公布日：2022.04.01
申請(qǐng)日：2021.12.24
分類號(hào)：C02F11/04(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/18(2006.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/147(2019.01)I;C02F11/127(2019.01)I;C10L3/08(2006.01)I;
B09B3/65(2022.01)I;B09B3/35(2022.01)I;B09B101/70(2022.01)N
摘要
本發(fā)明屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝。該協(xié)同消化工藝包括：1)餐廚垃圾篩分制漿，初沉污泥除砂除渣；2)餐廚垃圾和初沉污泥混合進(jìn)行一級(jí)協(xié)同厭氧消化；3)一級(jí)協(xié)同厭氧消化產(chǎn)物與剩余活性污泥混合后離心脫水；4)脫水泥餅熱水解；5)熱水解污泥除砂處理；6)稀釋換熱；7)二級(jí)厭氧消化；8)板框脫水；9)濾液厭氧氨氧化處理；10)泥餅養(yǎng)分復(fù)配生產(chǎn)有機(jī)營養(yǎng)土。本發(fā)明充分利用了污泥與餐廚在物料性質(zhì)上的良好互補(bǔ)性，優(yōu)化了熱水解配置，減少難降解物質(zhì)的生成，節(jié)省熱水解投資；提高了沼氣產(chǎn)率和沼氣產(chǎn)量，基于區(qū)域有機(jī)固廢的集中處理模式實(shí)現(xiàn)了污水處理廠的能源自給。
權(quán)利要求書
1.一種耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝，其特征在于，該協(xié)同消化工藝包括：S1：將餐廚垃圾進(jìn)行篩分制漿處理；將初沉污泥進(jìn)行除砂除渣處理；S2：將步驟S1的已制漿的餐廚垃圾和除砂除渣后的初沉污泥混合并進(jìn)行一級(jí)協(xié)同厭氧消化處理，得到一級(jí)協(xié)同厭氧消化產(chǎn)物和第一沼氣；S3：將所述一級(jí)協(xié)同厭氧消化產(chǎn)物與來自污水處理廠水區(qū)的剩余活性污泥混合并進(jìn)行離心脫水處理，得到脫水泥餅和第一濾液；S4：將所述脫水泥餅進(jìn)行熱水解處理，得到熱水解污泥；S5：將所述熱水解污泥進(jìn)行除砂處理；S6：將經(jīng)除砂處理的熱水解污泥進(jìn)行稀釋換熱，至熱水解污泥的含水率為88％～92％，溫度為37℃～55℃；S7：將經(jīng)稀釋換熱的熱水解污泥進(jìn)行二級(jí)厭氧消化處理，得到消化污泥和第二沼氣；S8：將所述消化污泥進(jìn)行板框脫水處理，得到板框泥餅和第二濾液；S9：將步驟S3得到的第一濾液和步驟S8得到的第二濾液送入?yún)捬醢毖趸瘑卧M(jìn)行脫氮處理，得到厭氧氨氧化出水回流至所述污水處理廠水區(qū)進(jìn)行處理；S10：將所述板框泥餅通過養(yǎng)分復(fù)配生產(chǎn)有機(jī)營養(yǎng)土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝，其中，在步驟S1中，所述篩分制漿處理包括：將去除塑料和/或金屬的餐廚垃圾依次進(jìn)行破碎和制漿處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝，其中，在步驟S2中，已制漿的餐廚垃圾和除砂除渣后的初沉污泥的混合物料的含水率范圍為94％～95％，所述一級(jí)協(xié)同厭氧消化處理的運(yùn)行溫度范圍為37～55℃，所述一級(jí)協(xié)同厭氧消化處理的水力停留時(shí)間范圍為15～20d。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝，其中，在步驟S3中，將所述一級(jí)協(xié)同厭氧消化產(chǎn)物與剩余活性污泥在脫水貯泥池中進(jìn)行混合，并向所述脫水貯泥池中加入聚丙烯酰胺，得到預(yù)脫水混合物；將所述預(yù)脫水混合物泵入離心式污泥脫水機(jī)進(jìn)行離心脫水處理，得到所述脫水泥餅和第一濾液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝，其中，所述脫水泥餅含水率控制在75％～80％。