一种污泥热水解工艺气处理装置与方法制造方法及图纸

一种污泥热水解工艺气处理装置与方法，装置包括反应器、工艺气管路、药液管路；反应器自上而下分为相通的顶部排放区、中部反应区和底部药液区，反应区均匀填料，药液区底部连通补水管和放空管；工艺气管路的进气管连通布气装置伸入药液下，排放区顶部连通排气管，进气管和排气管通过旁通管在反应器外连通；药液管路的带泵回流管连通药液区和静态混合器，设置带泵进药管连通静态混合器，静态混合器的出口连通排放区顶部布水装置；各管路上设置阀门；采用本发明专利技术装置的污泥热水解工艺气处理方法包括以下步骤：进药；进气；换药补水。本发明专利技术可解决污泥热水解后工艺气中某些成份浓度过高影响后续消化池内厌氧消化效果以及后续沼气再利用率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥热水解工艺气处理装置与方法
本专利技术属于污泥处理领域，具体涉及一种污泥热水解工艺气处理装置与方法。
技术介绍
现污水处理厂中泥区改造中较多采用热水解+厌氧消化的污泥处理技术，由于污泥在热水解系统的处理过程中会产生工艺气体，此种工艺气体的成分中包含颗粒杂质、水蒸气、H2S、VOCs、酚类及醛类等，其中以H2S和VOCs占主要成份，呈酸性。由于此种工艺气体成分的复杂性、毒害性及腐蚀性，如何对工艺气进行稳定化、无害化的处理仍处于探索。部分学者指出此种工艺气应接入消化池中进行稳定化处理，但并未对工艺气内各成分的浓度进行充分了解。根据已运行热水解工艺的污泥处理中心所检测到的此工艺气内主要成份为极高浓度的H2S、低浓度的VOCs及相应的水溶酸性溶液，如处理不当会对整个系统的运行效果产生极大影响。在污泥处理系统中，H2S主要包含于厌氧消化系统的沼气中，由于其毒害性、酸性以及溶水之后的腐蚀性等问题，必须在沼气贮存及使用前将其处理至50mg/L以下，如果回用沼气中的H2S含量过高，会加速对整个系统的设备、管道的腐蚀，同时使沼气利用设备(例如沼气发电机等)无法正常运转，对沼气的回收利用效果产生巨大影响。由于在污水处理厂整个系统运行中，为了强化除磷效果，一般在污水处理区投加铁盐，而对于铁盐的投加在除磷的同时也将活性污泥中含S成份以及生成的H2S进行了有效去除，使得厌氧消化系统内的沼气的H2S含量得以大大降低，泥区的H2S去除系统的设计进气浓度不超过1000mg/L，出气浓度小于50mg/L。当泥区使用热水解-厌氧消化系统深度处理改造后，原设计方案将热水解系统所产工艺气通入消化池处理，但工艺气成份中的H2S含量极高，浓度约为10000ppm以上，通入消化池后，使消化池内H2S含量达到2200mg/L，远超消化系统以及后续脱硫处理措施的设计处理能力。如采取增大原厂区内脱硫设备的处理能力，在大幅度增加厂区占地的同时也会大幅度提高厂区的运行费用。对于污水处理厂的设计工作以及运行工作中并未对VOCs进行针对性的处理措施，而痕量VOCs气体的泄露以及溢出的浓度达到一定数值后，人体会产生明显反应，短时间内出现四肢无力、恶心、头疼、呕吐等症状，污染严重或长时间后会出现抽搐、昏迷，长期处于高浓度环境下还会造成记忆力减退。研究表明，挥发性有机物对人体的脏器、大脑和神经系统都会有不同程度的损害，所以需对VOCs进行有效处理，如不处理妥当发生泄露，其会对运行人员的健康及工作环境带来极大的危害。在运行中，工艺气管路的附属设备、阀门等出现多次检修的情况，致使管道内工艺气外漏，而外泄的工艺气并未得到处理。综上所述，热水解工艺气如得不到稳定化处理，会对消化池内的气相空间以及后续沼气净化系统带来很大影响，严重影响了沼气利用效率与整个污泥处理系统的运行效果，同时存在着对运行工作人员的操作环境以及人身健康的安全隐患。所以，原设计工艺气通入消化池的处理方案不能使热水解工艺气得到稳定化处理，并且已经严重影响了消化池的厌氧消化效果及后续能源利用。热水解-厌氧消化工艺中产生的工艺气的能否稳定化处理，直接决定了整套流程的运行效果以及后续能源的有效利用，也关系到后期运行是否可持续，是整个设计考虑的重要环节。
技术实现思路
