CN218811276U - 一种污泥资源化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种污泥资源化处理装置，包括第一反应箱、第二反应箱、第一储气罐和第二储气罐；在所述第一反应箱上设置第一进料管路、第一出料管路和第一排气管路；所述第一反应箱通过第一排气管路连通所述第一储气罐，通过第一出料管路连通所述第二反应箱；在所述第一反应箱内设置负载产氢产乙酸菌ZR‑1的第一发酵层；在所述第二反应箱上设置进气管路、第二排气管路和第二排泥管路；所述第二反应箱通过进气管路连通所述第一储气罐，通过第二排气管路连通所述第二储气罐；在所述第二反应箱内设置负载海沼甲烷球菌S2的第二发酵层。本实用新型用于降低能耗，提高有机物降解率和甲烷产量，解决碳排放问题。

Description

一种污泥资源化处理装置

技术领域

本实用新型涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥资源化处理装置。

背景技术

常用的污泥处理方案在污泥处理过程中通常会消耗大量的药剂和能源，同时还会产生大量的温室气体。常用的污泥处理方案如下：

1)浓缩及脱水方案，其虽然能够降低减少污泥排量，但是污泥含水率降低效果并不显著，且电耗和药耗严重。

2)污泥堆填方案，其虽然容易实施，但是可用于堆填污泥的空间是有限的，且填埋后的污泥经发酵释放的甲烷气体会加剧温室效应；此外，若出现渗漏，则渗出的液体会污染地下水。

3)污泥热干化方案，通过污泥与热媒之间的传热作用，进一步去除脱水污泥中的水分使污泥减容。该方案存在能耗高、装备要求高和除臭要求高的问题。

4)高温好氧发酵方案，该方案采用的设备池体体积庞大，增大了占地空间；同时，在污泥处理过程中，通常是将设备池体内的污泥集中发酵，使得发酵时间长、有机物降解率低且甲烷产量较低。

综上所述，需要提供一种污泥资源化处理装置来解决现有污泥处理方案存在的高能耗、有机物降解率低、甲烷产量低以及碳排放的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种污泥资源化处理装置，用于降低能耗，提高有机物降解率和甲烷产量；同时，组合使用甲烷提纯设备和第二储气罐能够实现甲烷提纯回用缓解温室效应，解决碳排放问题。具体技术方案如下：

一种污泥资源化处理装置，包括第一反应箱、第二反应箱、第一储气罐和第二储气罐；

在所述第一反应箱上设置第一进料管路、第一出料管路和第一排气管路；所述第一反应箱通过第一排气管路连通所述第一储气罐，通过第一出料管路连通所述第二反应箱；在所述第一反应箱内设置负载产氢产乙酸菌ZR-1的第一发酵层，所述第一发酵层的高度低于第一排气管路的高度，且不高于第一进料管路的高度；

在所述第二反应箱上设置进气管路、第二排气管路和第二排泥管路；所述第二反应箱通过进气管路连通所述第一储气罐，通过第二排气管路连通所述第二储气罐；在所述第二反应箱内设置负载海沼甲烷球菌S2的第二发酵层，所述第二发酵层的高度低于第二排气管路的高度；在所述进气管路上设置多个布设在所述第二发酵层中的曝气孔。

可选的，所述污泥资源化处理装置还包括控制终端和气压调节组件，所述气压调节组件包括用于检测氢气压强的第一分压传感器、用于检测二氧化碳压强的第二分压传感器和存储惰性气体的惰性储气罐；所述惰性储气罐通过并联管路并联设置在所述第一排气管路上；所述第一分压传感器和第二分压传感器均设置在所述第一反应箱内，且与所述控制终端连接；

在所述并联管路和第一排气管路上均设置控制阀，各控制阀均与所述控制终端连接。

可选的，在所述第一进料管路、第一出料管路、进气管路、第二排气管路和第二排泥管路上均设有与所述控制终端连接的控制阀。

可选的，所述污泥资源化处理装置还包括设置在所述第二反应箱上的出水管路；在所述出水管路上设有与所述控制终端连接的控制阀。

可选的，所述污泥资源化处理装置还包括设置在所述第一反应箱上的第一排泥管路，在所述第一排泥管路上设有与所述控制终端连接的控制阀。

可选的，所述污泥资源化处理装置还包括甲烷提纯设备，所述甲烷提纯设备设置在所述第二排气管路上，且通过输气管路连通所述第二储气罐；在所述输气管路上设有与所述控制终端连接的控制阀。

