基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置及其使用方法，包括缓冲仓、浆化罐、热水解反应罐、闪蒸罐、稀释换热单元、厌氧序批式反应罐、错流过滤膜组件、脱水装置、蒸汽锅炉，其充分利用热水解污泥良好的固液分离特性，设计了适用的序批式运行的厌氧消化反应器，并选取了适合的膜材料，构建了消化反应器外接独立的错流过滤膜组件，强化了消化出料的固液分离性能，使消化出料由固液混合物变为澄清的滤液，实现了热水解污泥厌氧消化水力停留时间和固体停留时间的有效分离，大幅提高了固体有机物的消化停留时间和转化程度，从而减少消化污泥的深度脱水处理量，进而规避了脱水药剂对消化滤液的碱度消耗。

Sequencing batch anaerobic digester based on thermolysis and membrane separation and its application

The invention relates to a sequencing batch anaerobic digestion device based on thermolysis and membrane separation and its use method, which comprises a buffer bin, a slurry tank, a thermolysis reaction tank, a flash tank, a dilution heat exchange unit, an anaerobic sequencing batch reaction tank, a cross flow filter membrane component, a dehydration device and a steam boiler, which makes full use of the good solid-liquid separation characteristics of the thermolysis sludge and designs a suitable sequencing batch A new type of anaerobic digestion reactor with suitable membrane materials is constructed, which is connected with an independent cross flow membrane module outside the digestion reactor, which enhances the solid-liquid separation performance of the digestion effluent and makes the digestion effluent change from a solid-liquid mixture to a clarified filtrate, thus realizing the effective separation of the hydraulic retention time and solid retention time of the anaerobic digestion of the hot-water sewage sludge and greatly improving the solid retention time The digestion retention time and conversion degree of organics can reduce the amount of deep dehydration treatment of digested sludge, thus avoiding the consumption of alkalinity of the dehydrating agent on the digested filtrate.

【技术实现步骤摘要】
基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置及其使用方法
本专利技术涉及污泥处理
，尤其涉及一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置及其使用方法。
技术介绍
高级厌氧消化技术是在传统厌氧消化技术的基础上结合热水解技术而成。污泥经过高温高压的热水解处理后，污泥的絮体相继解体，细胞破碎，粒径减小，粘度降低，使得污泥的流动性明显变好，固液分离效果显著改善。热水解处理后的污泥进行厌氧发酵，产气率大幅增加，污泥减量化率达到70％，污泥作为资源化利用产品的品质也大幅提高。时至今日，高级厌氧消化技术的商业化推广已有20年。目前，世界上大约有75座高级厌氧消化工程，其中39座已正式运行，其他工程正处于不同的设计和施工阶段。每年通过或将要通过高级厌氧消化技术进行处理的污泥干物质总量约为165万吨。热水解预处理极大地改善了污泥的理化性质，使得厌氧消化的负荷得以提升，反应器得到有效减容。但是，目前的高级厌氧消化体系中采用的仍是传统的消化工艺，其存在的缺点主要表现在：(1)有机负荷仍相对较低；(2)停留时间还是相对较长(3)反应器容积仍然较大，传统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置，其特征在于，该装置包括污泥缓存仓(1)、浆化罐(2)、热水解反应罐(3)、闪蒸罐(4)、厌氧序批式反应罐(5)、错流过滤膜组件(6)、膜组件产水隔膜泵(7)、消化上清液循环隔膜泵(8)、矿化污泥脱水系统(9)、沼气柜(10)、厌氧消化进泥螺杆泵(11)、热水解污泥换热系统(12)、沼气锅炉(13)、热水解进泥螺杆泵(14)、浆化进泥柱塞泵(15)、中控系统(16)；其中，污泥缓存仓通过浆化进泥柱塞泵连接浆化罐上部侧面的预脱水污泥进口；所述浆化罐顶部设有与厌氧序批式反应罐连接的热水解工艺气出口，底部侧面设热水解工艺气进口，所述热水解工艺气进口分别与...

