本发明专利技术公开了一种污泥热消化制备生物固体的装置，包括一个密封的反应罐，罐体的侧壁上有一层水浴套，水浴套内设置有电热管；反应罐的盖顶设置有进泥口和集气口；罐内设置有搅拌浆和曝气头，反应罐的底部设置有排泥口。在连接搅拌浆和搅拌电机的电线上还固定有消泡丝。该装置还可以再包括一个反应罐，两个反应罐之间通过串联的方式联接在一起。该装置可以集现有其他污泥消化技术为一体，可以同时实现传统污泥好氧厌氧消化、缺氧／好氧消化、自热高温好氧消化、两段高温好氧／中温厌氧消化的功能，解决了消化过程中的泡沫问题，提高了反应速度和效率。
Device for preparing biological solid by thermal digestion of sludge
The invention discloses a device for preparing sludge hot digesting biosolids, including a sealed reaction tank, a layer of water bath set of side wall of the tank body, a water bath set is arranged inside the heating tube; the top is provided with mud inlet and outlet cover in the reaction tank; the tank is provided with a stirring slurry and the aeration head, the reaction tank is arranged at the bottom of the mud discharging port. The defoaming wire is also fixed on the wire connecting the stirring slurry and the stirring machine. The device can also include a reaction tank that is connected together in series by means of two reaction tanks. The device can set the other existing sludge digestion technology as a whole, can also achieve the traditional aerobic anoxic / anaerobic digestion, aerobic digestion, autothermal thermophilic aerobic digestion, two stage aerobic thermophilic / mesophilic anaerobic digestion function, to solve the bubble problem in the process of digestion, improve the reaction efficiency and speed.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境保护和资源综合利用领域，特别涉及一种污泥热消化制备生物固体的装置。
技术介绍
污泥热消化技术与传统污泥消化技术涉及的原理一样，都是通过微生物对有机物进行降解达到污泥的稳定化和无害化。但是，同传统污泥消化工艺比较，污泥热消化工艺能制备得到美国EPA规定的A级生物固体，具有消化功能强大、多种消化功能、系统投资少、运行过程能耗少、消化时间短和更小的消化池体积等优点。现有的污泥消化工艺主要有以下几种(1)传统好氧消化工艺(Conventional aerobic digestion，CAD)。CAD工艺主要通过曝气使微生物在进入内源呼吸期后进行自身氧化，从而使污泥减量。其常用的工艺流程主要有连续进泥和间歇进泥两种。CAD工艺具有工艺成熟、机械设备简单、操作运行简单、基建费用低等优点。但是，这种工艺的需氧量很大，需长时间连续曝气，所以运行费用较高；消化设备无搅拌装置，消化反应速度慢，反应不充分；消化设备中无加热装置，消化温度低，对病原菌的灭活能力较低；此外，这种工艺会发生硝化反应，消耗碱度，使得pH值下降。(2)常规中温厌氧消化工艺。这种工艺的脱水污泥不经预热就直接进入间歇式的消化罐内，消化罐内通常不设置搅拌装置，利用产生的沼气上升起到一定的混合作用。由于搅拌作用不充分，罐内的污泥分三个区域漂浮污泥层、中部液体层和下部污泥层。稳定后的污泥由罐底周期性地排出，上层和中层则在每次进料时一并排出，直接或经预处理后返回到污水处理设施中。此科工艺的混合效果差，消化罐只有约50％的容积能得到有效利用，且消化设备中无加热装置，因此经过厌氧消化后的污泥中，病原菌等没有得到有效的杀灭，消化后的污泥达不到农用的标准。(3)两级厌氧消化工艺。这种工艺是在一级厌氧消化的基础上引入第二个消化罐，目的是对厌氧消化后的污泥进一步重力浓缩。该工艺的出泥体积较小，且有效控制了污泥消化过程中的短流现象。但是由于在第二个消化罐内消耗了大量的污泥有机质，且无搅拌、加热装置，反应不充分，产气量也很少，所以污泥中的病毒、病原菌等难以完全杀灭干净。(4)缺氧/好氧消化工艺(anoxic/aerobic digestion，A/AD)。这种工艺是在传统好氧消化工艺的前端加一段缺氧区，利用污泥在该段缺氧区发生反硝化反应产生的碱度来补偿好氧区中硝化反应所消耗的碱度，所以这种工艺无需另外加碱就能使pH值保持在7左右，而且需氧量也较少。但是，A/AD工艺的供氧动力费较高、污泥停留时间长；由于第二个反应池不设搅拌没备，只通过曝气过程进行搅拌，因此反应不充分，处理效果不理想；消化设备无加热装置，对病原菌的去除率低。