一种污泥自热高温好氧消化方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种污泥自热高温好氧消化方法及其装置。该装置在所述污泥回流管连接反应器的位置，污泥回流管内放置有曝气管，曝气管为两端封闭结构，曝气管的侧面与鼓风机的进气管连通，曝气管开有用于曝气的曝气孔。当回流污泥流经设置有瀑气管的这一段回流污泥管道时被充分曝气，通过回流污泥在系统内部的不断循环，最终达到使反应器内部所有污泥被充分均匀曝气的目的。不仅使空气与污泥能更好地混合，加速好氧消化菌的繁殖与生长，提高污泥消化的效率，均质效果更好，运行费用更低，并提高了曝气效率，节省能源费用。本发明专利技术可在３～６天内，减少污泥中挥发性有机物４５％以上，病原菌数量减少９９％以上；污泥产品可达到Ａ级生物固体的标准。

Sludge self heating high temperature aerobic digestion method and device thereof

The invention discloses a sludge self heating high temperature aerobic digestion method and a device thereof. The device of connecting tube reactor position in the return sludge, the sludge return pipe is arranged in the aeration pipe, aeration pipe is sealed at both ends and side air inlet structure, the air blower aeration pipe pipe, aeration tube is provided with aeration holes for aeration. When the return sludge is arranged through this section of the return sludge pipeline is fully aeration tracheal organ, through the return sludge in the system within a continuous cycle, in order that all the reactor sludge is sufficiently uniform to aeration. Not only the air and the sludge are better mixed, accelerate the reproduction and growth of aerobic digestion of bacteria, improve the efficiency of sludge digestion, better homogenizing effect, lower operation cost, and improve the aeration efficiency, save energy costs. The invention can reduce more than 45% of the volatile organic compounds in the sludge in 3~6 days, reduce the number of pathogenic bacteria by more than 99%; and the sludge products can reach the standard of a class of biological solid.

【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，特别涉及一种污泥自热高温好氧消化方法及其装置。
技术介绍
我国城市污水厂每年排放湿污泥达千万吨，目前，上海、深圳已经完成了污泥处置规划编制工作，北京、天津等城市污泥处置规划正在编制过程之中。目前污泥处理方法有3种焚烧、填埋和资源化利用。焚烧和填埋都有巨大的缺陷，焚烧工艺投资巨大，易造成大气污染；国内多采用填埋，但需要占用大量的土地，同时会造成环境的二次污染。由于污水处理厂脱水污泥含水量高，大大增加了填埋渗滤液产生量，若不及时疏通，势必加重垃圾坝承载负荷，存在垮坝的危险，另一方面脱水污泥颗粒细小，极易堵塞渗滤液收集和排水管道。大量污泥进入后，由于污泥的流变性，使得场内垃圾填埋体容易变形、滑坡，成为人为沼泽地，给场区内带来极大安全隐患。