CN215667653U - 一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统，包括依次连通的污泥调质罐、无机分离装置、污泥预热装置、厌氧消化罐和污泥脱水系统，污泥脱水系统的出水口和上清液储罐连通，污泥脱水系统的出泥口通过传送装置和污泥存放装置连接；厌氧消化罐的沼气出口、沼气净化装置、沼气存储装置、沼气分流装置和沼气拖动设备依次连通；沼气拖动设备的岀烟口通过管路和余热回收装置连通。本实用新型产生的电能、热能直接用于污水处理厂及污泥处理处置单元的生产，充分挖掘污水处理系统可利用能源，降低外购电比例，节约运营成本，提高项目整体经济性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统，属于污泥处理技术领域。
背景技术
污泥厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中的有机质，厌氧消化产生的沼气经净化、纯化、压缩达到天然气标准后，经燃气公司管网外送，或采用热电联合燃气发电机产生电能供污水处理厂生产运营使用，是实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化和资源化的有效手段。
传统厌氧消化工艺未经预处理直接消化，产气率低。某污泥处置项目接受污水处理厂浓缩脱水污泥，调配至含水率90±2％，由潜污泵送至贮泥池搅拌均匀，采用170℃蒸汽对污泥进行预热至37℃，通过切碎机后利用污泥转子泵均匀输送至厌氧消化罐。厌氧消化罐，内设气模存储沼气并保证沼气输出的平稳性。污泥在厌氧消化罐内的停留时间约20d，沼气经净化系统处理后，压缩达到天然气标准后，外送至燃气公司管网。厌氧消化罐排泥采用板框压滤机，脱水至60％含水率，外运作为土壤改良剂利用。
近年来常用高温热水解作为污泥厌氧消化预处理工艺，通过微生物细胞壁的破壁和水解，提高有机物的降解率和厌氧消化系统的产气量。在高温(155℃～170℃)、高压(6bar)条件下，对污泥进行热水解与闪蒸处理，使污泥中的胞外聚合物和大分子有机物发生水解，并破解污泥中微生物的细胞壁，强化物料的可生化性，提高厌氧消化的有机物降解率和产气量。但是，高温热水解预处理方法能耗高、投资大、运行成本高，应用受限。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统，产生的电能、热能直接用于污水处理厂及污泥处理处置单元的生产，充分挖掘污水处理系统可利用能源，降低外购电比例，节约运营成本，提高项目整体经济性。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：
一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统，包括依次连通的污泥调质罐、无机分离装置、污泥预热装置、厌氧消化罐和污泥脱水系统，污泥脱水系统的出水口和上清液储罐连通，污泥脱水系统的出泥口通过传送装置和污泥存放装置连接；厌氧消化罐的沼气出口、沼气净化装置、沼气存储装置、沼气分流装置和沼气拖动设备依次连通；沼气拖动设备的岀烟口通过管路和余热回收装置连通。无机分离装置可以选用申请号是201920470982.9的授权专利中公开的利用市政污泥制备有机肥料的系统。
前述的一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统中，所述沼气拖动设备是沼气发电装置和/或沼气锅炉和/或沼气热水器，所述余热回收装置的出气口连接有尾气净化装置。
前述的一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统中，所述沼气存储装置通过管路连接连通沼气火炬，所述沼气拖动设备是沼气锅炉；所述厌氧消化罐具有伴热系统，所述沼气锅炉的热水出口和氧消化罐的伴热系统的入水口连通。
前述的一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统中，所述余热回收装置具有水加热系统，厌氧消化罐和污泥预热装置均具有伴热系统，余热回收装置的水加热系统的出水口分别和厌氧消化罐和污泥预热装置的伴热系统入水口连通。
与现有技术相比，本实用新型产生的电能、热能直接用于污水处理厂及污泥处理处置单元的生产，充分挖掘污水处理系统可利用能源，降低外购电比例，节约运营成本，提高项目整体经济性。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的系统原理图。
附图标记：1-上清液储罐，2-沼气火炬，3-余热回收装置，4-尾气净化装置，5-污泥脱水系统，6-污泥存放装置，7-沼气发电装置，8-沼气净化装置，9-沼气存储装置，10-沼气分流装置，11-沼气热水器，12-沼气锅炉，13-厌氧消化罐，14-污泥预热装置，15-无机分离装置，16-污泥调质罐。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
本实用新型的实施例1：一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统，包括依次连通的污泥调质罐16、无机分离装置15、污泥预热装置14、厌氧消化罐13和污泥脱水系统 5，污泥脱水系统5的出水口和上清液储罐1连通，污泥脱水系统5的出泥口通过传送装置和污泥存放装置6连接；厌氧消化罐13的沼气出口、沼气净化装置8、沼气存储装置9、沼气分流装置10和沼气拖动设备依次连通；沼气拖动设备的岀烟口通过管路和余热回收装置3连通。所述余热回收装置3具有水加热系统，厌氧消化罐13和污泥预热装置14均具有伴热系统，余热回收装置3的水加热系统的出水口分别和厌氧消化罐13和污泥预热装置14的伴热系统入水口连通。
