專利名稱：一種污泥水解酸化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及污泥的水解酸化過程，具體涉及一種熱泵技術(shù)在污泥水解酸化中的應(yīng)用及其系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
污泥是城市污水處理廠污水處理過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，我國(guó)城市污水處理廠建設(shè)存在“重水輕泥”現(xiàn)象，一直以來絕大部分污泥得不到安全合理的處理處置。污泥的水解酸化處理，是用生化的方式來處理污泥，其利用了污泥厭氧消化中的水解酸化階段，污泥中的有機(jī)質(zhì)在厭氧和一定溫度作用下變?yōu)榈头肿恿康挠袡C(jī)酸，改善了污泥的脫水性和穩(wěn)定性，破壞和控制了污泥中的致病微生物，減少了污泥的體積，為后續(xù)進(jìn) 一步利用污泥中的有用成分及污泥的脫水等處理奠定了工藝基礎(chǔ)。現(xiàn)有的用于污泥的加熱方法有利用蒸汽直接加熱和池外預(yù)熱兩種。蒸汽直接加熱就是向池內(nèi)直接注入蒸汽來加熱污泥，這種方法投資省、操作簡(jiǎn)單，熱效率高。但蒸汽管周圍的污泥有過熱現(xiàn)象，影響池內(nèi)微生物的正?；顒?dòng)。池外對(duì)污泥進(jìn)行加熱就是采用套管式換熱器，污泥在內(nèi)管流動(dòng)，熱水在兩層套管中流動(dòng)，通過換熱計(jì)算，當(dāng)熱水為熱媒時(shí)，一般要求水溫為60-90°C。為了提供熱源，通常需要采用鍋爐制備熱水，鍋爐系統(tǒng)消耗大量能源，需要燃煤、燃?xì)饣蚴侨加停紵^程中會(huì)產(chǎn)生廢水、廢氣、廢渣及煙塵等污染。通過這種方式供熱，不會(huì)有污泥過熱現(xiàn)象，但其設(shè)備投資大、運(yùn)行成本高，環(huán)境污染重。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是針對(duì)現(xiàn)有污泥預(yù)熱方法的弊端，提出一種節(jié)能、低運(yùn)行成本的污泥水解酸化系統(tǒng)。本實(shí)用新型包括進(jìn)泥系統(tǒng)和污泥水解酸化罐；所述進(jìn)泥系統(tǒng)包括污泥儲(chǔ)罐和一端與污泥儲(chǔ)罐連接的進(jìn)泥螺桿泵；所述污泥水解酸化罐包括內(nèi)筒體和設(shè)置在內(nèi)筒體外的夾套，在內(nèi)筒體內(nèi)設(shè)置攪拌器，在所述內(nèi)筒體上端設(shè)置污泥進(jìn)料口，在所述內(nèi)筒體下端設(shè)置污泥出料口 ；其特征在于在所述夾套上分別設(shè)置熱水進(jìn)口和熱水出口 ；所述污泥水解酸化系統(tǒng)還包括循環(huán)換熱系統(tǒng)，所述夾套上的熱水進(jìn)口和熱水出口與所述循環(huán)換熱系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型采用循環(huán)換熱系統(tǒng)為污泥水解酸化罐提供恒溫用均勻的溫度以確保污泥酸化罐內(nèi)微生物在最適宜的環(huán)境溫度下生活，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)酸效率的最大化。本實(shí)用新型所述循環(huán)換熱系統(tǒng)包括板式換熱裝置、熱泵裝置、泥水換熱器、冷水罐、冷水泵、熱水罐和熱水泵；板式換熱裝置設(shè)有熱源進(jìn)口、熱源出口、冷水進(jìn)口和冷水出口 ；熱泵裝置設(shè)有熱水進(jìn)口、熱水出口、冷水進(jìn)口和冷水出口 ；泥水換熱器設(shè)有進(jìn)泥口、出泥口、熱水進(jìn)口和熱水出口 ；冷水罐設(shè)有進(jìn)水口和出水口 ；熱水罐設(shè)有進(jìn)水口和出水口 ；所述冷水罐的出水口通過冷水泵連接在板式換熱裝置的冷水進(jìn)口上，板式換熱裝置的冷水出口連接在熱泵裝置的冷水進(jìn)口上，熱泵裝置的冷水出口與冷水罐的進(jìn)水口連接；所述熱水罐的出水口通過熱水泵與熱泵裝置的熱水進(jìn)口連接，熱泵裝置的熱水出口與泥水換熱器的熱水進(jìn)口連接，泥水換熱器的熱水出口與夾套的熱水進(jìn)口連接，夾套的熱水出口與熱水罐的進(jìn)水口連接；所述進(jìn)泥螺桿泵的另一端連接在泥水換熱器的進(jìn)泥口上，所述泥水換熱器的出泥口連接在所述內(nèi)筒體的污泥進(jìn)料口上。本實(shí)用新型的熱源可以采用污水處理工藝中現(xiàn)有的具有12°c的二沉池出水為板式換熱裝置提供熱源，在板式換熱裝置 中，由冷水罐進(jìn)入的冷水與二沉池出水進(jìn)行熱交換，得到升溫的冷水進(jìn)入熱泵裝置。