[发明专利]一种基于水热技术的生物质分质利用系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于水热技术的生物质分质利用系统：包括预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统；所述预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统相互之间通过泵进行贯通连接；通过本系统和方法污泥中的有机物和无机物有效分离后，可以提高其资源化利用价值。有机污泥更容易进行厌氧产沼；无机污泥脱水性能优异，可以获得高含固率的泥饼，便于后续的建材利用，或作为填埋覆土；并且本方案结合厌氧消化工艺。因为将污泥中的无机组分进行了分离，因此可防止污泥中的砂在消化罐内沉积、结块而导致消化罐的有效池容的降低、管道堵塞等问题。

技术领域

本发明涉及城市污泥的处理技术领域，尤其是一种基于水热技术的生物质分质利用系统和方法。

背景技术

水热技术在污水处理中是一种高效的处理手段，水热技术即为水热改性(Hydrothermal Modification)，或名热水解(Thermal Hydrolysis)，是指把含水率很高的生物质密闭加热到一定的温度和压力，并维持一段时间，以破坏其中的细胞结构并促使大分子有机物发生水解的过程。在这样的条件下，生物质(多糖类、油脂、蛋白质，以及各种细胞物质)加速发生变性和水解，正如用高压锅蒸煮食物所发生的过程。经过水热改性处理后的生物质，细胞结构被破坏，高分子有机物断裂为较小的分子，这些有机物变得更容易被活的细胞用作新陈代谢的原料，特别是更易于被厌氧细菌所利用。残留的颗粒物则由于细胞结构破坏，胞内水、间隙水和毛细水转化为自由水而变得更容易脱水。

生物质废物为污泥、餐处垃圾、禽畜粪便污泥等城市废物，在对于生物质废物进行处理的时候，通常是整体对生物质废物进行整体处理，最后产出固体废物，整体处理后的废物其含水率高，有机物含量高，整体进行处理不符合国家节能环保的目标，不符合资源循环利用理念，而且也会产生污染。

生物质固体废物的处置方法主要有卫生填埋、焚烧、土地利用和建材利用，由于固体废物填埋空间有限以及焚烧易大气污染等原因，使得固体废物填埋和焚烧的应用逐渐降低，固体废物建材利用与土地利用是最具有发展潜力的资源化利用的有效办法之一。

但是现有技术中对于污泥的处理还是存在一些不足，如专利号：

CN201621193235.8，公开的一种高效节能的污泥多用途资源化处理装置，所述处理装置包括：污泥厌氧仓、酸洗池、水洗沉淀池、无机溶液储池、无机污泥储池、无机污泥脱水装置、有机污泥储池、有机污泥脱水装置和污水处理装置；该装置还需要加入酸碱药剂进行后续处理，而且该申请并未对有机物进行进一步的回收利用，对废物的资源利用化相对有限。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种基于水热技术的生物质分质利用系统和方法，既解决了原有现有技术中污泥处理不够彻底，细分不够详细，产物无法得到高效资源化利用的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于水热技术的生物质分质利用系统，包括预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统；所述预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统相互之间通过泵、阀门、管道等进行贯通连接。

作为优选的，所述多级旋流分离系统包括一级旋流分离器和至少二级轻泥旋流分离器和/或重泥旋流分离器。

作为优选的，所述系统还包括沼气锅炉和滤液缓冲池，所述沼气锅炉的蒸汽出气端与水热反应器进行连接；所述滤液缓冲池分别与水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统通过管道连接；所述闪蒸反应器的蒸汽出口端与预处理罐连接。

作为优选的，所述多级旋流分离系统的后端设置有有机污泥缓冲池和无机污泥缓冲池。

作为优选的，有机污泥缓冲池后端依次设置有厌氧反应器、沼渣缓冲池和有机污泥脱水机；所述厌氧反应器与沼气锅炉进行连接；所述无机污泥缓冲池后端设置有无机污泥脱水机，无机污泥脱水机与滤液缓冲池连接。