本发明专利技术提供了一种城市污泥处理方法，包括如下步骤：加热浓缩污泥至45～55℃后进入高温水解酸化反应器中在pH为6.5-7.5、温度为40～55℃条件下进行温水解厌氧消化反应2～5天，得水解酸化产物；将水解酸化产物的温度降为35-40℃后，进入中温产甲烷消化反应器在温度为35～38℃条件下进行中温水解厌氧消化反应10～17天，得沼气和消化污泥；将沼气进行脱硫处理；将消化污泥进行脱水，产生脱水污泥和消化液。本发明专利技术的方法充分实现了城市污泥处理的资源化、减量化和无害化。本发明专利技术还公开了一种城市污泥处理设备，包括中温产甲烷消化反应器、脱水机、脱硫塔以及高温水解酸化反应器和热交换器，高温水解酸化反应器上设有加热器。设备整体结构简单，易于实现。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种城市污泥处理方法及其设备，特别涉及城市污水处理厂的初沉污泥、剩余污泥以及化学污泥的资源化、减量化、无害化处理方法。
技术介绍
随着我国城市污水处理厂建设力度加大，城市污水处理率快速提高，城市污泥的产生量激增，污泥的处理、处置问题日益突出。目前我国多数城市污水处理厂对污泥的处理多采用浓缩、脱水后外运填埋或用作农肥。城市污泥中的生物质能没得到充分利用，造成了资源、能源的浪费。相比较其他污泥处理技术，采用厌氧消化技术不但可以实现污泥的减量化、稳定化，而且产生的沼气通过发电、带动鼓风机等途径还可以用于补偿污水厂的能耗。污泥的厌氧消化工艺是目前最可行的污泥处理工艺之一，污泥经厌氧消化后，体积大幅度减小，脱水性能大大提高，可实现污泥的减量化和稳定化。欧洲的城市污水处理厂 80%以上均采用厌氧消化工艺处理污泥，产生的沼气全部用于发电，一般可以满足污水处理厂50%以上的自用电量需求，有的可以达到完全的能源自给。我国目前仅有不到5 %的城市污水厂采用了污泥厌氧消化工艺，而在这为数不多的污泥厌氧消化工艺又存在技术水平低，污泥处理效果差，处理效能低下，沼气利用率低等一系列问题。因此，改善污泥的厌氧消化潜能，开发新型高效厌氧消化工艺技术路线，提高污泥处理效率及处理效果，是我国污水污泥处理领域面临的急迫问题。
技术实现思路
本专利技术要解决城市污泥处理方法的污泥处理效率低、效果差的技术问题，并同时提供一种城市污泥处理设备。为解决上述技术问题，本专利技术提出如下技术方案本专利技术的城市污泥处理方法，包括如下步骤第一步浓缩待处理的污泥成为浓缩污泥，将浓缩污泥加热至45 55°C后进入高温水解酸化反应器中进行水解酸化反应；高温水解酸化反应器内的PH控制在6. 5-7. 5，温度维持在40 55°C，污泥在高温水解酸化反应器内停留2 5天，获得水解酸化产物；第二步将第一步获得的水解酸化产物的温度降为35-40°C后，进入中温产甲烷消化反应器进行水解酸化反应，中温产甲烷消化反应器内温度维持在35 38°C，水解酸化产物在中温产甲烷消化反应器内停留10 17天，产生沼气和消化污泥；第三步将第二步产生的沼气进行脱硫处理；第四步将第二步产生的消化污泥进行脱水至含水率60%以下，产生脱水污泥和消化液。本专利技术的城市污泥处理设备，包括用于使污泥在其中进行产生沼气和消化污泥反应的中温产甲烷消化反应器、用于使消化污泥在其中脱水的脱水机以及用于使沼气在其中脱硫的脱硫塔，其中所述中温产甲烷消化反应器上设有保温器，所述城市污泥处理设备还包括高温水解酸化反应器和热交换器，高温水解酸化反应器用于使污泥在其中进行水解酸化反应，该高温水解酸化反应器上设有加热器；热交换器用于加热待处理的污泥，以及使由所述高温水解酸化反应器输出的水解酸化产物降温。由上述技术方案知，本专利技术的城市污泥处理方法具有如下优点和积极效果1.本专利技术的方法中将浓缩污泥的厌氧消化过程分为两个阶段，第一个阶段为高温水解酸化，第二个阶段是中温产甲烷消化。在实现温度分级的同时，优化了不同微生物的代谢条件，实现了生物分相。经高温水解酸化后，污泥中微生物细胞壁的破壁率大为提高，从而能充分地将细胞内的有机物释放出来，有利于接下来的中温产甲烷消化反应，保证了甲烷化微生物的优化，从而大幅度提高了浓缩污泥中有机物的降解率和甲烷的产量，经实验验证有机物降解率大于50%，沼气产率提高30%。实现了污泥的高能量回收率。2.经高温水解酸化和中温产甲烷消化两个阶段的消化反应所产生的消化污泥的脱水性能大为提高，从而简化了后续的脱水工艺，并且脱水后的污泥含水率可达到60%以下。3.本专利技术的方法中，在40 55°C的高温水解厌氧消化反应过程中，可杀灭致病菌，保证了泥饼达到土地利用的卫生无害化要求；同时可缩短消化时间，经实验验证相比于传统的处理方法消化时间缩短25%。