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝，其中，以所述預(yù)脫水混合物的干固的總重量計(jì)，所述聚丙烯酰胺的用量為3‰～5‰。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝，其中，在步驟S4中，所述熱水解處理的反應(yīng)壓力范圍為0.6～1.0MPa，反應(yīng)溫度范圍為160℃～180℃，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間范圍為30～60min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝，其中，在步驟S7中，所述二級(jí)厭氧消化處理的運(yùn)行溫度范圍為37～55℃，所述二級(jí)厭氧消化處理的水力停留時(shí)間范圍為12～20d。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝，其中，將步驟S2得到的第一沼氣和步驟S7得到的第二沼氣送入沼氣柜進(jìn)行儲(chǔ)存并通過脫硫裝置進(jìn)行脫硫處理；然后將脫硫后的沼氣進(jìn)入熱電聯(lián)產(chǎn)單元生產(chǎn)12.5～15bar的飽和蒸汽供給進(jìn)行所述熱水解處理的系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝，其中，在步驟S8中，所述板框泥餅含水率控制在60％以下。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝。本發(fā)明利用了污泥與餐廚在物料性質(zhì)上的良好互補(bǔ)性，優(yōu)化了熱水解在高級(jí)厭氧消化工藝系統(tǒng)中的配置，進(jìn)而緩解了污泥消化氨抑制風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)減少難降解物質(zhì)的生成，節(jié)省熱水解投資；提高沼氣產(chǎn)率、增加沼氣產(chǎn)量，基于區(qū)域有機(jī)固廢的集中處理模式實(shí)現(xiàn)污水處理廠的能源自給，并保證有機(jī)營養(yǎng)土滿足相關(guān)施用標(biāo)準(zhǔn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種耦合嵌入式熱水解的污泥與餐廚協(xié)同消化工藝，該協(xié)同消化工藝包括：
S1：將餐廚垃圾進(jìn)行篩分制漿處理；將初沉污泥進(jìn)行除砂除渣處理；
S2：將步驟S1的已制漿的餐廚垃圾和除砂除渣后的初沉污泥混合并進(jìn)行一級(jí)協(xié)同厭氧消化處理，得到一級(jí)協(xié)同厭氧消化產(chǎn)物和第一沼氣；
S3：將所述一級(jí)協(xié)同厭氧消化產(chǎn)物與來自污水處理廠水區(qū)的剩余活性污泥混合并進(jìn)行離心脫水處理，得到脫水泥餅和第一濾液；
S4：將所述脫水泥餅進(jìn)行熱水解處理，得到熱水解污泥；
S5：將所述熱水解污泥進(jìn)行除砂處理；
S6：將經(jīng)除砂處理的熱水解污泥進(jìn)行稀釋換熱，至熱水解污泥的含水率為88％～92％，溫度為37℃～55℃；
S7：將經(jīng)稀釋換熱的熱水解污泥進(jìn)行二級(jí)厭氧消化處理，得到消化污泥和第二沼氣；
S8：將所述消化污泥進(jìn)行板框脫水處理，得到板框泥餅和第二濾液；
S9：將步驟S3得到的第一濾液和步驟S8得到的第二濾液送入?yún)捬醢毖趸瘑卧M(jìn)行脫氮處理，得到厭氧氨氧化出水回流至所述污水處理廠水區(qū)進(jìn)行處理；
S10：將所述板框泥餅通過養(yǎng)分復(fù)配生產(chǎn)有機(jī)營養(yǎng)土。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在步驟S1中，所述篩分制漿處理包括：將去除塑料和/或金屬的餐廚垃圾依次進(jìn)行破碎和制漿處理。
在本發(fā)明中，將初沉污泥進(jìn)行除砂除渣處理得到的砂渣外運(yùn)處置。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在步驟S2中，已制漿的餐廚垃圾和除砂除渣后的初沉污泥的混合物料的含水率范圍為94％～95％，所述一級(jí)協(xié)同厭氧消化處理的運(yùn)行溫度范圍為37～55℃，所述一級(jí)協(xié)同厭氧消化處理的水力停留時(shí)間范圍為15～20d。