为了克服上述技术的缺陷和不足，本专利技术提供一种污泥热水解工艺气处理装置，以及采用该装置的一种污泥热水解工艺气处理方法，解决污泥热水解后工艺气中某些成份浓度过高(如H2S、VOCs等)影响后续消化池内厌氧消化效果以及后续沼气再利用率低的问题。本专利技术的技术方案如下：一种污泥热水解工艺气处理装置，包括反应器、工艺气管路、药液管路；所述反应器自上而下分别为相通的顶部排放区、中部反应区和底部药液区，所述反应区底部设置穿孔隔板与所述药液区隔开，所述穿孔隔板底面垂直固定挡板、所述挡板伸入药液区内，所述反应区在穿孔隔板上均匀填充砾石颗粒填料，所述药液区底部入水口连通补水管、最底端排液出口连通放空管，所述补水管和放空管上分别设置补水管阀门和放空管阀门；所述工艺气管路包括进气管、排气管和旁通管，所述进气管的出气口连通喷头朝下的布气装置并伸入药液区内药液液面以下，所述进气管上设置进气管阀门，所述排放区顶部的排气口连通排气管，所述排气管上设置排气管阀门，所述进气管和排气管通过旁通管在反应器外部连通，所述旁通管上设置旁通管阀门；所述药液区侧壁的回流出口通过回流管连通外部静态混合器的回流入口，所述回流管上设置回流管阀门和回流泵，设置进药管连通所述静态混合器的进药入口，所述进药管上设置进药泵，所述静态混合器的出口通过管道连通所述反应器排放区顶部的喷头朝下的布水装置；所述药液区设有液位计和pH计控制阀门流量。所述砾石颗粒的粒径为20-30mm，所述穿孔隔板的穿孔孔径为砾石颗粒填料平均粒径的70％，开孔率>40％，所述穿孔隔板均匀布满开孔。所述反应器为密闭承压容器，包括顶盖、罐体和底盖，所述顶盖为平顶或圆顶、底盖为圆底、罐体为圆柱形，所述顶盖和底盖的高度均不超过中间圆柱罐体高度的1/5。所述罐体的高径比为2-2.5，中部所述反应区体积为罐体总容积的40％-60％，底部药液区中间圆柱部分的容积为罐体总容积的20％-30％。所述回流出口低于底部药液区高度的1/3。所述挡板两个相对的窄侧面与药液区的侧壁固定、底面伸入药液悬空。一种污泥热水解工艺气处理方法，采用本专利技术一种污泥热水解工艺气处理装置，按以下步骤进行：步骤I，进药，开启补水管阀门，向底部药液区补水至高液位；开启回流泵和回流管阀门；开启进药泵加药，使循环15min后底部药液区的pH在10-12；步骤II，进气，开启进气管阀门及排气管阀门，工艺气管路开始循环、药液管路继续循环，控制药液循环量为进气量的60％-200％，所述反应器设有气压保护；步骤III，换药补水，当底部药液区的pH<7时，放空管阀门开启，当底部药液区达到低液位时，放空管阀门关闭，补水管阀门开启，当底部药液区达到高液位时，补水管阀门关闭；当底部药液区的pH<7且放空管阀门关闭时，进药泵开启，当底部药液区的pH>12时，进药泵关闭。步骤I中的所述底部药液区内，所述高液位为穿孔隔板以下10mm-30mm，低液位为回流出口以上10mm-30mm。所述反应器设有气压保护，当反应器内压力超过规定压力的80％时，旁通管阀门开启，进气管阀门关闭，当反应器内压力小于等于规定压力的80％时，旁通管阀门关闭，进气管阀门开启。所述药液为NaOH和NaClO的混合溶液。本专利技术有以下积极有益效果：1)处理效果好，采用本专利技术装置和方法，工艺气进入消化池前，将工艺气中的H2S、VOCs，醛类及酮类等气体大量的去除及稳定化，可使消化池稳定运行；2)运行效率高，采用本专利技术装置和方法，经过处理后的工艺气不会影响消化池内气相空间的稳定性以及后续沼气净化系统的稳定性，保证达到设计的厌氧消化效率以及高效的沼气能源的再利用；3)冷凝水处理负荷低，采用本专利技术装置和方法，工艺气温度会进一步降低，达到冷却的效果，可减少工艺气输送管道内冷凝水的产生，减少冷凝水的处理负荷；4)兼具截留杂质功能，采用本专利技术装置和方法，系统内中部反应区的砾石层，一方面使药液与工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污泥热水解工艺气处理装置，其特征在于：包括反应器(30)、工艺气管路、药液管路；