CN215756969U - 一种间歇式污泥热水解系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种间歇式污泥热水解系统，其能解决现有水解设备热传导效率不高，所需能耗较高的困境。一种间歇式污泥热水解系统，包括水解反应釜和滤液收集罐，其特征在于：水解反应釜包括釜体外壳、衬筒和搅拌装置，衬筒通过支撑装置支撑于釜体外壳内部并与釜体外壳间隙设置，衬筒的上部敞开，衬筒的侧壁与釜体外壳的侧壁之间的间隙通过可打开闭合的封闭机构封装，衬筒的底部分布有滤孔，搅拌装置的搅拌轴伸入衬筒内部，滤液收集罐连接真空泵。蒸汽进入水解反应釜内，通过衬筒侧壁、底壁与污泥间接加热，而且蒸汽通过衬筒上部敞口进入后与污泥直接接触加热，传热效率高，能耗降低，并通过真空抽滤结构的改造，替代传统板框压滤装置，降低了设备造价费用。

Description

一种间歇式污泥热水解系统

技术领域

本实用新型涉及污泥处理处置技术领域，具体涉及一种间歇式污泥热水解系统。

背景技术

随着我国环保意识的增强，城市污水处理能力显著增强。但我国多数的污水处理厂存在着“重水轻泥”现象，污水处理厂中污泥处理设施不完善和处理能力不足，导致大量的污泥经过简单的处置后进行填埋和堆放，因此形成了“污泥围城”的局面，给环境带来了严重的危害。据统计从 2010 年至 2015 年全国污泥量（以含水率 80%计）从 3000 万吨上升至 3400 万吨，截止2020年，污泥年产量达到6000万吨，并预计将以约4%的增长率继续增长。污泥作为污水的副产物，往往富集重金属、病原菌和难降解毒性有机物等，对生态环境和人类健康的潜在危害巨大，因而传统的生化工艺已经将污水处理问题转化为固废处理问题，如何缓解污泥持续增长的压力和实现污泥的安全处置已经成为现今我国城市发展亟待解决的重大问题之一。

热水解可使污泥细胞破碎，改变污泥中固体颗粒和水分的结合形态，大量被束缚在污泥微生物细胞内部的结合水以及吸附在细胞表面的水分释放出来变成自由水，大大改善了污泥的沉降性能和脱水性能。

中国专利201820157375.2，公开了一种污泥碱性热水解处理系统，污泥经生石灰进行调理后，在反应釜内通过外置蒸汽夹套加热，加热至120℃，停留2小时-3小时完成水解反应过程；后续通过板框压滤装置实现固液分离。该系统通过蒸汽间接加热，传热效率不高，能耗较高，同时在热水解过程中添加化学药剂，使得污泥在较低温度获得较好的水解效果，增加设备维护费用，增加了生产运营成本，同时也会造成后续滤液和干渣中碱性过高，限制了其资源化的路径。

实用新型内容

本实用新型提供了一种间歇式污泥热水解系统，其能解决现有水解设备热传导效率不高，所需能耗较高的困境。

其技术方案是这样的，一种间歇式污泥热水解系统，包括水解反应釜和滤液收集罐，其特征在于：

所述水解反应釜包括釜体外壳、衬筒和搅拌装置，所述釜体外壳设有蒸汽进口、蒸汽出口和滤液出口，所述釜体外壳的滤液出口通过管路连接所述滤液收集罐的滤液进口，所述衬筒通过支撑装置支撑于所述釜体外壳内部并与所述釜体外壳间隙设置，所述衬筒的上部敞开，所述衬筒的侧壁与所述釜体外壳的侧壁之间的间隙通过可打开闭合的封闭机构封装，所述衬筒的底部分布有滤孔，所述搅拌装置的搅拌轴伸入所述衬筒内部，所述滤液收集罐连接真空泵。

进一步的，所述封闭机构包括固定封板、活动封板和气缸，所述固定封板为环状并分布有下通孔，所述固定封板的内、外侧壁分别与所述衬筒的外侧壁、所述釜体外壳的内侧壁密封连接，所述活动封板设有两块以上并贴合设置于所述固定封板上，所述活动封板分布有上通孔，各个所述活动封板分别由气缸驱动。