【技术特征摘要】
1.一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置，其特征在于，该装置包括污泥缓存仓(1)、浆化罐(2)、热水解反应罐(3)、闪蒸罐(4)、厌氧序批式反应罐(5)、错流过滤膜组件(6)、膜组件产水隔膜泵(7)、消化上清液循环隔膜泵(8)、矿化污泥脱水系统(9)、沼气柜(10)、厌氧消化进泥螺杆泵(11)、热水解污泥换热系统(12)、沼气锅炉(13)、热水解进泥螺杆泵(14)、浆化进泥柱塞泵(15)、中控系统(16)；其中，污泥缓存仓通过浆化进泥柱塞泵连接浆化罐上部侧面的预脱水污泥进口；所述浆化罐顶部设有与厌氧序批式反应罐连接的热水解工艺气出口，底部侧面设热水解工艺气进口，所述热水解工艺气进口分别与热水解反应罐和闪蒸罐连接；所述浆化罐底部还设浆化污泥出口，该浆化污泥出口通过热水解进泥螺杆泵组与热水解反应罐连接，所述热水解反应罐与闪蒸罐相连接；所述热水解反应罐底部设有与沼气锅炉连接的饱和蒸汽进口，所述沼气锅炉的沼气进口与沼气柜沼气出口连接；所述沼气柜设有与厌氧序批式反应罐顶部侧面沼气出口连接的沼气进口；所述闪蒸罐底部设有与热水解污泥换热系统连接的闪蒸污泥出口，热水解污泥换热系统设有换热系统热水解污泥出口，该换热系统热水解污泥出口与厌氧消化进泥螺杆泵的进泥螺杆泵热水解污泥进口连接；所述厌氧消化进泥螺杆泵设有进泥螺杆泵热水解污泥出口，该进泥螺杆泵热水解污泥出口与厌氧序批式反应罐底部侧面的反应罐热水解污泥进口连接；所述厌氧序批式反应罐侧面设有不同高度的消化污泥或清液出口，该消化污泥或清液出口分别与错流过滤膜组件和消化上清液循环隔膜泵组连接；所述厌氧序批式反应罐底部设有与矿化污泥脱水系统连接的矿化污泥出口；所述矿化污泥脱水系统的底部还设有脱水滤液出口；所述消化上清液循环隔膜泵的出口与错流过滤膜组件的膜管体的上清液进口连接；所述膜组件产水隔膜泵的进口与错流过滤膜组件底部的膜出水出口连接，所述膜组件产水隔膜泵还设置有膜过滤液出口；所述中控系统分别与污泥缓存仓、浆化罐、热水解反应罐、闪蒸罐、厌氧序批式反应罐、错流过滤膜组件、膜组件产水隔膜泵、消化上清液循环隔膜泵、矿化污泥脱水系统、沼气柜、厌氧消化进泥螺杆泵、热水解污泥换热系统、沼气锅炉、热水解进泥螺杆泵、浆化进泥柱塞泵控制连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置，其特征在于，所述污泥缓存仓为锥斗型结构的碳钢材质圆柱密封罐体；所述浆化罐、闪蒸罐、厌氧序批式反应罐均为圆柱形不锈钢常压密封罐体；所述热水解反应罐为圆柱形不锈钢压力密封罐体，该圆柱形不锈钢密封罐体的设计压力为1.2MPa-1.6MPa；所述错流过滤膜组件包括膜管体和内置膜丝，膜管体用于支撑膜丝，并为厌氧序批式反应罐内上清液提供细长的循环通道；所述膜组件产水隔膜泵、消化上清液循环隔膜泵均为电动隔膜泵；所述热水解污泥换热系统为套管式换热器，内管为热水解污泥通道，外管为冷却水通道。


3.根据权利要求2所述的一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置，其特征在于，所述中控系统包括控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器均与控制器数据信号连接；所述第一温度传感器和第二温度传感器分别设置于热水解反应罐、闪蒸罐与浆化罐连接的高温蒸汽管路上，用于实时监测热水解反应罐、闪蒸罐的高温蒸汽的温度信号，并将监测的温度信号发送至控制器；所述第三温度传感器设置于稀释换热单元中，用于实时监测稀释换热单元对闪蒸罐中的热水解污泥进行稀释和换热的污泥温度信号，并将监测的污泥温度信号发送至控制器；所述第四温度传感器设置于厌氧序批式反应罐内用于实时监测厌氧发酵反应的温度信号，并将监测的信号发送至控制器；控制器将接收到的实时温度信号经数据转换后存储于存储模块中，并与相应的预设阈值进行比较，并将比较的结果存储于存储模块中。


4.根据权利要求3所述的一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置，其特征在于，所述厌氧序批式反应罐的可燃气出气口上设置有与控制器数据信号连接的可燃气浓度传感器、流量传感器，用于实时监测可燃气出气口的可燃气浓度信号和可燃气流量信号，并将监测的信号发送至控制器；所述可燃气出气口上还设置有流量调节阀；所述控制器与流量调节阀控制连接；所述控制器根据可燃气浓度传感器与流量传感器发送的实时监测信号，经数据转换后存储于所述存储模块中，并与相应的预设阈值进行比较，并将比较的结果存储于存储模块中，根据比较结果控制流量调节阀的调节量。


5.根据权利要求4所述的一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置，其特征在于，所述厌氧序批式反应罐内设置有搅拌器，所述搅拌器与控制器相连接；所述中控系统还包括与控制器相连接的计时器。


6.根据权利要求5所述的一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置，其特征在于，所述矿化污泥排出口上设置有排出挡板，所述排出挡板上设置有与控制器相连接的压力传感器，用于实时监测排出挡板的矿化污泥压力信号，并将实时监测的压力信号发送至控制器；控制器将接收到的实时压力监测信号，经数据转换后存储于所述存储模块中，并与相应的预设阈值进行比较，并将比较的结果存储于存储模块中，根据比较的结果控制排出挡板自动启闭。


7.根据权利要求1或2所述的一种基于热水解和膜分离的序批式厌氧消化装置，其特征在于，所述中控系统包括控制器、设置在污泥缓存仓内的第一液位传感器、设置在浆化罐内的第二液位传感器和第一气体压力传感器、设置在闪蒸罐内的第三液位传感器和第二气体压力传感器、设置在厌氧序批式反应罐内的第四液位传感器和第三气体压力传感器、设置在错流过滤膜组件内的自动加药控制单元和自动水洗单元、设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，张含，王佳伟，蒋勇，文洋，李烨，刘垚，
申请(专利权)人：北京城市排水集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11