(5)自热高温好氧消化工艺(Autoheated thermophilic aerobicdigestion，ATAD)。ATAD工艺主要是利用高温环境下生长的嗜热微生物的代谢过程达到降解有机物、灭活病源菌的作用。该工艺的主要要求为先浓缩污泥，使其MLSS浓度达到(4～6)×104mg/L或VSS浓度达到2.5×104mg/L；同时采用封闭式的反应器，并且外壁采取隔热措施以减少热损失；此外，还需采用高效氧转移设备以减少蒸发热损失。通过这些措施可使反应器温度达到45～65℃，甚至在冬季也不需要另外加热源仍可保持高温。该工艺流程主要为污泥先经过浓缩池浓缩处理，然后进入第一个消化罐，再进入第二个消化罐；出泥进入后浓缩池，处理后得到消化液和消化出泥。这种工艺的温度较高，所以可以抑制硝化反应的发生，其pH值可保持在7.2～8.0，需氧量较少；有机物的代谢速率较快、去除率高；污泥停留时间短，一般仅需5～6天；对病原菌灭活效果好。但是，ATAD工艺的机械设备复杂；消化过程中会产生大量的泡沫，没有合适的消泡技术和设备，消泡效率低，大大减少了反应罐的有效利用率，也不利于提高溶解氧的利用效率和污泥消化效率；动力费用高；需有浓缩工序；而且还要求进泥应含有足够的可降解固体。(6)两段高温好氧/中温厌氧消化工艺。这种工艺是将自热高温好氧消化工艺与中温厌氧消化工艺相结合，即以一段高负荷ATAD系统对污泥进行预处理后再进入中温厌氧反应器。该工艺可显著提高对病原菌的去除率和后续中温厌氧消化运行的稳定性。但是该工艺尚处在实验阶段，其中很多机理尚未弄清，如需大规模推广，还需要进一步深入的研究其机理和反应设备等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种集成多种污泥消化工艺、机械设备简单、成本低、污泥处理效果好的污泥热消化制备生物固体的装置。本专利技术的目的通过下述技术方案实现一种污泥热消化制备生物固体的装置，包括一个密封的反应罐，罐体的侧壁10上有一层水浴套12，水浴套12内装满水并且设置有电热管11，电热管11与控温仪24相联接；在水浴套12内部和反应罐内部均设置有温度传感器3；反应罐的盖顶设置有进泥口4和集气口5；罐内设置有搅拌浆和曝气头9，搅拌浆通过电线与设置在罐顶外的搅拌电机1连接，曝气头9通过电线与设置在罐顶外的鼓风机2连接，鼓风机2和曝气头9之间还连接有设置在罐项外的转子流量计6；罐顶外还设置有反光镜7；在连接搅拌浆和搅拌电机1的电线上还固定有消泡丝23；反应罐的底部设置有排泥口14，污泥泵13的一端通过管道与排泥口14相通，管道之间设置有止回阀15；污泥泵13的另一端通过管道连接到反应罐的上半部，管道之间设置有止回阀16。所述反应罐的罐体内壁以及消泡丝的表面均涂满特氟龙疏水性材料。因为特氟龙疏水性材料会在反应罐的罐体内壁和消泡丝表面形成疏水特性，使得系统内工作时泡沫减少97％以上，提高反应罐的有效利用空间，减少污泥流动阻力，节省搅拌动力2～20％。当同串联或并联消化工艺相结合时，可以提高污泥消化效率2～20％。在反应罐的内壁上设置有用于固定曝气头9连接电线的钢圈8，以避免连接曝气头9的电线缠绕在搅拌浆上。上述装置还包括一个反应罐，第一个反应罐的排泥口14、第二个反应罐的排泥口18均通过管道分别与两个反应罐的上半部相通，管道之间均设置有止回阀。打开止回阀15和17、或打开止回阀19和21，均可以使两个反应罐之间以串联方式联接在一起。关闭所有止回阀、或只打开止回阀15和16、或/和只打开止回阀19和20，均可以使两个反应罐之间以并联方式联接在一起。在上述装置中进行的反应可以是中温厌氧自动消泡消化反应、高温厌氧自动消泡消化反应、高温好氧自动消泡消化反应、或污泥两个反应罐串并联的组合反应，步骤如下 步骤1首先将进泥浓缩，使得污泥的浓度为(4～6)×104mg/L或污泥中挥发性有机物的浓度为(2～3)×104mg/L。步骤2然后浓缩后的污泥进入第一个反应罐，根据消化类型，选择是否开启搅拌装置和曝气装置(1)进行厌氧自动消泡消化反应时，则无需开启曝气装置，可选择开启搅拌装置；(2)进行好氧自动消泡消化反应时，则需开启曝气装置，选择开启搅拌装置；而且曝气量的大小和搅拌速度的快慢可根据进泥量和进泥性质等来确定；(3)进行高温消化，则可开启水浴装置并调节加热所需要的温度。步骤3经过第一个反应罐消化后的污泥一部分是可资源化利用的生物固体，另一部分返回到第一个反应罐内部进行循环消化，以达到更好的污泥消化效果。步骤4选择污泥的二个反应罐串联组合反应时，根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种污泥热消化制备生物固体的装置，其特征在于：包括一个密封的反应罐，罐体的侧壁上有一层水浴套，水浴套内设置有电热管，电热管与控温仪相联接；在水浴套内部和反应罐内部均设置有温度传感器；反应罐的盖顶设置有进泥口和集气口；罐内设置有搅拌浆和曝气头，搅拌浆通过电线与设置在罐顶外的搅拌电机连接，曝气头通过电线与设置在罐顶外的鼓风机连接，鼓风机和曝气头之间还连接有设置在罐顶外的转子流量计；罐顶外还设置有反光镜；在连接搅拌浆和搅拌电机的电线上还固定有消泡丝；反应罐的底部设置有排泥口，污泥泵的一端通过管道与排泥口相通，管道之间设置有止回阀；污泥泵的另一端通过管道连接到反应罐的上半部，管道之间设置有止回阀。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄少斌，张峥嵘，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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