更进一步的，所述固定封板的内、外侧壁分别连接有限位槽，所述活动封板的内、外侧端部分别伸入所述限位槽内。

进一步的，系统还包括沉淀池，所述沉淀池设有滤液进口、滤液出口和污泥出口，所述沉淀池的滤液进口通过管路连接所述滤液收集罐的滤液出口。

更进一步的，所述蒸汽进口位于所述封闭机构的上部，所述蒸汽进口连接蒸汽进气阀，所述釜体外壳的滤液出口位于釜体外壳的底部并连接滤液出料阀，所述水解反应釜的顶部连接安全阀、放空阀；

所述滤液收集罐的滤液出口连接滤液出料阀和滤液输送泵；

所述沉淀池的污泥出口位于所述沉淀池的底部并连接污泥出料阀和排泥泵。

本实用新型提供了一种间歇式污泥热水解系统，有益效果为：

(1) 蒸汽不仅通过衬筒侧壁、底壁与污泥间接加热，而且蒸汽通过衬筒上部敞口进入后与污泥直接接触加热，传热效率高，能耗降低，在能耗相同的情况下，污泥能够获得更高的加热温度，并加装搅拌装置，污泥受热均匀，能够减少或无需使用化学药剂，减轻设备维护压力，降低生产成本，同时保障了终端产品的资源化利用。

(2) 衬筒的底部分布有滤孔，封闭机构封闭釜体外壳与衬筒之间的间隙后，打开第一滤液出料阀和真空泵，即形成真空抽滤结构，能够替代传统板框压滤装置，设备更为简单易行，降低了设备造价费用。

(2) 沉淀池可有效降低滤液中水不溶物的含量，进一步提升液体有机肥的品质。

附图说明

图1为本实用新型的系统示意图。

图2为图1中A处局部放大后的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种间歇式污泥热水解系统，包括水解反应釜1、滤液收集罐4和沉淀池7；

所述水解反应釜1包括釜体外壳2、衬筒3和搅拌装置4，所述釜体外壳2设有蒸汽进口、蒸汽出口、污泥进口和第一滤液出口，釜体外壳外表面采用玻璃岩棉和不锈钢外表皮进行保温，釜体外壳底部呈斗型，饱和蒸汽凝结后汇集于釜体外壳底部，所述釜体外壳2的所述第一滤液出口通过管路连接所述滤液收集罐4的第二滤液进口，衬桶3内表面呈圆弧面，做抛光处理，所述衬筒3的上部敞开，所述衬筒3的底部分布有滤孔，所述衬筒3通过支撑装置（未在图中示出）支撑于所述釜体外壳2内部并与所述釜体外壳2间隙设置，所述衬筒3的侧壁与所述釜体外壳2的侧壁之间的间隙通过可打开闭合的封闭机构封装，所述搅拌装置4的搅拌轴伸入所述衬筒3内部，所述滤液收集罐4连接真空泵5，所述滤液收集罐4设有第二滤液进口、第二滤液出口和第二污泥出口，所述沉淀池7设有第三滤液进口、第三滤液出口和第三污泥出口，所述沉淀池7的第三滤液进口通过管路连接所述滤液收集罐4的第二滤液出口。

具体的，所述封闭机构包括固定封板9、活动封板10和气缸11，所述固定封板9为环状并分布有下通孔9a，所述固定封板9的内、外侧壁分别与所述衬筒3的外侧壁、所述釜体外壳2的内侧壁密封连接，所述活动封板10设有两块以上并贴合设置于所述固定封板9上，所述活动封板10分布有上通孔10a，各个所述活动封板10分别由气缸11驱动。所述固定封板9的内、外侧壁分别连接有限位槽12，所述活动封板10的内、外侧端部分别伸入所述限位槽12内。当通入蒸汽加热污泥时，各个活动封板10在气缸11的驱动下与外侧（即与釜体外壳相邻一侧）的限位槽12相抵，上通孔10a和下通孔9a相互连通，蒸汽能够进入衬筒下部进行热传导。当启动真空泵进行抽滤时，各个活动封板10在气缸11的驱动下与内侧（即与衬筒相邻一侧）的限位槽12相抵，上通孔10a和下通孔9a相互错开，实现衬筒3的侧壁底部与所述釜体外壳2的内侧壁之间间隙的封闭。

所述蒸汽进口位于所述封闭机构的上部，所述蒸汽进口连接蒸汽进气阀F1，所述第一滤液出口位于所述釜体外壳的底部，所述第一滤液出口连接第一滤液出料阀F4，所述污泥进口位于所述釜体外壳的上部，所述污泥进口连接污泥进料阀，所述水解反应釜1的顶部连接安全阀F2、放空阀F3；所述滤液收集罐4的第二滤液出口连接第二滤液出料阀F5和滤液输送泵6，所述第二污泥出口连接第二污泥出料阀；所述第三污泥出口位于所述沉淀池7的底部，所述第三污泥出口连接第三污泥出料阀F6和第三排泥泵8。

