[发明专利]一种厌氧消化污泥调质系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物处理领域，具体地涉及一种对厌氧消化污泥调质系统及方法。

背景技术

随着国家对生态建设的重视程度不断加大，污泥的处理处置成为了新的热点。针对污泥这类固态废弃物，遵循三化原则，即无害化、减量化、资源化。在现今的处理技术中，厌氧消化技术是比较符合三化原则的技术之一。

然而，传统下水污泥厌氧消化存在反应速度慢、能耗高、停留时间长(30～40天)、产气中甲烷含量低等缺点，限制了厌氧消化技术优势的发挥。

国内外对污泥预处理技术展开多项研究，目前，研究较多的预处理技术包括超声波、臭氧、热处理、酸碱处理以及高级氧化技术等。但这些污泥预处理技术存在能耗高或者效率低等缺陷，限制了这些技术的广泛应用。

热水解技术，具有效果好、时间短的技术、运行操作相对简单的等点，是现在最常用预处理技术之一，经常与其他预处理工艺组成联合处理方法。如中国专利文献CN102627384A公开的《一种提高沼气产量的污泥处理方法》，是将污水处理过程中产生的污泥首先经过脱水预处理，使污泥含水率为87～93％，对脱水预处理后的污泥加热加压，加热温度为160～190℃，加压压力为5～10个大气压，持续25分钟～50分钟，然后降至常压，并降温，污泥降温至30～36℃后进入中温厌氧消化处理过程，产生沼气，该方法通过加热加压使污泥内的细胞破裂，细胞内含物流出，释放有机物，使得厌氧消化效率提高。但是该方法操作条件要求高、能耗大、处理周期长。CN102826730A公布的《一种厌氧消化污泥热水解和超声波联合预处理方法》，是将经浓缩后的污泥进行预处理，使污泥温度升高到50～60℃，通过污泥泵泵入热水解反应罐，并向反应罐内通入蒸汽，使温度控制在118～122℃，保持30分钟，热水解预处理后的污泥经热交换器使温度降低至50℃后进入超声波反应器内，用频率为20～28KHz、声能密度为0.33W/mL的超声波进行处理，处理时间为30到60分钟。该方法不但可以提高污泥的水解速率，还可以缩短超声破解的时间，降低预处理的能耗。但是该方法同样也存在操作条件要求高、能耗高的问题，难以实现能量收益。

目前国内外的研究主要集中在预处理技术的研究上，对于整个厌氧消化工艺的研究较少。常规的前置热水解工艺在运行时，会将污泥中易生物降解和难降解的部分一起升高温度，消耗大量能量，尤其是在处理的对象为混合污泥时，其中的初沉污泥大多数都是易降解的有机质。污泥的热水解温度越高越有利于污泥的厌氧消化反应(最高温度不超过170℃)，但是实际工程中无法满足大量的能耗，因此若能在处理时将原本消耗在易生物降解部分的能量转移到难降解的部分，一方面，可节省大量能耗，降低实际工程的运行成本，配合热电联产可获得能量盈余，从而产生一定的经济效益；另一方面，节省下的能量可用于提高热水解时的污泥温度，强化难降解部分的热水解的效能，从而提高产气效率和工程效益。

发明内容

发明目的：针对现有的污泥厌氧消化热水解预处理系统的不足，本发明提供一种厌氧消化污泥调质系统，通过将预处理工艺设置在厌氧消化系统之后，减少了热水解过程中对易生物降解的成分消耗的能量，将节省的能量集中处理污泥中难降解的部分，从而减少能量消耗，提高污泥厌氧消化性能，更好的实现污泥的减量化、资源化。

本发明还要解决的技术问题在于提供一种厌氧消化污泥调质方法。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明提出了一种厌氧消化污泥调质系统，其特征在于，包括储泥罐、加热罐、厌氧消化系统、沼气净化装置、沼气利用装置、污泥浓缩脱水装置和热水解反应罐，其中，所述的储泥罐、加热罐和厌氧消化系统依次相连通；所述的厌氧消化系统分别与所述沼气净化装置和所述污泥浓缩脱水装置相连通；所述污泥浓缩装置分别与所述加热罐和所述热水解罐相连通；所述的沼气净化装置与所述沼气利用装置相连通；所述沼气利用装置分别与所述厌氧消化系统和热水解罐相连通；所述热水解罐与所述加热罐相连通。

其中，所述的储泥罐与加热管之间、加热管与厌氧消化系统之间、污泥浓缩脱水装置与加热罐之间以及污泥浓缩脱水装置与热水解罐之间均设置有污泥泵。

本发明同时提出了一种厌氧消化污泥调质方法，包括如下步骤：