填埋场为了自身的运行安全，拒绝接收污泥，此外，国内像广州这种土地再生资源很少的城市，难以长期采用垃圾填埋方式。 对污泥的资源化利用关键在于污泥的减量化、稳定化、无害化，国内现有污水处理中有污泥无害化处置设施的还不到1/4，大部分的污泥，由于没有经过这步处理，造成后续污泥脱水和处理成本很高，带来一系列环境问题。城市生活污水处理厂的设计和操作也回避了这个问题，直接用机械脱水，这造成大量的污泥、使用大量的化学药品(如絮凝剂)、需要大功率的脱水设备和很高的处理成本。这样工艺产生的污泥，给污泥后续处置带来的一系列环境问题。国内目前对污泥处理处置的问题非常关注，法规和政策等正日益与国际接轨。污泥的减量化、稳定化、无害化必然是国内未来的发展方向。自动升温好氧消化或高温好氧消化(ATAD)作为一种新型的污泥处理技术基本实现了污泥的资源化利用，在国外越来越受到广泛重视。 ATAD工艺因其较高的灭菌能力而成为美国国家联邦环保局USEPA推荐生产A级生物固体技术，USEPA在1993年发布了生物固体使用和排放的技术标准(40CFR Part 503)，其中推荐应用A级生物固体，A级生物固体必须是不含病原体和其它一些金属元素含量合格的产品，并可以用于草地和花园或包装销售。如佛罗里达州年产25.3万吨的生物固体，其中75%被资源化利用(66%被用于农业土壤使用，9%通过市场销售到达用户手里)，另外有9. 5万吨颗粒状的生物固体从其他州进口，用于农用市场。欧盟可持续发展政策也鼓励生物固体用于农田(Environment DG，2001)。 USEPA的生物固体使用和排放的技术标准(40CFR Part 503)，也优先推荐使用污泥热消化技术以达到A级生物固体的要求，其中最为引人关注的一项尖端技术为污泥的自热好氧消化(ATAD)。 ATAD污泥处理系统在USEPA Part 503技术标准颁布以来开始规模性地投入应用，工艺日益成熟，到2000年6月，有大约35个ATAD系统应用在北美(美国25个，加拿大10个)，有大约40个用在欧洲。在加拿大不列颠哥伦比亚省，ATAD污泥处理技术的科研和应用早在1976年就开始了 ， 1981年在省的镇建立了第一个中试系统，在80年代末建立了三个生产型的ATAD系统，并在UBC大学开展了更多的开发工作。 现有的ATAD工艺的曝气设备一般是在反应器底部铺设曝气管道，但是这样的曝气方式存在氧气传递效率较低，并且曝气孔容易堵塞，影响整个工艺的稳定运行的缺点。有的ATAD工艺选择纯氧曝气以提高氧气传递效率，但是纯氧曝气成本极高，难以工业化推广。 本专利技术涉及改进的空气曝气污泥自热高温好氧消化，克服了传统曝气系统的缺点，在提高氧的传质效率的同时大大降低了曝气成本。在ATAD工艺中，耐热微生物分散在污泥中，氧化其中的有机物，这是个放热的过程，释放的热维持ATAD生物反应器中的热平衡，污泥消化过程产生的热可以维持系统在恒定的温度下工作而不需要外部供热，该系统是个自供热体系。经高温处理的好氧生物固体，不含病原菌，在林地土壤施肥应用上是安全和有益的。ATAD工艺同传统好氧消化工艺比较，ATAD不仅产生巴氏杀菌生物固体，并提供有益而又稳定的最终产品，具有系统投资少，运行过程能耗少，可以减少污泥有机物含量40%以上，消化时间短(ATAD 3 6天，传统消化工艺15 20天)，和更小的消化池体积。由于ATAD工艺具有许多的实施优点，ATAD系统在世界上的应用数量快速增加，我国同样需要研究和发展该工艺来填补和满足工业上的需求。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术首先提供了一种带有改进的曝气系统的污泥自热高温好氧消化装置，提高了整个消化反应器内部气体的传质效率，并大大节省了运行的能源消耗，縮短了污泥消化的周期。 本专利技术的另一 目的在于提供一种利用上述装置进行污泥自热高温好氧消化的方法；该方法消化效果好、运行成本低、管理维护方便、能够产生A级生物固体。 本专利技术的目的通过如下技术方案实现一种污泥自热高温好氧消化装置，该装置包括至少1个反应器，所述反应器包括罐体和盖在罐体上面的盖体；所述盖体的上方设有搅拌电机、进泥口和集气口 ；所述搅拌电机伸入罐体内，搅拌电机的下端设有叶片；所述罐体内设有水浴套，水浴套紧贴罐体内壁；所述水浴套内部设有电热管；所述罐体的下方设有排泥口 ，排泥口的分支与污泥回流管相连，污泥回流管与反应器相连通，其特征在于所述污泥回流管其中一段的内部设有嵌层管，形成双层管道结构，污泥回流管与嵌层管之间形成一段圆形空腔，圆形空腔的两端为封闭结构，圆形空腔与鼓风机的进气管连通，嵌层管开有用于曝气的曝气孔。 所述装置包括N个反应器，N大于等于2，各个反应器通过污泥回流管相互连通。