在本發(fā)明中，在步驟S2中，將已制漿的餐廚垃圾無需油水分離，直接和除砂除渣后的初沉污泥混合，混合物料泵入一級(jí)協(xié)同厭氧反應(yīng)器進(jìn)行厭氧消化得到一級(jí)協(xié)同厭氧消化產(chǎn)物和第一沼氣。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在步驟S3中，將所述一級(jí)協(xié)同厭氧消化產(chǎn)物與剩余活性污泥在脫水貯泥池中進(jìn)行混合，并向所述脫水貯泥池中加入聚丙烯酰胺，得到預(yù)脫水混合物；將所述預(yù)脫水混合物泵入離心式污泥脫水機(jī)進(jìn)行離心脫水處理，得到所述脫水泥餅和第一濾液。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述脫水泥餅含水率控制在75％～80％。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，以所述預(yù)脫水混合物的干固的總重量計(jì)，所述聚丙烯酰胺的用量為3‰～5‰。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在步驟S4中，所述熱水解處理的反應(yīng)壓力范圍為0.6～1.0MPa，反應(yīng)溫度范圍為160℃～180℃，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間范圍為30～60min。
在本發(fā)明中，將脫水泥餅通過柱塞泵進(jìn)入熱水解緩沖料倉，隨后通過螺桿泵進(jìn)入進(jìn)行所述熱水解處理的系統(tǒng)。將所述熱水解污泥進(jìn)行除砂處理。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在步驟S7中，所述二級(jí)厭氧消化處理的運(yùn)行溫度范圍為37～55℃，所述二級(jí)厭氧消化處理的水力停留時(shí)間范圍為12～20d。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，將步驟S2得到的第一沼氣和步驟S7得到的第二沼氣送入沼氣柜進(jìn)行儲(chǔ)存并通過脫硫裝置進(jìn)行脫硫處理；然后將脫硫后的沼氣進(jìn)入熱電聯(lián)產(chǎn)單元生產(chǎn)12.5～15bar的飽和蒸汽供給進(jìn)行所述熱水解處理的系統(tǒng)，在本發(fā)明中，生產(chǎn)的電能優(yōu)先自用，富余電能外供。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在步驟S8中，所述板框泥餅含水率控制在60％以下。
在本發(fā)明中，將所述消化污泥通過螺桿泵進(jìn)入調(diào)節(jié)池，并投加4‰～6％的板框藥劑進(jìn)行調(diào)理，將調(diào)理好的污泥進(jìn)入板框脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理。
在本發(fā)明中，將所述板框泥餅破碎后根據(jù)施用地的需求進(jìn)行養(yǎng)分復(fù)配，按照本領(lǐng)域公知的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施用。
本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果如下：
1.本發(fā)明中，將易降解的餐廚垃圾與初沉污泥先進(jìn)行一級(jí)協(xié)同厭氧消化，充分利用污泥與餐廚在物料性質(zhì)上的良好互補(bǔ)性，優(yōu)化有機(jī)物配比及pH，調(diào)節(jié)消化體系碳氮比，緩解污泥消化氨抑制風(fēng)險(xiǎn)；
2.本發(fā)明中，一級(jí)協(xié)同厭氧消化產(chǎn)物與剩余污泥混合脫水后進(jìn)行熱水解，充分利用了熱水解對(duì)初沉污泥和剩余污泥的作用效果不同，減少難降解物質(zhì)的生成，并優(yōu)化熱水解配置，節(jié)省熱水解投資；
3.本發(fā)明采用的工藝，可提高沼氣產(chǎn)率、增加沼氣產(chǎn)量，基于區(qū)域有機(jī)固廢的集中處理模式實(shí)現(xiàn)污水處理廠的能源自給，并保證有機(jī)營養(yǎng)土滿足相關(guān)施用標(biāo)準(zhǔn)。
（發(fā)明人：王佳偉;齊利格娃;李偉;任征然;文洋;孫冀壚;劉垚）
