一种生物质污泥处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种生物质污泥处理系统，包括依次连接的水热处理单元、换热除砂单元、厌氧消化单元和蒸汽发生单元，所述换热除砂单元包括前后连接的热交换器和除砂器，其中，热交换器与水热处理单元连接，除砂器与厌氧消化单元连接，该处理系统最大限度的实现了生物质污泥的无害化和资源化处理，并且省时省力，效率高，成本低，避免二次污染。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种对生物质污泥进行处理的系统。
技术介绍
生物质污泥中除了含有大量的生物质外，还含有许多无机质，其含水率也较高，通常都在80%以上。这些生物质中含有大量的碳水化合物、蛋白质、脂肪等，极易变质腐烂，处理不当还会产生许多恶臭的气体和渗滤液，还可能会产生大量毒素和孳生致病微生物等，严重危害到生态系统和人类健康。目前已有将水热处理工艺应用于污泥处理中的做法，比如申请号为201120352901.9的技术即公布了一种基于水热处理的污泥处理系统，包括前处理单元、水热单元、冷却及脱水单元、水处理单元、蒸汽发生单元和沼气提纯单元，其中，水热单元由依次连接的均质罐、浆化反应器、水热反应器和闪蒸反应器构成，所述冷却及脱水单元由依次连接的冷却器和压滤机构成，即，冷却及脱水单元是对经过水热处理之后的污泥进行降温和固液分离，之后，不含悬浮物的清液进入水处理单元进行处理，固体物(也就是泥饼)则制成生物质燃料供锅炉使用，热量不足的部分由厌氧反应器产生的沼气来补充，多余的沼气则进行提纯，压缩后制成CNG外供。这种水热处理与厌氧消化处理的简单结合，虽然在一定程度上能够解决污泥的脱水问题，但其仍然存在许多缺点，其主要的缺点如下(I)水热处理后的污泥被 简单地分为固体与液体两部分，使得污泥中相当一部分没有水解的有机质随泥沙一起被去除，不仅减少了后续厌氧生物处理单元的沼气产量，还增加了需要处置的固体废物量，而且这样脱水泥饼因含有大量泥沙和水分，其热值较低，其净热值远远不足以提供给水热系统所需的蒸汽量。(2)脱水后的泥饼需要掺加大量植物秸杆或煤粉等燃料送入锅炉后才能燃烧，并且在燃烧过程中会产生大量气体污染物和粉尘，对周围环境造成二次污染。(3)由于泥沙中既含有无机质又含有机质固体，其必须使用脱水机械进行脱水才能达到降低含水率的目的，不仅投资大，而且脱水过程费时费力，脱水效率低，成本高。(4)厌氧反应器产生出来的沼气未能就地很好的利用，经济效益不佳，资源化利用水平较低。
技术实现思路
针对上述不足，本技术提供一种能够有效地将污泥分离出无机部分和有机部分，最大限度的实现生物质污泥无害化和资源化的处理系统。本技术是通过这样的技术方案来实现的一种生物质污泥处理系统，包括依次连接的水热处理单元、换热除砂单元、厌氧消化单元和蒸汽发生单元，所述换热除砂单元包括前后连接的热交换器和除砂器，其中，热交换器与水热处理单元连接，除砂器与厌氧消化单元连接。所述除砂器为旋流除砂器，它包括圆锥形外筒、位于圆锥形外筒的尖端的泥砂出口、位于圆锥形外筒平底端的切向进料口和位于圆锥形平底端中央的轴向液体出口，其中的切向进料口和轴向液体出口分别与热交换器和厌氧消化单元连接，从水热处理单元出来的热污泥通过进料口进入到圆锥形外筒并作旋流运动，在离心力的作用下，污泥中的泥沙等不溶性无机物因比重较大，被甩到元锥形外筒内壁之上并朝着圆锥形外筒的尖端移动，最终从泥砂出口排出，而水和不溶性有机质则因其比重较小得以保留，并经液体出口进入到厌氧消化单元；该除砂器也可以为离心分离机。所述水热处理单元包括依次连接的混合搅拌罐、水热反应器和闪蒸罐，所述热交换器与该闪蒸罐连接。所述厌氧消化单元为厌氧消化罐和沼气储柜，厌氧消化罐的进料口与除砂器的液体出口连接、沼气出口通过沼气储柜与蒸汽发生单元连接，为蒸汽发生单元供给沼气，沼气储柜用以储存厌氧消化所生成的沼气。所述蒸汽发生单元包括依次连接的沼气脱硫设备、沼气锅炉和软化水设备，所述沼气脱硫设备的进气端与厌氧消化单元的沼气储柜连接，出气端与沼气锅炉的燃料进口连接，沼气锅炉的另一端与水热反应器连接，为水热反应器提供蒸汽。所述厌氧消化罐通过热交换器与混合搅拌罐的前端连通，使得厌氧消化后的剩余污泥经热交换器加热后，掺入到混合搅拌罐中的污泥中被一并处理，并且起到预热的作用。所述水热反应器的顶部设置不凝气排放口和安全阀，以保证水热反应的安全进行。