一种污泥低温酸解装置和方法与流程

专利检索2025-03-02  29


本发明涉及污泥处理,具体为一种污泥低温酸解装置和方法。


背景技术:

1、城市污水污泥是城市污水处理厂在各级污水处理净化后产生的,污泥主要由有机物、无机物和水分组成,污泥含水率降至80%以后,很难再依靠传统的机械脱水机进一步脱水,降低污泥的含水率是实现污泥减量化、无害化的基础,也是关键的一步。

2、污泥在进行脱水时,通常是采用热力干燥的方法将水分蒸发除掉,一般通过高温155℃~170℃和高压6bar对污泥进行热水解和闪蒸处理,以此来实现污泥脱水作业,但是由于污泥中存在大量的水分,使得污泥的收到基热值急剧下降,高含水率的污泥直接焚烧,不但得不到热值,还需要补充大量的辅助燃料,从而提高了运行成本和能耗。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种污泥低温酸解装置和方法,具备能耗低和操作自动化的优点,解决了由于污泥中存在大量的水分,使得污泥的收到基热值急剧下降,高含水率的污泥直接焚烧,不但得不到热值,还需要补充大量的辅助燃料,从而提高了运行成本和能耗的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:包括给药单元和plc控制器,所述给药单元的一侧设置有反应单元,且反应单元的一侧设置有套管换热器,所述套管换热器的一侧设置有存储单元,所述给药单元包括存药罐,所述存药罐的一侧设置有电磁流量泵,所述反应单元包括水解罐,且水解罐内腔的两侧均设置有电加热棒,所述水解罐内腔左侧的下端设置有ph计,且水解罐内腔右侧的下端设置有温度传感器,所述水解罐的顶部分别设置有输液管、蒸气管和进料管,所述输液管与流量泵的出液端连通,且流量泵的进液端与存药罐连通,所述水解罐的下端设置有第二螺杆泵,且第二螺杆泵的进料端和出料端分别与水解罐和套管换热器连通,所述存储单元包括缓冲罐,所述缓冲罐的顶部连通有输送管,且输送管的另一端与套管换热器连通,所述缓冲罐的底部设置有第三螺杆泵,且第三螺杆泵的进料端和出料端分别与缓冲罐和外部板框压滤机连接。

3、优选的,所述水解罐的上方设置有第一螺杆泵,所述第一螺杆泵的进料端与污泥存储处连通,且第一螺杆泵的出料端与进料管连通。

4、优选的,所述存药罐的顶部连通有搅拌叶,且存药罐的顶部固定连接有进液管,所述进液管的输出轴延伸至存药罐的内腔,且传动连接有第一电机,所述存药罐和第一电机均采用防腐碳钢制成,所述给药单元、水解罐和缓冲罐的一侧均设置有液位计。

5、优选的,所述水解罐的顶部固定连接有第二电机,所述第二电机的输出轴延伸至水解罐的内腔,且传动连接有第一搅拌架。

6、优选的,所述缓冲罐的顶部固定连接有第三电机,所述第三电机的输出轴延伸至缓冲罐的内腔,且传动连接有第二搅拌架。

7、优选的,所述液位计、温度传感器和ph计的输出端均与plc控制器的输入端电性连接,所述plc控制器的输出端分别与电加热棒、套管换热器、第一螺杆泵、第二螺杆泵、第三螺杆泵和电磁流量泵的输入端电性连接,所述进液管、第三电机和第二电机的输入端均与plc控制器的输出端电性连接。

8、优选的,其污泥低温酸解方法包括如下步骤:

9、s1、首先通过搅拌叶可将硫酸液体注入存药罐的内腔进行存储,同时plc控制器会开启进液管,进液管的输出轴会带动第一电机转动,使第一电机对硫酸液体进行搅拌,确保硫酸液体存储时的流动性;

10、s2、通过plc控制器开启第一螺杆泵,第一螺杆泵将含有百分之八十水分的污泥传输至进料管的内腔,进料管将污泥注入水解罐的内腔,以此便于后期的酸解作业;

11、s3、通过plc控制器开启电磁流量泵,存药罐内部的硫酸液体会通过电磁流量泵传输至输液管的内腔,输液管将硫酸液体注入水解罐的内腔,便于硫酸液体与污泥反应;

12、s4、同时通过plc控制器开启第二电机,第二电机带动第一搅拌架转动,使第一搅拌架对物体和硫酸液体不断搅拌混合反应,通过ph计实时监测污泥ph值,且将ph值数据传输至plc控制器,直至污泥ph值至五;

13、s5、紧接着通过plc控制器开启电加热棒运作产生热量,且外部蒸气会通过蒸气管从污泥底部送入水解罐内,通过电加热棒和蒸气的配合,来对水解罐内部进行升温,同时温度传感器对内部温度进行监测,且将温度数据传输至plc控制器,直至水解罐内部温度达到85℃,之后进行蒸煮六十分钟,以此得到低温酸解后的污泥;

14、s6、紧接着通过plc控制器开启第二螺杆泵和套管换热器,第二螺杆泵将酸解后的污泥传输至套管换热器内部,且套管换热器运作将酸解后的污泥进行换热降温处理,同时降温处理后的污泥会通过输送管传输至缓冲罐的内部;

15、s7、通过缓冲罐对冷却后的酸解污泥进行存储,同时plc控制器开启第三电机,第三电机的输出轴带动第二搅拌架对污泥搅拌,确保其存储质量;