本专利技术的城市污泥处理设备为本专利技术的方法的实施提供了良好的保障，并且设备整体结构简单，易于实现。说明书附1是本专利技术的城市污泥处理设备的结构示意图。 具体实施例方式本专利技术的城市污泥处理方法的总体专利技术构思在于专利技术人经过多年潜心研究，认为目前的城市污泥处理效果差的主要原因在于，污泥中微生物细胞壁呈半刚性结构，属于生物难降解物质，严重阻碍了细胞内易降解物质的溶出和水解，从而影响了污泥厌氧消化的降解速率。因此本专利技术的方法着重从打破微生物细胞壁入手，再辅以其他的技术手段来改善污泥的厌氧消化潜能，开发新型高效的污泥处理方法，提高污泥处理效率及稳定化水平。下面将详细描述本专利技术的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。实施例1污水处理厂的初沉污泥与剩余污泥混合浓缩后污泥量为250吨/天(含水率 96%)，干固体含量为10，000千克/天。使用本专利技术的城市污泥处理方法进行处理，包括如下步骤第一步骤，初沉污泥与剩余污泥等需要处理的污泥，首先进行预处理(预处理与现有技术相同包括均质等)形成浓缩污泥(含水率92%左右)，浓缩污泥首先经热交换器 7加热后温度升至55°C ；接着，将高温浓缩污泥泵入有效容积为392m3的圆柱形高温水解酸化反应器5中，进行高温水解酸化反应，在此过程中，由加热器6对高温水解酸化反应器5 加热并保温，使其温度保持在50°C，提供厌氧消化所需的热量，高温水解酸化反应器5内的污泥的PH值控制在7，反应时间为3天，获得水解酸化产物；该步骤中，关于PH值的控制当检验到高温水解酸化反应器内的污泥的PH值偏酸性时，可以通过快速排泥，快速补充浓缩污泥的方式使高温水解酸化反应器内的污泥的PH 值回复到中性。通常，高温水解酸化反应器内的污泥的PH值不会呈偏碱性。高温水解酸化反应器和中温产甲烷反应器分别为了给产酸菌和产甲烷菌提供各自的最佳生长环境，产酸、产气两相厌氧消化分别在两个反应器中进行。第二步骤，将上述第一步骤获得的水解酸化产物的温度降低至40°C后，将其泵入有效容积为1567. 5m3的中温产甲烷反应器1中，进行甲烷化反应(即中温产甲烷消化)，反应过程中，由保温器4对中温产甲烷反应器1进行加热及保温，使其内温度保持在35°C，提供厌氧消化所需的热量，水解酸化产物在该中温产甲烷反应器1中的反应时间为12天，最终产生沼气和消化污泥。温度分级第一级采用高温水解酸化反应器，实现细胞壁破壁，释放内容物，并强化内容物和多糖类物质的水解和酸化，从而保证有机物的降解率。第二级采用中温产甲烷反应器，实现产乙酸和产甲烷。生物分相第一级在高温下运行，温度在40 50°C之间，该温度适合水解酸化细菌生长，抑制产甲烷细菌生长。第二级控制在35 38°C之间，适合产甲烷菌生长。通过温度分级自然形成了生物分相，不同微生物在各自最佳的环境下生长。因此高温水解酸化反应器可以使微生物细胞更好的破壁。有机物含量为55%的浓缩污泥，经上述两个步骤处理后，有机物降解率为50%左右；同时污泥降解量为2750千克/天，沼气产量为2210m3/d(立方米/天)，即每立方浓缩污泥(96%含水率)产生8. 46m3沼气。相对于传统的城市污泥处理方法，消化时间可缩短 25%左右，同时减小了中温产甲烷反应器的容积，增加了产沼气的效率。在上述两个步骤中，由于待处理的浓缩污泥需要加温，而高温水解酸化反本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种城市污泥处理方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：浓缩待处理的污泥成为浓缩污泥，将浓缩污泥加热至４５～５５℃后进入高温水解酸化反应器中进行水解酸化反应；高温水解酸化反应器内的ｐＨ控制在６．５－７．５，温度维持在４０～５５℃，污泥在高温水解酸化反应器内停留２～５天，获得水解酸化产物；第二步：将第一步获得的水解酸化产物的温度降为３５－４０℃后，进入中温产甲烷消化反应器进行厌氧消化反应，中温产甲烷消化反应器内温度维持在３５～３８℃，水解酸化产物在中温产甲烷消化反应器内停留１０～１７天，产生沼气和消化污泥；第三步：将第二步产生的沼气进行脱硫处理；第四步：将第二步产生的消化污泥进行脱水至含水率６０％以下，产生脱水污泥和消化液。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李彩斌，邵凯，王立宁，
申请(专利权)人：北京中持绿色能源环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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