申請日2013.09.25

　　公開(公告)日2014.01.01

　　IPC分類號C02F11/10

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種污泥水解裝置，包括通過管道依次連接的污泥調(diào)節(jié)罐、換熱器、列管水解反應(yīng)器及氣液分離器，其中，所述列管水解反應(yīng)器的出水口通過管道與設(shè)于氣液分離器內(nèi)上部的噴嘴相連，所述氣液分離器頂部的氣體出口與設(shè)于污泥調(diào)節(jié)罐底部的氣體分布器相連，氣液分離器底部的液體出口與列管水解反應(yīng)器底部的入水口相連，氣液分離器中部的污泥液出口與換熱器相連。其水解工藝如下：1)將污泥原液的pH值調(diào)節(jié)至8.5-9.0;2)污泥液在150-180℃、0.3-1.0MPa下發(fā)生水解反應(yīng);3)對水解后的污泥進行氣液分離，氣液分離產(chǎn)生的氣體對污泥原液進行一級加熱，氣液分離產(chǎn)生的污泥液，一部分對污泥原液進行二級加熱;另一部分污泥液返回至步驟2)中進行再次水解反應(yīng)。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種污泥水解裝置，其特征在于：包括污泥調(diào)節(jié)罐、換熱器、列管水解反應(yīng)器及 氣液分離器，其中，所述污泥調(diào)節(jié)罐的出水口通過管道與換熱器的入水口相連，所述換熱 器的出水口通過管道與列管水解反應(yīng)器底部的入水口相連，所述列管水解反應(yīng)器上部的出 水口通過管道與設(shè)于氣液分離器內(nèi)上部的噴嘴相連，所述氣液分離器頂部的氣體出口通過 氣體輸送管道與設(shè)于污泥調(diào)節(jié)罐底部的氣體分布器相連，氣液分離器底部的液體出口通過 管道與列管水解反應(yīng)器底部的入水口相連，氣液分離器中部的污泥液出口通過管道與換熱 器相連。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥水解裝置，其特征在于：所述列管水解反應(yīng)器包括上 封頭、下封頭及殼體，所述殼體內(nèi)從上至下依次布置有外形尺寸與殼體內(nèi)部相適配的折流 板，所述折流板上設(shè)有均勻分布的圓孔，所述列管水解反應(yīng)器還包括列管，所述列管穿過 折流板上的圓孔安裝于殼體內(nèi)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污泥水解裝置，其特征在于：所述列管的內(nèi)徑不低于5mm。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污泥水解裝置，其特征在于：所述折流板的表面積不低于 殼體橫截面積的50%。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污泥水解裝置，其特征在于：所述上封頭上還設(shè)有溫度傳 感器和壓力傳感器。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥水解裝置，其特征在于：所述噴嘴內(nèi)部具有筒狀的液 體流路，所述噴嘴的前端具有一開口向下的噴口，靠近噴口處的噴嘴內(nèi)周壁向內(nèi)凸起，使 得液體流路的內(nèi)徑減小，形成一橫截面為錐形的噴頸。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污泥水解裝置，其特征在于：所述噴口與豎直方向形成一 15°～30°的夾角。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的污泥水解裝置，其特征在于：所述污泥調(diào)節(jié)罐內(nèi) 的液面低于氣液分離器的頂部。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的污泥水解裝置，其特征在于：所述污泥調(diào)節(jié)罐內(nèi) 設(shè)有一攪拌器，所述污泥調(diào)節(jié)罐的入水口還連接一加藥裝置，所述加藥裝置內(nèi)添加有pH 調(diào)節(jié)劑。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的污泥水解裝置，其特征在于：所述列管水解反 應(yīng)器底部的入口還通過管道與向列管水解反應(yīng)器的列管通入氣體的供氣單元相連;所述列 管水解反應(yīng)器的殼程的上部還與高壓飽和蒸汽供應(yīng)單元相通。

　　11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的污泥水解裝置，其特征在于：所述供氣單元提供的氣體 的流量與污泥液循環(huán)量的流量比為0.5-1.5。

　　12.一種污泥水解工藝，其特征在于：包括以下步驟：

　　1)向污泥原液中加入pH調(diào)節(jié)劑，在攪拌的作用下，將污泥原液的pH值調(diào)節(jié)至 8.5-9.0;

　　2)經(jīng)pH調(diào)節(jié)后的污泥液在列管水解反應(yīng)器中，于150-180℃、0.3-1.0MPa下發(fā)生 水解反應(yīng);