可选的，所述污泥资源化处理装置还包括第一抽吸泵和第二抽吸泵；所述第一抽吸泵设置在第一出料管路上；所述第二抽吸泵设置在所述进气管路上；所述第一抽吸泵和第二抽吸泵均与所述控制终端连接。

可选的，所述污泥资源化处理装置还包括用于检测甲烷压强的第三分压传感器，所述第三分压传感器设置在所述第二反应箱内，且与所述控制终端连接。

可选的，在所述第一出料管路上设置多个布设在所述第二反应箱内的出料口；

在所述第一排气管路上设置多个布设在所述第一反应箱内的集气口。

可选的，所述控制终端为CleanCloud云平台。

应用本实用新型的技术方案，至少具有以下有益效果：

(1)本实用新型中所述污泥资源化处理装置，使污泥由第一进料管路进入第一反应箱内的第一发酵层，经充分发酵后产生氢气和二氧化碳，并经第一排气管路排入第一储气罐；被第一发酵层发酵后的污泥经第一出料管路流入第二反应箱内的第二发酵层；同时，利用进气管路上的多个曝气孔为第二发酵层在发酵污泥时提供充足的氢气和二氧化碳，从而提高第二发酵层的发酵速率，确保快速产生甲烷；产生的甲烷经第二排气管路流入第二储气罐，存储备用；污泥经第一发酵层和第二发酵层充分发酵后，经第二排泥管路排出。本实用新型采用第一反应箱和第二反应箱对污泥进行分箱式的组合发酵，能够降低能耗，提高污泥中的有机物降解率；同时，利用第一储气罐和进气管路为第二发酵层在发酵污泥时提供充足的氢气和二氧化碳，进而提高甲烷产量。

(2)本实用新型中组合使用甲烷提纯设备和第二储气罐能够实现甲烷提纯回用缓解温室效应，解决碳排放问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例1中的一种污泥资源化处理装置的结构示意图；

其中，1、第一反应箱，1.1、第一进料管路，1.2、第一出料管路，1.3、第一排气管路，1.4、第一发酵层，1.5、第一排泥管路，2、第二反应箱，2.1、进气管路，2.2、第二排气管路，2.3、第二排泥管路，2.4、第二发酵层，2.5、出水管路，3、第一储气罐，4、第二储气罐，5、控制终端，6、第一分压传感器，7、第二分压传感器，8、惰性储气罐，9、甲烷提纯设备，10、第一抽吸泵，11、第二抽吸泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

参见图1，一种污泥资源化处理装置，包括第一反应箱1、第二反应箱2、第一储气罐3和第二储气罐4；

在所述第一反应箱1上设置第一进料管路1.1、第一出料管路1.2和第一排气管路1.3；所述第一反应箱1通过第一排气管路1.3连通所述第一储气罐3，通过第一出料管路1.2连通所述第二反应箱2；在所述第一反应箱1内设置负载产氢产乙酸菌ZR-1的第一发酵层1.4，所述第一发酵层1.4的高度低于第一排气管路1.3的高度，且不高于第一进料管路1.1的高度，便于经第一进料管路1.1进入第一发酵层1.4的污泥充分发酵后产生氢气和二氧化碳，并经第一排气管路1.3排入第一储气罐3；

在所述第二反应箱2上设置进气管路2.1、第二排气管路2.2和第二排泥管路2.3；所述第二反应箱2通过进气管路2.1连通所述第一储气罐3，通过第二排气管路2.2连通所述第二储气罐4；在所述第二反应箱2内设置负载海沼甲烷球菌S2的第二发酵层2.4，所述第二发酵层2.4的高度低于第二排气管路2.2的高度；在所述进气管路2.1上设置多个布设在所述第二发酵层2.4中的曝气孔，便于均匀曝气，为第二发酵层2.4在发酵经第一出料管路1.2排出的污泥时提供充足的氢气和二氧化碳，从而提高第二发酵层2.4的发酵速率，确保快速产生甲烷；同时，产生的甲烷经第二排气管路2.2排入第二储气罐4，存储备用。污泥经第一发酵层1.4和第二发酵层2.4充分发酵后，经第二排泥管路2.3排出。

