[发明专利]一种多循环多级厌氧消化系统及其应用

说明书

技术领域

本发明属于污泥资源化处理领域，涉及一种多循环多级厌氧消化系统。

背景技术

我国兴建了大量污水处理厂，截至2009年，全国已建有城镇污水处理厂1792座，处理能力达9904万m³/d，平均运行负荷率为81.27％。在这些污水处理厂的建设和运行对城市污染负荷的削减起到了重要作用的同时，污水处理过程中副产物城市污泥量也日益增加。目前，全国年产湿污泥已近3000万吨(含水率80％)，污泥处理处置的中心已从简单的填埋转向以资源化为主的土地利用。而在污泥进行土地利用前需要对污泥进行稳定化处理，回收污泥中含有的大量的生物质能，厌氧发酵是污泥稳定化的重要措施之一，不仅过程所需能量较低，还可回收污泥中生物质能，是一种非常有应用前景的污泥资源化技术。本发明从微生物生长特点、有机物溶解规律等方面着手，采用的三级厌氧消化耦合循环回流技术为厌氧消化微生物提供充足底物，增加产气量，缩短污泥厌氧发酵时间，从而推动污泥厌氧消化技术的广泛应用，实现污泥资源化利用。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术中缺陷而提供一种多循环多级厌氧消化系统。该系统针对我国污泥厌氧消化产气量少、产气不稳定，难于应用厌氧稳定工艺对其进行处理等缺陷，能有效提升三级厌氧消化及产气效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种厌氧消化系统，包括一级厌氧消化反应器、第一循环系统、二级厌氧消化反应器、第二循环系统和三级厌氧消化反应器，其中，所述的一级厌氧消化器和二级厌氧消化反应器之间设有第一循环系统，所述的二级厌氧反应器和三级厌氧消化反应器之间设有第二循环系统。

所述的一级厌氧消化反应器的下端设有第一出料口，上端设有第一进料口。

所述的二级厌氧消化反应器下端设有第二进料口和第三出料口，二级厌氧消化反应器上端设立第二出料口和第三进料口。

所述的三级厌氧消化反应器下端设有第四进料口和第五出料口，三级厌氧消化反应器上端设有第四出料口和出气口。

所述的一级厌氧消化反应器上端第一进料口与污泥调配池相连。

所述的第一循环系统是指在一级厌氧消化反应器和二级厌氧消化反应器之间通过一级厌氧消化反应器上端的第一进料口和二级厌氧消化反应器上端的第二出料口经污泥泵相连，一级厌氧消化反应器下端的第一出料口和二级厌氧消化反应器下端的第二进料口相连所构成的循环回流体系。

所述的第二循环系统是指在二级厌氧消化反应器和三级厌氧消化反应器之间通过二级厌氧消化反应器上端的第三进料口与三级厌氧消化反应器上端的第四出料口经污泥泵相连，二级厌氧消化反应器下端的第三出料口和三级厌氧消化反应器下端的第四进料口相连所构成的循环回流体系。

所述的三级厌氧消化反应器的第五出料口与集泥池相连，三级厌氧消化器的出气口与沼气池相连。

所述的厌氧消化系统还包括预处理装置。

所述的预处理装置选自碱解强化处理装置、加热处理装置或微波强化装置。

所述的碱解强化处理装置包括碱解池和静置池。

所述的预处理装置的下端和上端分别与一级厌氧消化反应器(1)的预处理出料口和预处理进料口相连。

一种上述厌氧消化系统用作污泥处理的应用，包含以下步骤：

(1)将污泥从污泥调配池由第一进料口通过污泥泵泵入一级厌氧消化反应器(1)中，然后从第一出料口出料至二级厌氧消化池中；

(2)从二级厌氧消化反应器第二出料口中出料循环回流至一级厌氧消化反应器中，从二级厌氧消化反应器第三出料口出料至三级厌氧消化池中；

(3)然后通过三级厌氧消化反应器第四出料口出料至二级厌氧消化反应器中，并通过三级厌氧消化反应器第五出料口出料至集泥池中。

所述的污泥厌氧消化系统中各级每日回流处理量为所在级厌氧消化反应器有效体积的3％～30％。

所述的厌氧消化污泥包括初沉污泥和剩余污泥，其挥发性有机固体浓度(VS)占总固体浓度(TS)的比例(VS/TS)的范围是20％～75％，含水率范围为88％～98％。