所述沼气拖动设备是沼气发电装置7和/或沼气锅炉12和/或沼气热水器11，所述余热回收装置3的出气口连接有尾气净化装置4。
实施例2：一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统，包括依次连通的污泥调质罐16、无机分离装置15、污泥预热装置14、厌氧消化罐13和污泥脱水系统5，污泥脱水系统5的出水口和上清液储罐1连通，污泥脱水系统5的出泥口通过传送装置和污泥存放装置6连接；厌氧消化罐13的沼气出口、沼气净化装置8、沼气存储装置9、沼气分流装置10 和沼气拖动设备依次连通；沼气拖动设备的岀烟口通过管路和余热回收装置3连通。所述余热回收装置3具有水加热系统，厌氧消化罐13和污泥预热装置14均具有伴热系统，余热回收装置3的水加热系统的出水口分别和厌氧消化罐13和污泥预热装置14的伴热系统入水口连通。所述沼气存储装置9通过管路连接连通沼气火炬2，所述沼气拖动设备是沼气锅炉12；所述厌氧消化罐13具有伴热系统，所述沼气锅炉12的热水出口和氧消化罐的伴热系统的入水口连通。
实施例3：一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统，包括依次连通的污泥调质罐16、无机分离装置15、污泥预热装置14、厌氧消化罐13和污泥脱水系统5，污泥脱水系统5的出水口和上清液储罐1连通，污泥脱水系统5的出泥口通过传送装置和污泥存放装置6连接；厌氧消化罐13的沼气出口、沼气净化装置8、沼气存储装置9、沼气分流装置10 和沼气拖动设备依次连通；沼气拖动设备的岀烟口通过管路和余热回收装置3连通。所述余热回收装置3具有水加热系统，厌氧消化罐13和污泥预热装置14均具有伴热系统，余热回收装置3的水加热系统的出水口分别和厌氧消化罐13和污泥预热装置14的伴热系统入水口连通。所述沼气拖动设备是沼气发电装置7和/或沼气锅炉12和/或沼气热水器11，所述余热回收装置3的出气口连接有尾气净化装置4。
原位分离污泥指在污水处理厂污泥处理阶段增加分离预处理单元，在污泥组分分离的基础上，进行污泥及滤液的原位处理，并对分离出含铁铝除磷剂进行原位回用。分离后的出厂产品为高热值有机污泥、无机建材原料、磷肥原料等。以20吨含水率80％的市政污水处理厂剩余活性污泥为例，干化有机污泥含水率30％。
通过破坏污泥中微生物细胞的胞外聚合物EPS，降低污泥粘度，降低微生物细胞对二氧化硅的吸附性，使得微生物细胞和无机颗粒可以很大程度的分离，分离得到含有机质含量较高的有机污泥和几乎不含有机质的无机污泥。本实用新型采用分离后的有机组分污泥作为厌氧消化的原料，污泥经有机无机分离预处理后，有机污泥体积仅为原污泥体积的67％，利用厌氧发酵设备，相当于处理量提高至原来的1.5倍。分离后的有机组分中的有机质含量从 48.65％提高到63％以上。污泥经有机无机分离预处理后，每克有机物的产气量明显提升，可从67.5Nml/g提高到96Nml/g以上，每克绝干物质产气量明显提升，可从32.84Nml/g提高到 60Nml/g以上。
本实用新型的一种实施例的工作原理：首先在污泥调质罐16中添加药剂，然后通过无机分离装置15将污泥中的无机组分分离出来，可以用做建材生产、铁铝盐污水厂回用或磷盐回收。污泥中的有机组分进入污泥预热装置14加热至指定温度以便于加快厌氧反应。在厌氧反应中产生的沼气通往沼气拖动设备，如：沼气发电装置7、沼气锅炉12、沼气热水器11，沼气发电装置7、沼气锅炉12、沼气热水器11产生的高温烟气通往余热回收装置3，回收的热量通往厌氧消化罐13和污泥预热装置14。
本实用新型合理利用污泥的资源和能源属性，在污水处理厂对污泥进行原位资源化回用。厌氧消化产生的沼气通常含有55％-65％的甲烷，经过净化后可进行综合利用，用燃气内燃机能够将利用再生能源，将其有效和可靠地转化成电能。利用沼气锅炉可将回收的热能用于生产预热、厂区供暖等。
Claims (4)
1.一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统，其特征在于，包括依次连通的污泥调质罐(16)、无机分离装置(15)、污泥预热装置(14)、厌氧消化罐(13)和污泥脱水系统(5)，污泥脱水系统(5)的出水口和上清液储罐(1)连通，污泥脱水系统(5)的出泥口通过传送装置和污泥存放装置(6)连接；厌氧消化罐(13)的沼气出口、沼气净化装置(8)、沼气存储装置(9)、沼气分流装置(10)和沼气拖动设备依次连通；沼气拖动设备的岀烟口通过管路和余热回收装置(3)连通。
2.根据权利要求1所述的一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统，其特征在于，所述沼气拖动设备是沼气发电装置(7)和/或沼气锅炉(12)和/或沼气热水器(11)，所述余热回收装置(3)的出气口连接有尾气净化装置(4)。
3.根据权利要求1所述的一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统，其特征在于，所述沼气存储装置(9)通过管路连接连通沼气火炬(2)，所述沼气拖动设备是沼气锅炉(12)；所述厌氧消化罐(13)具有伴热系统，所述沼气锅炉(12)的热水出口和氧消化罐的伴热系统的入水口连通。
4.根据权利要求1所述的一种原位分离预处理污泥的高级厌氧消化应用系统，其特征在于，所述余热回收装置(3)具有水加热系统，厌氧消化罐(13)和污泥预热装置(14)均具有伴热系统，余热回收装置(3)的水加热系统的出水口分别和厌氧消化罐(13)和污泥预热装置(14)的伴热系统入水口连通。
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