由于采用了上述结构，本技术的有益效果如下(I)除砂器将污泥有效地分离成无机部分和有机部分，其中，无机物在其自身重力作用下从泥沙出口排出，有机部分和水则通过液体出口进入到厌氧消化单元中，避免了现有技术中相当一部分没有水解到的有机质随泥沙一起被去除，从而最大限度地把尚未水解的不溶性有机质保留在系统中，最大限度地开发生物质污泥产出甲烷的潜力。(2)经热交换器和除砂器处理后的生物质污泥得到了充分水解并降低了粘度和泥沙含量，更适宜进行厌氧消化处理，而且克服了现有技术中对污泥的脱水处理以及对脱水后的泥饼进行进一步处理所带来的效率低、能耗高和污染大等缺陷；并且，厌氧消化单元中的泥沙含量大幅降低，从而有效降低了厌氧消化搅拌所需的能耗。(3)没有充分水解、仍以固体形态存在的有机质，以及厌氧消化新生成的生物污泥，在系统内循环并反复进行水热处理、除砂处理和厌氧消化处理，从而最大限度地提高了有机质的转化率。(4)省去了现有技术中的脱水单元，省时省力效率高，成本低，也避免了二次污染。(5)厌氧消化所产生的沼气就地为水热反应器供热，相比于现有技术而言，节省了沼气制成CNG后再利用所需的提纯和压缩以及输送过程所产生的成本，其热值回收利用使系统的热量消耗降至最低。(6)污泥中的有机质有效转化为沼气，作为清洁能源使用，而除此之外系统只有除砂器所分离出来的以泥沙为主的不溶性无机物需要做最终处置，其基本不含有其他污染物，且以经过高温消毒，无害化程度高，资源利用率高。 附图说明图1为本案生物质污泥处理系统的结构框图。图2为除砂器的结构示意图。具体实施方式为了更加清楚地理解本技术的目的、技术方案及有益效果，以下结合附图对本技术做进一步的说明，但并不将本技术的保护范围限定在以下实施例中。如图1和图2所示，一种生物质污泥处理系统，包括依次连接的水热处理单元、换热除砂单元、厌氧消化单元和蒸汽发生单元，所述换热除砂单元包括前后连接的热交换器和除砂器，其中，热交换器与水热处理单元连接，除砂器与厌氧消化单元连接，经水热处理单元处理后的生物质污泥经过热交换器，自身温度得以降低，根据不同的设计，其温度可降为55 60°C或35 40°C，随后进入到除砂器中，污泥中的泥沙等不溶性无机物因其自身比重较大，在离心力的作用下被去除，而水和不溶性有机质则因比重较小得以保留并进入下一个处理环节，从而达到降低生物质污泥的温度并除去其中的泥沙等不溶性无机物的目的，上述热交换器可以是化工或水处理行业中常用的热交换器。所述除砂器为旋流除砂器，包括圆锥形外筒2、位于圆锥形外筒2尖端的泥砂出口1、位于圆锥形外筒2平底端的切向进料口 4和位于圆锥形平底端中央的轴向液体出口 3，其中的切向进料口 4和轴向液体出口 3分别与热交换器和厌氧消化单元连接，经除砂器处理后的泥沙等不溶性无机物从泥沙出口 I排出，可经堆放暂存、浙干水分后外运，或作填埋处置，或送往制砖厂或混凝土搅拌厂回收利用；而水和有机质则通过液体出口进入到厌氧消化单元。所述水热处理单元包括依次连接的混合搅拌罐、水热反应器和闪蒸罐，所述热交换器与该闪蒸罐连接，其中，每一设备均可以单台，也可以为多台，如果为多台时，可采用串联或并联的连接方式。该单元对生物质污泥中的有机质进行高温高压热水解处理，其过程是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质污泥处理系统，其特征在于：包括依次连接的水热处理单元、换热除砂单元、厌氧消化单元和蒸汽发生单元，所述换热除砂单元包括前后连接的热交换器和除砂器，其中，热交换器与水热处理单元连接，除砂器与厌氧消化单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种生物质污泥处理系统，其特征在于包括依次连接的水热处理单元、换热除砂单元、厌氧消化单元和蒸汽发生单元，所述换热除砂单元包括前后连接的热交换器和除砂器，其中，热交换器与水热处理单元连接，除砂器与厌氧消化单元连接。2.如权利要求1所述的生物质污泥处理系统，其特征在于所述除砂器为旋流除砂器，包括圆锥形外筒、位于圆锥形外筒尖端的泥砂出口、位于圆锥形外筒平底端的切向进料口和位于圆锥形平底端中央的轴向液体出口，其中的切向进料口和轴向液体出口分别与热交换器和厌氧消化单元连接。3.如权利要求1或2所述的生物质污泥处理系统，其特征在于所述水热处理单元包括依次连接的混合搅拌罐、水热反应器和闪蒸罐，所述热交换器与该闪蒸罐连...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳志军，谢非，
申请(专利权)人：四川深蓝环保科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：