16、s8、最后通过plc控制器开启第三螺杆泵,第三螺杆泵将缓冲罐内部存储的污泥传输至外部板框压滤机中,进而可通过外部板框压滤机对污泥进行压滤,得到含水率为百分之五十六的泥饼。

17、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

18、本发明通过存药罐和电磁流量泵可对水解罐内部的污泥中加入硫酸,使硫酸和污泥反应,使污泥ph值降至五,不仅促进了污泥中有机分子的水解和细胞膜的溶解,且污泥细胞膜破碎后,细胞内的结合水会释放出来,成为容易去除的自由水,有效提高了污泥的脱水性能,便于后期污泥受外部压滤机脱水,达到污泥减量化的目的,同时通过控制水解罐内部的温度,可以有效避免一些高温反应所产生的副反应,同时需要的加热能量也相应减少,大大降低了消耗,通过套管换热器可对污泥降温便于后期处理,同时存储单元可很好对酸解的污泥存储,便于后期污泥脱水作业。



技术特征:

1.一种污泥低温酸解装置,包括给药单元(1)和plc控制器(10),其特征在于:所述给药单元(1)的一侧设置有反应单元(2),且反应单元(2)的一侧设置有套管换热器(3),所述套管换热器(3)的一侧设置有存储单元(4),所述给药单元(1)包括存药罐(11),所述存药罐(11)的一侧设置有电磁流量泵(12),所述反应单元(2)包括水解罐(21),且水解罐(21)内腔的两侧均设置有电加热棒(22),所述水解罐(21)内腔左侧的下端设置有ph计(24),且水解罐(21)内腔右侧的下端设置有温度传感器(23),所述水解罐(21)的顶部分别设置有输液管(25)、蒸气管(26)和进料管(27),所述输液管(25)与流量泵的出液端连通,且流量泵的进液端与存药罐(11)连通,所述水解罐(21)的下端设置有第二螺杆泵(7),且第二螺杆泵(7)的进料端和出料端分别与水解罐(21)和套管换热器(3)连通,所述存储单元(4)包括缓冲罐(41),所述缓冲罐(41)的顶部连通有输送管(8),且输送管(8)的另一端与套管换热器(3)连通,所述缓冲罐(41)的底部设置有第三螺杆泵(9),且第三螺杆泵(9)的进料端和出料端分别与缓冲罐(41)和外部板框压滤机连接。

2.根据权利要求1所述的一种污泥低温酸解装置,其特征在于:所述水解罐(21)的上方设置有第一螺杆泵(6),所述第一螺杆泵(6)的进料端与污泥存储处连通,且第一螺杆泵(6)的出料端与进料管(27)连通。

3.根据权利要求1所述的一种污泥低温酸解装置,其特征在于:所述存药罐(11)的顶部连通有搅拌叶(15),且存药罐(11)的顶部固定连接有进液管(13),所述进液管(13)的输出轴延伸至存药罐(11)的内腔,且传动连接有第一电机(14),所述存药罐(11)和第一电机(14)均采用防腐碳钢制成,所述给药单元(1)、水解罐(21)和缓冲罐(41)的一侧均设置有液位计(5)。

4.根据权利要求3所述的一种污泥低温酸解装置,其特征在于:所述水解罐(21)的顶部固定连接有第二电机(211),所述第二电机(211)的输出轴延伸至水解罐(21)的内腔,且传动连接有第一搅拌架(212)。

5.根据权利要求4所述的一种污泥低温酸解装置,其特征在于:所述缓冲罐(41)的顶部固定连接有第三电机(411),所述第三电机(411)的输出轴延伸至缓冲罐(41)的内腔,且传动连接有第二搅拌架(412)。

6.根据权利要求5所述的一种污泥低温酸解装置,其特征在于:所述液位计(5)、温度传感器(23)和ph计(24)的输出端均与plc控制器(10)的输入端电性连接,所述plc控制器(10)的输出端分别与电加热棒(22)、套管换热器(3)、第一螺杆泵(6)、第二螺杆泵(7)、第三螺杆泵(9)和电磁流量泵(12)的输入端电性连接,所述进液管(13)、第三电机(411)和第二电机(211)的输入端均与plc控制器(10)的输出端电性连接。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种污泥低温酸解装置的使用方法,其特征在于:其污泥低温酸解方法包括如下步骤:


技术总结
本发明公开了一种污泥低温酸解装置和方法,包括给药单元和PLC控制器,所述给药单元的一侧设置有反应单元,且反应单元的一侧设置有套管换热器,所述套管换热器的一侧设置有存储单元。本发明通过存药罐和电磁流量泵可对水解罐内部的污泥中加入硫酸,使硫酸和污泥反应,使污泥pH值降至五,不仅促进了污泥中有机分子的水解和细胞膜的溶解,使细胞内的结合水会释放出来,成为容易去除的自由水,有效提高了污泥的脱水性能,同时通过控制水解罐内部的温度,可有效避免一些高温反应所产生的副反应,且需要的加热能量也相应减少,大大降低了消耗,通过套管换热器可对污泥降温便于后期处理,同时存储单元可很好对酸解的污泥存储,便于后期污泥脱水作业。

技术研发人员:金姮慧,施军营,彭亚松,邓强,潘登,施萌萌,王云涛,施肖阳
受保护的技术使用者:深圳水气环保集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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