[实用新型]用于污泥热水解处理的旋流式反应器

说明书

本实用新型公开了一种用于污泥热水解处理的旋流式反应器，该旋流式反应器由热耦合器、温度计、搅拌电机、污泥进口、空气阀门、污泥出口、冷凝管、搅拌轴、冷却水出口、装填有铜基催化剂的多孔管、冷却水进口、反应器底座、气体管、污泥管、搅拌叶片和反应罐组成。本实用新型的有益效果是，将本实用新型制备的旋流式反应器应用于污泥的热水解处理具有效率高、操作方便等优点。

技术领域

本实用新型属于污泥处理技术领域，特别涉及用于污泥热水解处理的旋流式反应器。

背景技术

污泥是污水处理过程中的副产物，具有含水率高、颗粒较细、比重较轻等特点，其中含有大量有机质、氮磷、病原微生物、寄生虫卵及病毒、重金属离子等物质。污泥中有机物易腐烂并产生恶臭，容易孽生蚊蝇；氮、磷等营养物质在雨水的冲刷下会流入地表或者地下水体，造成水体污染；未处理或处理不达标的污泥用作农肥或填埋时，病原菌及寄生虫等进入土壤，并直接或间接的与人或动物接触，危害人体和牲畜健康；重金属离子和难降解的有毒有害物质容易渗滤出来或挥发，造成水体、土壤和空气的二次污染。

污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、无害化、稳定化和资源化。污泥的大部分有机物以固体形式存在，主要集中在微生物细胞内，由于微生物细胞壁(膜)的天然屏障作用，水解酶对有机物的水解速率很低，因此水解是污泥厌氧生化降解的控制步骤。水解速率缓慢致使厌氧消化水力停留时间很长，反应器体积太大。目前研究较多的污泥预处理技术有热水解预处理、机械破碎预处理、碱处理、超声波预处理、臭氧预处理、酶处理、微波预处理等。随着热水解技术的不断成熟和发展，现在热水解已经发展成一种高效的污泥预处理技术。

热水解是将待处理的污泥置于密闭容器罐中，在一定的温度和压力环境下使污泥中的部分细胞体受热膨胀而破裂，破坏微生物的细胞壁(膜)，将胞内蛋白质和胶质等有机物释放出来，促进有机物的溶解和水解：脂肪水解成甘油和脂肪酸；碳水化合物水解成小分子的多糖，甚至单糖；蛋白质水解成多肽、二肽、氨基酸，氨基酸进一步水解成低分子有机酸、氨及二氧化碳。污泥经过热水解预处理之后，污泥中的微生物絮体解体，微生物细胞破碎，细胞中的内含物释放并进一步水解，使得污泥厌氧消化的有机物去除率提高，甲烷产量增加，污泥的脱水性能改善。

威立雅研发的两种污泥热水解工艺，分别是序批式的Biothelys工艺和连续式的Exelys^TM工艺，这两种工艺已有英国、法国、意大利等多国多座污水厂采用此工艺。Cambi^TM工艺是目前国际上应用业绩最多的热水解工艺，该反应器由浆化罐、热水解罐、卸压罐等三部分组成。相比Biothelys工艺，Cambi^TM工艺的反应罐气相空间比例较小，容积利用率更高；当处理同等规模的污泥时，Cambi^TM工艺的生产线数量较少，蒸汽耗量保证值更低。国内以清华大学为代表的多家单位也对热水解工艺进行了研究，但技术工艺目前并不成熟，特别是缺少用于污泥热水解处理的反应器。目前，急需研发拥有自主知识产权的用于污泥热水解处理的反应器。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于污泥热水解处理的旋流式反应器，该旋流式反应器由热耦合器1、温度计2、搅拌电机3、污泥进口4、空气阀门5、污泥出口6、冷凝管7、搅拌轴8、冷却水出口9、装填有铜基催化剂的多孔管10、冷却水进口11、反应器底座12、气体管13、污泥管14、搅拌叶片15、反应罐16组成。

反应罐16固定在反应器底座12上，反应罐16的底部为光滑半圆弧；搅拌电机3安装在反应罐16的上部中心位置，搅拌轴8与搅拌电机3相连，搅拌叶片15安装在搅拌轴8上；污泥进口4在搅拌电机3的右边，热耦合器1安装在搅拌电机3的左边；温度计2安装在热耦合器1和搅拌电机3之间；污泥出口6在污泥进口4的下方35cm处，污泥管14与污泥出口6相连；空气阀门5安装在污泥出口6的对立面，气体管13与空气阀门5相连；冷凝管7分布在反应罐16外壁的下半部，在冷凝管7的底部设置冷却水进口11，在冷凝管7的上部设置冷却水出口9；装填有铜基催化剂的多孔管10分布在反应罐16内壁的下半部。