在輸入電能的情況下，熱泵系統(tǒng)從二沉池出水換熱的水源中提取熱量，通過做功將熱量傳遞給熱水罐進(jìn)入的水源，再與泥水換熱器中污泥進(jìn)行熱交換，使污泥得到初步升溫。同時(shí)，該熱源進(jìn)入內(nèi)筒體外的夾套中，使進(jìn)入內(nèi)筒體的污泥再升溫，直至達(dá)到水解所需溫度。本實(shí)用新型還在泥水換熱器的熱水出口還與熱水罐的進(jìn)水口連接。其目的是，當(dāng)夾套內(nèi)溫度足夠高時(shí)，可直接將在熱泵裝置內(nèi)與污泥進(jìn)行熱交換后的熱水直接回流進(jìn)入熱水罐，以防過高的溫度至使水解溫度過高。為了進(jìn)一步保障夾套內(nèi)的水溫均勻性，本實(shí)用新型還可在夾套內(nèi)設(shè)置螺旋導(dǎo)流板。為了進(jìn)一步防止內(nèi)筒體內(nèi)局部溫度不勻，使污泥在筒內(nèi)流動(dòng)時(shí)呈紊流狀態(tài)，混合更均勻，以提高水解的效率，也可在所述內(nèi)筒體的內(nèi)壁設(shè)置中空切向紊流板。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)在于I、污泥減量化城市污水處理廠的污泥采用生化的方式進(jìn)行處理，相比于其他污泥處置方式如填埋、焚燒等，其條件溫和、能耗小、產(chǎn)出的有機(jī)酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也可進(jìn)行后續(xù)深度開發(fā)利用，另一方面，污泥的水解酸化可以實(shí)現(xiàn)污泥減量，改善污泥的脫水性能。2、綠色換熱技術(shù)基于熱泵技術(shù)應(yīng)用的換熱系統(tǒng)，其供熱時(shí)省去了燃煤、燃油、燃?xì)獾儒仩t燃燒系統(tǒng)，無(wú)燃燒過程，避免了廢氣、廢水、廢渣、煙塵的排放，對(duì)環(huán)境非常友好，是綠色的供熱技術(shù)。3、高效節(jié)能基于水源熱泵技術(shù)應(yīng)用的換熱系統(tǒng)，其能效比高，相比于其他供熱技術(shù)，其運(yùn)行效率高，運(yùn)行費(fèi)用省。4、節(jié)水省地基于水源熱泵技術(shù)應(yīng)用的換熱系統(tǒng)，利用二沉池出水這種可再生能源，不消耗水資源，不會(huì)對(duì)其造成污染；省去了鍋爐房及附屬煤場(chǎng)、儲(chǔ)油房等設(shè)施，節(jié)省空間，也有利于建筑的美觀。5、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便基于水源熱泵技術(shù)應(yīng)用的換熱系統(tǒng)，將二沉池出水作為熱源，利用其水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性；由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單、機(jī)組部件少，運(yùn)行穩(wěn)定，因此維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命長(zhǎng)。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為污泥水解酸化罐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的A-A向斷面圖。圖4為圖2的B-B向斷面圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型設(shè)有進(jìn)泥系統(tǒng)、污泥水解酸化罐和循環(huán)換熱系統(tǒng)。進(jìn)泥系統(tǒng)包括污泥儲(chǔ)罐I和一端與污泥儲(chǔ)罐I連接的進(jìn)泥螺桿泵2。如圖2、3和4所示，污泥水解酸化罐6包括內(nèi)筒體61和設(shè)置在內(nèi)筒體61外的夾套62。在內(nèi)筒體61內(nèi)設(shè)置攪拌器63，在污泥水解酸化罐6的上方設(shè)置與攪拌器63連接的電機(jī)64。在內(nèi)筒體61上端設(shè)置污泥進(jìn)料口 65，下端設(shè)置污泥出料口 66，內(nèi)筒體61的內(nèi)壁設(shè)置中空切向紊流板67。在夾套62內(nèi)設(shè)置螺旋導(dǎo)流板610，在夾套62上分別設(shè)置熱水進(jìn)口 68和熱水出口69。如圖I所示，循環(huán)換熱系統(tǒng)包括板式換熱裝置3、熱泵裝置4、泥水換熱器5、冷水罐9、冷水泵10、熱水罐7和熱水泵8。