一9和搅拌器二13转速为30rpm，停留时间为25d。

I、关闭间壁一4、间壁二6和间壁三10，收回推进器1，补充水解单元A污泥；重复步骤B-H，继续进行污泥厌氧消解，产甲烷单元日均沼气产气量为610mL/L，其中甲烷含量约58％。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的操作并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于污泥厌氧消化的装置，其特征在于，包括水解单元(A)、脱水单元(B)、调理单元(C)和产甲烷单元(D)，其中，所述的水解单元(A)、脱水单元(B)、调理单元(C)和产甲烷单元(D)依次连接，水解单元(A)、调理单元(C)和产甲烷单元(D)上均设有进料口，脱水单元(B)上设有排水层(17)，产甲烷单元(D)上设有出料口(16)和导气管(14)。

2.根据权利要求1所述的一种用于污泥厌氧消化的装置，其特征在于，水解单元(A)、脱水单元(B)、调理单元(C)和产甲烷单元(D)相邻的单元之间依次设有间壁一(4)、间壁二(6)和间壁三(10)，间壁一(4)、间壁二(6)和间壁三(10)均为可开关活动装置。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于污泥厌氧消化的装置，其特征在于，压滤板(5)位于脱水单元(B)内，脱水单元(B)的底部设有排水层(17)。

4.根据权利要求3所述的一种用于污泥厌氧消化的装置，其特征在于，调理单元(C)内设有搅拌器一(9)，进料口二(7)位于调理单元(C)的顶部。

5.根据权利要求4所述的一种用于污泥厌氧消化的装置，其特征在于，产甲烷单元(D)内设有搅拌器二(13)，产甲烷单元(D)的顶部和底部分别设有温控层二(15)，进料口三(11)和导气管(14)均位于产甲烷单元(D)的顶部上，出料口(16)设置在产甲烷单元(D)的侧面。

6.根据权利要求1、2或5所述的一种用于污泥厌氧消化的装置，其特征在于，水解单元(A)、脱水单元(B)、调理单元(C)、产甲烷阶段(D)容积比为15～30:1:15～30:300～600。