水解反应釜的釜体外壳上部可设置开盖，便于打开后将污泥投入衬筒内，抽滤后，可将衬筒取出，将泥饼倒出。也可以在釜体外壳上部设置污泥进料口，所述污泥进口连接污泥进料阀、污泥输送泵，在衬筒底部设置污泥第一污泥出口，第一污泥出口的接管贯穿釜体外壳后连接第一污泥出料阀和第一排泥泵。

本系统的使用实例：

（1）取700L，含水率为85%的脱水污泥置于容积为1m³的衬桶中，滤孔的孔径为70um，材质为不锈钢，水解反应釜、衬桶水解反应釜外表面采用玻璃岩棉和不锈钢外表皮进行保温，关闭第二滤液出料阀F5，开启第一滤液出料阀F4关闭安全阀F2，关闭放空阀F3，将水解反应釜抽至真空，抽真空至表压为-0.05Mpa。

（2）关闭第一滤液出料阀F4，开启蒸汽进气阀F1，160℃高温饱和蒸汽从反应釜侧面通入水解反应釜中，与衬桶侧壁、底壁以及搅拌过程中暴露于衬筒上部敞口的污泥接触，进行间接以及直接的热传导，维持衬桶内温度为150℃时，关闭蒸汽进气阀F1，保温3h，保温期间，反应釜内搅拌转速维持在75rpm。

（3）污泥完成热水解保温阶段后，缓慢开启放空阀F3，使得反应釜内压力变为常压，关闭第一滤液出料阀F4，真空泵采用软启动方式启动，将滤液收集罐抽至负压，滤液收集罐内表压维持在-0.1Mpa，开启第一滤液出料阀F4，对热水解后的污泥进行抽滤，观察反应釜内表压，若反应釜内表压回复至0附近，说明滤液已收集完成。

（4）开启第二滤液出料阀F5，开启滤液输送泵6，将滤液泵入沉淀池中进行沉淀，进一步减少滤液中水不溶物。

Claims (5)

1.一种间歇式污泥热水解系统，包括水解反应釜和滤液收集罐，其特征在于：

所述水解反应釜包括釜体外壳、衬筒和搅拌装置，所述釜体外壳设有蒸汽进口、蒸汽出口和滤液出口，所述釜体外壳的滤液出口通过管路连接所述滤液收集罐的滤液进口，所述衬筒通过支撑装置支撑于所述釜体外壳内部并与所述釜体外壳间隙设置，所述衬筒的上部敞开，所述衬筒的侧壁与所述釜体外壳的侧壁之间的间隙通过可打开闭合的封闭机构封装，所述衬筒的底部分布有滤孔，所述搅拌装置的搅拌轴伸入所述衬筒内部，所述滤液收集罐连接真空泵。

2.根据权利要求1所述的一种间歇式污泥热水解系统，其特征在于：所述封闭机构包括固定封板、活动封板和气缸，所述固定封板为环状并分布有下通孔，所述固定封板的内、外侧壁分别与所述衬筒的外侧壁、所述釜体外壳的内侧壁密封连接，所述活动封板设有两块以上并贴合设置于所述固定封板上，所述活动封板分布有上通孔，各个所述活动封板分别由气缸驱动。

3.根据权利要求2所述的一种间歇式污泥热水解系统，其特征在于：所述固定封板的内、外侧壁分别连接有限位槽，所述活动封板的内、外侧端部分别伸入所述限位槽内。

4.根据权利要求1所述的一种间歇式污泥热水解系统，其特征在于：系统还包括沉淀池，所述沉淀池设有滤液进口、滤液出口和污泥出口，所述沉淀池的滤液进口通过管路连接所述滤液收集罐的滤液出口。

5.根据权利要求4所述的一种间歇式污泥热水解系统，其特征在于：所述蒸汽进口位于所述封闭机构的上部，所述蒸汽进口连接蒸汽进气阀，所述釜体外壳的滤液出口位于釜体外壳的底部并连接滤液出料阀，所述水解反应釜的顶部连接安全阀、放空阀；

所述滤液收集罐的滤液出口连接滤液出料阀和滤液输送泵；

所述沉淀池的污泥出口位于所述沉淀池的底部并连接污泥出料阀和排泥泵。

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