冷水罐9的出水口通過冷水泵10連接在板式換熱裝置3的冷水進(jìn)口上，板式換熱裝置3的冷水出口連接在熱泵裝置4的冷水進(jìn)口上，熱泵裝置4的冷水出口與冷水罐9的進(jìn)水口連接。熱水罐7的出水口通過熱水泵8與熱泵裝置4的熱水進(jìn)口連接，熱泵裝置4的熱水出口與泥水換熱器5的熱水進(jìn)口連接，泥水換熱器5的熱水出口與夾套62的熱水進(jìn)口 68連接，夾套62的熱水出口 69與熱水罐7的進(jìn)水口連接。在夾套62的熱水進(jìn)口 68上設(shè)置控制閥11。在泥水換熱器5的熱水出口上還通過管道與熱水罐7的進(jìn)水口連接，并在該管道上串接控制閥12。進(jìn)泥螺桿泵2的另一端連接在泥水換熱器5的進(jìn)泥口上，泥水換熱器5的出泥口連接在內(nèi)筒體61的污泥進(jìn)料口 65上。
權(quán)利要求1.一種污泥水解酸化系統(tǒng)，包括進(jìn)泥系統(tǒng)和污泥水解酸化罐；所述進(jìn)泥系統(tǒng)包括污泥儲(chǔ)罐和一端與污泥儲(chǔ)罐連接的進(jìn)泥螺桿泵；所述污泥水解酸化罐包括內(nèi)筒體和設(shè)置在內(nèi)筒體外的夾套，在內(nèi)筒體內(nèi)設(shè)置攪拌器，在所述內(nèi)筒體上端設(shè)置污泥進(jìn)料口，在所述內(nèi)筒體下端設(shè)置污泥出料口 ；其特征在于在所述夾套上分別設(shè)置熱水進(jìn)口和熱水出口 ；所述污泥水解酸化系統(tǒng)還包括循環(huán)換熱系統(tǒng)，所述夾套上的熱水進(jìn)口和熱水出口與所述循環(huán)換熱系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述污泥水解酸化系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)換熱系統(tǒng)包括板式換熱裝置、熱泵裝置、泥水換熱器、冷水罐、冷水泵、熱水罐和熱水泵；板式換熱裝置設(shè)有熱 源進(jìn)口、熱源出口、冷水進(jìn)口和冷水出口 ；熱泵裝置設(shè)有熱水進(jìn)口、熱水出口、冷水進(jìn)口和冷水出口 ；泥水換熱器設(shè)有進(jìn)泥口、出泥口、熱水進(jìn)口和熱水出口 ；冷水罐設(shè)有進(jìn)水口和出水口 ；熱水罐設(shè)有進(jìn)水口和出水口 ；所述冷水罐的出水口通過冷水泵連接在板式換熱裝置的冷水進(jìn)口上，板式換熱裝置的冷水出口連接在熱泵裝置的冷水進(jìn)口上，熱泵裝置的冷水出口與冷水罐的進(jìn)水口連接；所述熱水罐的出水口通過熱水泵與熱泵裝置的熱水進(jìn)口連接，熱泵裝置的熱水出口與泥水換熱器的熱水進(jìn)口連接，泥水換熱器的熱水出口與夾套的熱水進(jìn)口連接，夾套的熱水出口與熱水罐的進(jìn)水口連接；所述進(jìn)泥螺桿泵的另一端連接在泥水換熱器的進(jìn)泥口上，所述泥水換熱器的出泥口連接在所述內(nèi)筒體的污泥進(jìn)料口上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述污泥水解酸化系統(tǒng)，其特征在于在泥水換熱器的熱水出口還與熱水罐的進(jìn)水口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述污泥水解酸化系統(tǒng)，其特征在于在夾套內(nèi)設(shè)置螺旋導(dǎo)流板。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述污泥水解酸化系統(tǒng)，其特征在于在所述內(nèi)筒體的內(nèi)壁設(shè)置中空切向紊流板。
專利摘要一種污泥水解酸化系統(tǒng)，涉及污泥的水解酸化技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型的熱源可以采用污水處理工藝中現(xiàn)有的具有12℃的二沉池出水為板式換熱裝置提供熱源，在板式換熱裝置中，由冷水罐進(jìn)入的冷水與二沉池出水進(jìn)行熱交換，得到升溫的冷水進(jìn)入熱泵裝置。在輸入電能的情況下，熱泵系統(tǒng)從二沉池出水換熱的水源中提取熱量，通過做功將熱量傳遞給熱水罐進(jìn)入的水源，再與泥水換熱器中污泥進(jìn)行熱交換，使污泥得到初步升溫。同時(shí)，該熱源進(jìn)入內(nèi)筒體外的夾套中，使進(jìn)入內(nèi)筒體的污泥再升溫，直至達(dá)到水解所需溫度。
文檔編號(hào)C02F11/04GK202785930SQ201220501500
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者虞波, 洪思平, 彭慧 申請(qǐng)人:揚(yáng)州澄露環(huán)境工程有限公司