所述污泥资源化处理装置还包括控制终端5和气压调节组件，所述气压调节组件包括第一分压传感器6、第二分压传感器7和存储惰性气体的惰性储气罐8(具体为氮气罐)；所述惰性储气罐8通过并联管路并联设置在所述第一排气管路1.3上；所述第一分压传感器6和第二分压传感器7均设置在所述第一反应箱1内，且与所述控制终端5连接；所述第一分压传感器6用于检测氢气的压强；所述第二分压传感器7用于检测二氧化碳的压强；

在所述并联管路和第一排气管路1.3上均设置控制阀，各控制阀均与所述控制终端5连接。

在所述第一进料管路1.1、第一出料管路1.2、进气管路2.1、第二排气管路2.2和第二排泥管路2.3上均设有与所述控制终端5连接的控制阀。

所述污泥资源化处理装置还包括设置在所述第二反应箱2上的出水管路2.5；在所述出水管路2.5上设有与所述控制终端5连接的控制阀，便于及时排出因处理污泥产生的水。

所述污泥资源化处理装置还包括设置在所述第一反应箱1上的第一排泥管路1.5，在所述第一排泥管路1.5上设有与所述控制终端5连接的控制阀，便于在对第一反应箱1清理和维护时排出污泥，或者在设备出现故障时，紧急排泥。

所述污泥资源化处理装置还包括甲烷提纯设备9，所述甲烷提纯设备9设置在所述第二排气管路2.2上，且通过输气管路连通所述第二储气罐4；在所述输气管路上设有与所述控制终端5连接的控制阀。

所述污泥资源化处理装置还包括第一抽吸泵10和第二抽吸泵11；所述第一抽吸泵10设置在第一出料管路1.2上；所述第二抽吸泵11设置在所述进气管路2.1上；所述第一抽吸泵10和第二抽吸泵11均与所述控制终端5连接。

所述污泥资源化处理装置还包括第三分压传感器(图中未示出)，所述第三分压传感器设置在所述第二反应箱2内，且与所述控制终端5连接，用于检测甲烷的有无及压强。

在所述第一出料管路1.2上设置多个布设在所述第二反应箱2内的出料口，便于提高出料效率和出料均匀度。

在所述第一排气管路1.3上设置多个布设在所述第一反应箱1内的集气口，便于快速收集第一反应箱1内产生的氢气和二氧化碳并排入到第一储气罐3中。

所述控制终端5为CleanCloud云平台。

所述污泥资源化处理装置在作业时，具体过程如下：

步骤S1、操作所述控制终端5开启第一进料管路1.1和第一排气管路1.3上的控制阀，使污泥由第一进料管路1.1进入第一反应箱1内的第一发酵层1.4，经产氢产乙酸菌ZR-1充分发酵后产生氢气和二氧化碳，并经第一排气管路1.3排入第一储气罐3；

步骤S2、操作所述控制终端5开启第一出料管路1.2和进气管路2.1上的控制阀、第一抽吸泵10和第二抽吸泵11，使得被第一发酵层1.4发酵后的污泥经第一出料管路1.2流入第二反应箱2内的第二发酵层2.4；

同时，利用进气管路2.1上的多个曝气孔为第二发酵层2.4海沼甲烷球菌S2在发酵污泥时提供充足的氢气和二氧化碳，从而提高第二发酵层2.4的发酵速率，确保快速产生甲烷；

进一步的，操作所述控制终端5开启第二排气管路2.2上的控制阀，使产生的甲烷经第二排气管路2.2排入甲烷提纯设备9；提纯后的甲烷经输气管路(需提前操作所述控制终端5开启输气管路上的控制阀)流入第二储气罐4，存储备用；

污泥经第一发酵层1.4和第二发酵层2.4充分发酵后，经第二排泥管路2.3排出；

步骤S3、作业结束，操作所述控制终端5关闭第一抽吸泵10、第二抽吸泵11以及各控制阀。

需要说明的是，在步骤S2中，所述控制终端5根据检测的第一分压传感器6和第二分压传感器7的压强变化，及时感应氢气和二氧化碳的供应情况；

若氢气和二氧化碳供应不足时，则需要操作所述控制终端5开启所述并联管路上的控制阀，通过向第一反应箱1内输入惰性气体，即通过增压的形式使得第一反应箱1内产生的氢气和二氧化碳被及时输入到所述第一储气罐3内；