所述反应器(30)自上而下分别为相通的顶部排放区(7)、中部反应区(6)和底部药液区(4)，所述反应区(6)底部设置穿孔隔板(5)与所述药液区(4)隔开，所述穿孔隔板(5)底面垂直固定挡板(17)、所述挡板(17)伸入药液区(4)内，所述反应区(6)在穿孔隔板(5)上均匀填充砾石颗粒填料，所述药液区(4)底部入水口连通补水管(22)、最底端排液出口连通放空管(20)，所述补水管(22)和放空管(20)上分别设置补水管阀门(23)和放空管阀门(21)；所述工艺气管路包括进气管(1)、排气管(9)和旁通管(10)，所述进气管(1)的出气口连通喷头朝下的布气装置(3)并伸入药液区(4)内药液液面以下，所述进气管(1)上设置进气管阀门(2)，所述排放区(7)顶部的排气口连通排气管(9)，所述排气管(9)上设置排气管阀门(8)，所述进气管(1)和排气管(9)通过旁通管(10)在反应器(30)外部连通，所述旁通管(10)上设置旁通管阀门(11)；所述药液区(4)侧壁的回流出口(31)通过回流管(12)连通外部静态混合器(15)的回流入口，所述回流管(12)上设置回流管阀门(13)和回流泵(14)，设置进药管(18)连通所述静态混合器(15)的进药入口，所述进药管(18)上设置进药泵(19)，所述静态混合器(15)的出口通过管道连通所述反应器(30)排放区(7)顶部的喷头朝下的布水装置(16)；所述药液区(4)设有液位计和pH计控制阀门流量。...

【技术特征摘要】
1.一种污泥热水解工艺气处理装置，其特征在于：包括反应器(30)、工艺气管路、药液管路；所述反应器(30)自上而下分别为相通的顶部排放区(7)、中部反应区(6)和底部药液区(4)，所述反应区(6)底部设置穿孔隔板(5)与所述药液区(4)隔开，所述穿孔隔板(5)底面垂直固定挡板(17)、所述挡板(17)伸入药液区(4)内，所述反应区(6)在穿孔隔板(5)上均匀填充砾石颗粒填料，所述药液区(4)底部入水口连通补水管(22)、最底端排液出口连通放空管(20)，所述补水管(22)和放空管(20)上分别设置补水管阀门(23)和放空管阀门(21)；所述工艺气管路包括进气管(1)、排气管(9)和旁通管(10)，所述进气管(1)的出气口连通喷头朝下的布气装置(3)并伸入药液区(4)内药液液面以下，所述进气管(1)上设置进气管阀门(2)，所述排放区(7)顶部的排气口连通排气管(9)，所述排气管(9)上设置排气管阀门(8)，所述进气管(1)和排气管(9)通过旁通管(10)在反应器(30)外部连通，所述旁通管(10)上设置旁通管阀门(11)；所述药液区(4)侧壁的回流出口(31)通过回流管(12)连通外部静态混合器(15)的回流入口，所述回流管(12)上设置回流管阀门(13)和回流泵(14)，设置进药管(18)连通所述静态混合器(15)的进药入口，所述进药管(18)上设置进药泵(19)，所述静态混合器(15)的出口通过管道连通所述反应器(30)排放区(7)顶部的喷头朝下的布水装置(16)；所述药液区(4)设有液位计和pH计控制阀门流量。2.根据权利要求1所述的一种污泥热水解工艺气处理装置，其特征在于，所述砾石颗粒的粒径为20-30mm，所述穿孔隔板(5)的穿孔孔径为砾石颗粒填料平均粒径的70％，开孔率>40％，所述穿孔隔板(5)均匀布满开孔。3.根据权利要求1所述的一种污泥热水解工艺气处理装置，其特征在于，所述反应器(30)为密闭承压容器，包括顶盖(29)、罐体和底盖(26)，所述顶盖(29)为平顶或圆顶、底盖(26)为圆底、罐体为圆柱形，所述顶盖(29)和底盖(26)的高度均不超过中间圆柱罐体高度的1/5。4.根据权利要求3所述的一种污泥热水解工艺气处理装置，其特征在于，所述罐体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜强强，戴明华，温瑛，黄鸥，李振川，王平，
申请(专利权)人：北京市市政工程设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11