所述污泥回流管的直径为70 100mm，嵌层管的直径为50 70mm，嵌层管的长度为300 700mm，曝气孔为多个，曝气孔均匀分布在嵌层管上，曝气孔的形状为圆形、椭圆形、矩形或者正多边形，曝气孔直径为1 3mm。 所述嵌层管与污泥回流管为同轴线放置。 所述盖体的上方设有两个温度传感器，其中一个温度传感器伸入罐体内部，另一个温度传感器伸入水浴套内部；所述盖体的上方设有2个或2个以上的反光镜；所述罐体内的上部设有消泡丝；所述鼓风机设有转子流量计，转子流量计位于鼓风机的进气管上。 所述罐体为平底圆柱形、圆锥形或卵形。 —种利用上述包括1个反应器的装置进行污泥自热高温好氧消化的方法，该方法 包括以下操作步骤 (1)将原料污泥通过进泥口注入罐体；在水浴套内部注满水；开启搅拌电机和鼓 风机，通过转子流量计控制曝气量为0. 1 0. 4mVmin ;通过调节污泥回流管的阀门，使回 流污泥以0. 05 0. 8mVmin的流量进行循环曝气；开启电热管，调节温度至50 70°C ，开 始进行驯化反应； (2)7 10天后通过排泥口排出反应器中污泥总体积50% 80%的污泥，再加入 与排出污泥相同体积的原料污泥； (3)重复步骤(2)，直至反应器中温度达到50 7(TC，驯化反应结束； (4)在50 7(TC条件下消化反应3 6天，通过排泥口将反应器中污泥总体积 50% 80%的污泥排出，得到消化污泥；该消化污泥即可达到A级生物固体的标准。 步骤(1)所述原料污泥的悬浮固体浓度为质量百分比5% 8%和挥发性有机物 浓度为25 50g/L ;步骤(1)所述鼓风机的空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污泥自热高温好氧消化装置，该装置包括至少１个反应器，所述反应器包括罐体和盖在罐体上面的盖体；所述盖体的上方设有搅拌电机、进泥口和集气口；所述搅拌电机伸入罐体内，搅拌电机的下端设有叶片；所述罐体内设有水浴套，水浴套紧贴罐体内壁，水浴套内部设有电热管；所述罐体的下方设有排泥口，排泥口的分支与污泥回流管相连，污泥回流管与反应器相连通，其特征在于：所述污泥回流管其中一段的内部设有嵌层管，形成双层管道结构，污泥回流管与嵌层管之间形成一段圆形空腔，圆形空腔的两端为封闭结构，圆形空腔与鼓风机的进气管连通，嵌层管开有用于曝气的曝气孔。

【技术特征摘要】
一种污泥自热高温好氧消化装置，该装置包括至少1个反应器，所述反应器包括罐体和盖在罐体上面的盖体；所述盖体的上方设有搅拌电机、进泥口和集气口；所述搅拌电机伸入罐体内，搅拌电机的下端设有叶片；所述罐体内设有水浴套，水浴套紧贴罐体内壁，水浴套内部设有电热管；所述罐体的下方设有排泥口，排泥口的分支与污泥回流管相连，污泥回流管与反应器相连通，其特征在于所述污泥回流管其中一段的内部设有嵌层管，形成双层管道结构，污泥回流管与嵌层管之间形成一段圆形空腔，圆形空腔的两端为封闭结构，圆形空腔与鼓风机的进气管连通，嵌层管开有用于曝气的曝气孔。2. 根据权利要求1所述的一种污泥自热高温好氧消化装置，其特征在于所述装置包 括N个反应器，N大于等于2，各个反应器通过污泥回流管相互连通。3. 根据权利要求1所述的一种污泥自热高温好氧消化装置，其特征在于所述污泥回 流管的直径为70 100mm，嵌层管的直径为50 70mm，嵌层管的长度为300 700mm，曝气 孔为多个，曝气孔均匀分布在嵌层管上，曝气孔的形状为圆形、椭圆形、矩形或者正多边形， 曝气孔直径为1 3mm。4. 根据权利要求1所述的一种污泥自热高温好氧消化装置，其特征在于所述嵌层管 与污泥回流管为同轴线放置。5. 根据权利要求1所述的一种污泥自热高温好氧消化装置，其特征在于所述盖体的 上方设有两个温度传感器，其中一个温度传感器伸入罐体内部，另一个温度传感器伸入水 浴套内部；所述盖体的上方设有2个或2个以上的反光镜；所述罐体内的上部设有消泡丝； 所述鼓风机设有转子流量计，转子流量计位于鼓风机的进气管上。6. 根据权利要求1所述的一种污泥自热高温好氧消化装置，其特征在于所述罐体为 平底圆柱形、圆锥形或卵形。7. —种利用权利要求1所述的装置进行污泥自热高温好氧消化的方法，其特征在于 该方法包括以下操作步骤(1) 将原料污泥通过进泥口注入罐体；在水浴套内部注满水；开启搅拌电机和鼓风机， 通过转子流量计控制曝气量为0. 1 0. 4mVmin ;通过调节污泥回流管的阀门，使回流污泥 以0. 05 0. 8mVmin的流量进行循环曝气；开启电热管，调节温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗刚，陈运进，黄少斌，徐荣险，黄慧星，
申请(专利权)人：广州市污水治理有限责任公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]