　　3)對水解后的污泥進行氣液分離，氣液分離產(chǎn)生的氣體返回至步驟1)中對污泥原 液進行一級加熱，氣液分離產(chǎn)生的污泥液，一部分對污泥原液進行二級加熱;氣液分離產(chǎn) 生的另一部分污泥返回至步驟2)中再次進行水解反應(yīng)。

　　13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的污泥水解工藝，其特征在于：所述步驟2)水解反應(yīng)過 程中通入有氣體。

　　14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的污泥水解工藝，其特征在于：所述氣體為氮氣、氧氣、 空氣或臭氧。

　　15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的污泥水解工藝，其特征在于：當(dāng)通入的氣體為氮 氣、空氣或臭氧時，所通入氣體的流量與污泥液循環(huán)量之比(V/V)為0.5-1.5。

　　16.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的污泥水解工藝，其特征在于：當(dāng)通入的氣體為氧 氣時，氧氣的通入量不超過污泥液有機物完全氧化所需氧氣量的30%。

　　17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的污泥水解工藝，其特征在于：所述步驟2)中，污泥在 列管中的表觀線速度為0.01-0.5m/s。

　　18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的污泥水解工藝，其特征在于：所述步驟3)氣液分離產(chǎn) 生的污泥液中，返回至步驟2)中再次進行水解反應(yīng)的污泥液與對污泥原液進行二級加熱 的污泥液流量比不低于3.0。

　　說明書

　　一種污泥水解裝置及工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種針對市政、工業(yè)廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥進行處理的污泥水解裝 置及工藝，屬于環(huán)保水處理領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，需要處理的廢水的量以及處理標(biāo)準(zhǔn)都日益增加與提高， 相應(yīng)的污泥產(chǎn)量也日益增加，這些污泥若不加以妥善處理將會對環(huán)境構(gòu)成巨大的污染威 脅。長期以來，我國的廢水處理存在“重水輕泥”的現(xiàn)象，據(jù)報道，僅有20%的污泥得 到了穩(wěn)定化處理，大部分污泥未經(jīng)處理直接衛(wèi)生填埋，這不僅成為環(huán)境安全的巨大隱患， 而且是一種資源浪費。污泥處理技術(shù)的研究與應(yīng)用將是“十二五”甚至是未來“十三五” 水處理行業(yè)發(fā)展的重點。目前，厭氧消化技術(shù)已被證明是一種有效的污泥減量化、資源化 處理技術(shù)，在國內(nèi)外已經(jīng)有大量的工程應(yīng)用，但是仍然有很多問題需要解決;對污泥進行 水解預(yù)處理然后進行厭氧發(fā)酵是厭氧消化技術(shù)的常規(guī)步驟，水解效果的好壞直接影響到最 終厭氧消化的效率。現(xiàn)有的污泥水解工藝及設(shè)備大都存在水解效率低的問題，而且，污泥 堵塞的問題相對較為突出，因此，開發(fā)新型的污泥水解工藝與設(shè)備具有重大的現(xiàn)實意義。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水解效率高、能耗低的污泥水解 裝置，此外，本發(fā)明還提供了一種污泥水解工藝。

　　為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

　　一種污泥水解裝置，包括污泥調(diào)節(jié)罐、換熱器、列管水解反應(yīng)器及氣液分離器，其中， 所述污泥調(diào)節(jié)罐的出水口通過管道與換熱器的入水口相連，所述換熱器的出水口通過管道 與列管水解反應(yīng)器底部的入水口相連，所述列管水解反應(yīng)器上部的出水口通過管道與設(shè)于 氣液分離器內(nèi)上部的噴嘴相連，所述氣液分離器頂部的氣體出口通過氣體輸送管道與設(shè)于 污泥調(diào)節(jié)罐底部的氣體分布器相連，氣液分離器底部的液體出口通過管道與列管水解反應(yīng) 器底部的入水口相連，氣液分離器中部的污泥液出口通過管道與換熱器相連。

　　優(yōu)選的是：所述列管水解反應(yīng)器包括上封頭、下封頭及殼體，所述殼體內(nèi)從上至下 依次布置有外形尺寸與殼體內(nèi)部相適配的折流板，所述折流板上設(shè)有均勻分布的圓孔，所 述列管水解反應(yīng)器還包括列管，所述列管穿過折流板上的圓孔安裝于殼體內(nèi)。