同时，惰性气体经所述并联管路和第一排气管路1.3还会流入到所述第一储气罐3内，通过增压的形式使得第一储气罐3内的氢气和二氧化碳经进气管路2.1排入到第二发酵层2.4中发酵使用；

所述控制终端5根据检测的第三分压传感器的压强变化，便于及时检测甲烷的有无及压强，以便跟踪甲烷的产出状况和反应是否结束。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污泥资源化处理装置，其特征在于，包括第一反应箱(1)、第二反应箱(2)、第一储气罐(3)和第二储气罐(4)；

在所述第一反应箱(1)上设置第一进料管路(1.1)、第一出料管路(1.2)和第一排气管路(1.3)；所述第一反应箱(1)通过第一排气管路(1.3)连通所述第一储气罐(3)，通过第一出料管路(1.2)连通所述第二反应箱(2)；在所述第一反应箱(1)内设置负载产氢产乙酸菌ZR-1的第一发酵层(1.4)，所述第一发酵层(1.4)的高度低于第一排气管路(1.3)的高度，且不高于第一进料管路(1.1)的高度；

在所述第二反应箱(2)上设置进气管路(2.1)、第二排气管路(2.2)和第二排泥管路(2.3)；所述第二反应箱(2)通过进气管路(2.1)连通所述第一储气罐(3)，通过第二排气管路(2.2)连通所述第二储气罐(4)；在所述第二反应箱(2)内设置负载海沼甲烷球菌S2的第二发酵层(2.4)，所述第二发酵层(2.4)的高度低于第二排气管路(2.2)的高度；在所述进气管路(2.1)上设置多个布设在所述第二发酵层(2.4)中的曝气孔。

2.根据权利要求1所述的污泥资源化处理装置，其特征在于，还包括控制终端(5)和气压调节组件，所述气压调节组件包括用于检测氢气压强的第一分压传感器(6)、用于检测二氧化碳压强的第二分压传感器(7)和存储惰性气体的惰性储气罐(8)；所述惰性储气罐(8)通过并联管路并联设置在所述第一排气管路(1.3)上；所述第一分压传感器(6)和第二分压传感器(7)均设置在所述第一反应箱(1)内，且与所述控制终端(5)连接；

在所述并联管路和第一排气管路(1.3)上均设置控制阀，各控制阀均与所述控制终端(5)连接。

3.根据权利要求2所述的污泥资源化处理装置，其特征在于，在所述第一进料管路(1.1)、第一出料管路(1.2)、进气管路(2.1)、第二排气管路(2.2)和第二排泥管路(2.3)上均设有与所述控制终端(5)连接的控制阀。

4.根据权利要求2所述的污泥资源化处理装置，其特征在于，还包括设置在所述第二反应箱(2)上的出水管路(2.5)；在所述出水管路(2.5)上设有与所述控制终端(5)连接的控制阀。

5.根据权利要求2所述的污泥资源化处理装置，其特征在于，还包括设置在所述第一反应箱(1)上的第一排泥管路(1.5)，在所述第一排泥管路(1.5)上设有与所述控制终端(5)连接的控制阀。

6.根据权利要求2-5任一项所述的污泥资源化处理装置，其特征在于，还包括甲烷提纯设备(9)，所述甲烷提纯设备(9)设置在所述第二排气管路(2.2)上，且通过输气管路连通所述第二储气罐(4)；在所述输气管路上设有与所述控制终端(5)连接的控制阀。

7.根据权利要求6所述的污泥资源化处理装置，其特征在于，还包括第一抽吸泵(10)和第二抽吸泵(11)；所述第一抽吸泵(10)设置在第一出料管路(1.2)上；所述第二抽吸泵(11)设置在所述进气管路(2.1)上；所述第一抽吸泵(10)和第二抽吸泵(11)均与所述控制终端(5)连接。

8.根据权利要求6所述的污泥资源化处理装置，其特征在于，还包括用于检测甲烷压强的第三分压传感器，所述第三分压传感器设置在所述第二反应箱(2)内，且与所述控制终端(5)连接。

9.根据权利要求6所述的污泥资源化处理装置，其特征在于，在所述第一出料管路(1.2)上设置多个布设在所述第二反应箱(2)内的出料口；

在所述第一排气管路(1.3)上设置多个布设在所述第一反应箱(1)内的集气口。

10.根据权利要求6所述的污泥资源化处理装置，其特征在于，所述控制终端(5)为CleanCloud云平台。

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