　　優(yōu)選的是：所述列管的內(nèi)徑不低于5mm。

　　優(yōu)選的是：所述折流板的表面積不低于殼體橫截面積的50%。

　　優(yōu)選的是：所述上封頭上還設(shè)有溫度傳感器和壓力傳感器。

　　優(yōu)選的是：所述噴嘴內(nèi)部具有筒狀的液體流路，所述噴嘴的前端具有一開口向下的 噴口，靠近噴口處的噴嘴內(nèi)周壁向內(nèi)凸起，使得液體流路的內(nèi)徑減小，形成一橫截面為錐 形的噴頸。

　　優(yōu)選的是：所述噴口與豎直方向形成一15°～30°的夾角。

　　優(yōu)選的是：所述污泥調(diào)節(jié)罐內(nèi)的液面低于氣液分離器的頂部。

　　優(yōu)選的是：所述污泥調(diào)節(jié)罐內(nèi)設(shè)有一攪拌器，所述污泥調(diào)節(jié)罐的入水口還連接一加 藥裝置，所述加藥裝置內(nèi)添加有pH調(diào)節(jié)劑。

　　優(yōu)選的是：所述列管水解反應(yīng)器底部的入口還通過管道與向列管水解反應(yīng)器的列管 通入氣體的供氣單元相連;所述列管水解反應(yīng)器的殼程的上部還與高壓飽和蒸汽供應(yīng)單元 相通。

　　優(yōu)選的是：所述供氣單元提供的氣體的流量與污泥液循環(huán)量的流量比為0.5-1.5。

　　一種污泥水解工藝，包括以下步驟：

　　1)向污泥原液中加入pH調(diào)節(jié)劑，在攪拌的作用下，將污泥原液的pH值調(diào)節(jié)至 8.5-9.0;

　　2)經(jīng)pH調(diào)節(jié)后的污泥液在列管水解反應(yīng)器中，于150-180℃、0.3-1.0MPa下發(fā)生 水解反應(yīng);

　　3)對水解后的污泥進行氣液分離，氣液分離產(chǎn)生的氣體返回至步驟1)中對污泥原 液進行一級加熱，氣液分離產(chǎn)生的污泥液，一部分對污泥原液進行二級加熱;氣液分離產(chǎn) 生的另一部分污泥返回至步驟2)中再次進行水解反應(yīng)。

　　優(yōu)選的是：所述步驟2)水解反應(yīng)過程中通入有氣體。

　　優(yōu)選的是：所述氣體為氮氣、氧氣、空氣或臭氧。

　　優(yōu)選的是：當(dāng)通入的氣體為氮氣、空氣或臭氧時，所通入氣體的流量與污泥液循環(huán) 量之比(V/V)為0.5-1.5。

　　優(yōu)選的是：當(dāng)通入的氣體為氧氣時，氧氣的通入量不超過污泥液有機物完全氧化所 需氧氣量的30%。

　　優(yōu)選的是：所述步驟2)中，污泥在列管中的表觀線速度為0.01-0.5m/s。

　　優(yōu)選的是：所述步驟3)氣液分離產(chǎn)生的污泥液中，返回至步驟2)中再次進行水解 反應(yīng)的污泥液與對污泥原液進行二級加熱的污泥液流量比不低于3.0。

　　本發(fā)明的有益效果在于，采用本發(fā)明的污泥水解裝置，可以實現(xiàn)連續(xù)高效的污泥水 解操作，而且所處理污泥的濃度范圍廣，不僅可對含水率為90-99%的污泥進行水解處理， 亦可對稀釋后的高濃度污泥進行水解處理，通過向列管水解反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)通入氣體強化了 傳熱效果，同時解決了反應(yīng)器堵塞結(jié)垢問題;采用本發(fā)明的噴嘴結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)快速泄壓， 有助于污泥液穩(wěn)定的進行氣爆;本發(fā)明的污泥水解裝置通過污泥調(diào)節(jié)罐的氣體分布器對外 排氣體熱量吸收實現(xiàn)對污泥液的一級加熱，然后，污泥在進入列管水解反應(yīng)器之前，通過 換熱器對系統(tǒng)的熱量進行回收，實現(xiàn)對污泥液的二級加熱，有效地降低了能耗;整個裝置 占地面積小，可以實現(xiàn)全封閉操作，有效解決了氣味擴散的問題;而且本裝置可以實現(xiàn)對 污泥更加徹底的水解處理，水解后的污泥液進行厭氧消化的停留時間大大縮短，僅需5-10 天。