CN107848853A - 污泥半连续热水解的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污泥热水解方法，包括：在2巴绝对压力至16巴绝对压力的基准压力下对待处理污泥进行加压(2)，向所述经加压的污泥中注入新鲜蒸汽(3)以使其温度达到120℃至200℃，对所述污泥应用热水解处理循环，所述热水解处理循环在于：a)将经加热和加压的污泥批料输送到反应空间(7a，7b，7c)中，b)将所述污泥批料保持在所述反应空间(7a，7b，7c)中足以使其热水解的持续时间，以及c)排放所述反应空间的所述污泥批料，使所述经水解的污泥减压(10)并且将它们排出(11)，对所述污泥应用热水解循环在至少三个反应空间(7a，7b，7c)中平行进行，在每个反应空间中实施一系列处理循环，每个反应空间专用于处理不同的污泥批料，所述处理循环的所述步骤a)、b)和c)从一个反应空间到另一个反应空间在时间上是错开的，所述至少三个反应空间共有的气体气氛(12)被设置，并且在所述共有气体气氛中占主导的压力被测量(15)并且被基本恒定地保持在所述基准压力下。本发明还涉及用于实施这种方法的设备。

Description

污泥半连续热水解的方法和设备

技术领域

本发明涉及由可发酵有机物质构成或者高度负载有可发酵有机物质的排放物(effluents)的处理领域，并且尤其涉及由城市或工业废水的去污泥过程获得的污泥或者由工业或农业生物废料的处理获得的污泥的处理。这些排放物在下文中通常被称为“污泥”。

背景技术

目前，净化站产生的污泥的一部分在农业领域中被再利用，而另一部分被焚烧或以其它方式处理。不过，这些污泥正越来越多地在特定行业中得到处理。

由于这些污泥的产量越来越大，因此确实需要这些污泥对环境和人类健康不造成危害。事实上，这些污泥包含微生物(germes)，其中的一些(大肠杆菌，沙门氏菌，蠕虫卵等)是致病的。另外，它们是高度可发酵的，并且是产生导致嗅觉危害的气体(胺，硫化氢，硫醇等)的根源。这些考虑因素解释了在上述处理行业中需要实施至少一个用于将这些污泥稳定化的步骤，以获得无论是在生物学方面还是在物理-化学方面均不演变或不太快演变的污泥。

主要关心的是希望降低这些污泥的体积和/或以生物气体的形式再利用所述污泥。

在现有技术所提出的用于处理这些污泥的方法当中，热水解被认为是特别有益的方法。

污泥热水解在于在高温下和在压力下处理污泥，以将其卫生化(即，极大地降低其微生物、尤其是致病微生物的含量)，溶解大部分的颗粒物质，并将其所包含的有机物质转化为可生物降解的易溶物质(例如挥发性脂肪酸)。

污泥的这种热水解可以设计在厌氧消化步骤的上游或者下游。

已经提出在FR2820735中描述的污泥水解技术。这项技术在于使用至少两个平行工作的反应器，在这些反应器中的每一个反应器中，污泥批料经历完整热水解循环。在反应器中实施的热水解循环中的每个热水解循环包括在于如下的步骤：将待处理的污泥供应到反应器中，在其中注入回收蒸汽(“闪蒸蒸汽”)以回收污泥中的热量，在其中注入新鲜蒸汽以使其达到能够进行水解的压力P和温度T，将它们在此压力P和此温度T下保持一定的时间，通过释放闪蒸蒸汽(所述闪蒸蒸汽被再循环以用于预热平行的反应器的待处理的污泥)使污泥达到接近大气压的压力，并将如此水解的污泥排出反应器。

根据这项技术，规定该循环从一个反应器到另一个反应器在时间上是错开的，以使用从一个反应器产生的闪蒸蒸汽以将其注入到另一个反应器中。这样的实施使得能够利用在反应器之一中产生的闪蒸蒸汽以将蒸汽供应到另一个反应器中。

这样的方法可以在使用简单的设备中实施，装料、水解、减压和排出的步骤在同一个反应器中进行。其因而能够使这些设备的结垢速度最小化，在不存在从一个反应器到另一个反应器的污泥通路时将气味降到最低，并且减少对新鲜蒸汽的需求。

可注意到，根据这项技术，闪蒸蒸汽的注入是通过蒸汽注入器完成的，所述蒸汽注入器用于将蒸汽注入到反应器的污泥床中。这样的构造导致显著的负载损失，这一方面归因于蒸汽注入器的构造，并且另一方面归因于污泥在反应器中在注入器上方的高度。为了使这些负载损失最小化，在实践中需要使用具有大高度的反应器，所述反应器配备有在这个高度上分布的多个注入器。归因于这些不同的注入器，蒸汽因而可以在污泥塔中的多个点分布。按照推论，反应器必须配备与蒸汽注入水平一样多的通路，以确保这些注入器的维护，这使得它们的结构复杂并且提高了它们的成本。

为了在提高污泥热水解效率的同时限制蒸汽的消耗，尤其是对于具有高干度的污泥来说，已经提出了在FR2990429中描述的另一种热水解方法。这种方法在至少两个平行工作的反应器中进行，在这些反应器中的每一个反应器中，污泥经历完整热水解循环，所述循环从一个反应器到另一个反应器在时间上是错开的，以使用从一个反应器产生的闪蒸蒸汽以将其注入到另一个反应器中。该方法包括在于如下的步骤：提取在热水解反应器中包含的污泥的一部分，然后将其再引入到这个反应器中，也即在于将热水解反应器中的内容物的一部分在其本身中再循环。

然而，这样的方法并不令人完全满意。这是因为，它导致延长循环的持续时间，并且因而增加所用设备的尺寸。而且，它导致将闪蒸蒸汽引入到未预热的污泥中，这不利于蒸汽向污泥的热传递。实际上，需要在每个热水解反应器中保持热污泥的剩余量(“talon”)(该剩余量占反应器体积的约10％)，并且限制这些反应器的装料。在加热下，反应器不能被装料超过其体积容量的70％。最后，可通过这种方法处理的污泥的干度实际上仍被限制到18％干物质。

尽管这些技术通过使用多个热水解反应器对污泥批料实施热水解处理循环，但这些技术还能够进行待处理污泥的供应以及可以连续的污泥的排出。因此，它们被称为“半连续”方法或“序列连续(continus sériels)”方法。这些方法能够确保每批污泥经历给定的热水解时间。

在现有技术中根据FR3010403还已知一种完全连续实施的通过热水解来处理污泥的方法。这种方法包括在于以下的步骤：将回收蒸汽注入到污泥中并且借助初级动态混合器-注入器将它们与这些污泥混合，以获得初级均匀混合物；借助次级动态混合器-注入器将新鲜蒸汽注入并混合到这种初级均匀混合物中，以获得次级均匀混合物；在压力下向管式反应器传送所述次级均匀混合物并且引起这种次级均匀混合物在所述反应器中以足够的停留时间和在足够的温度下的基本上活塞型的流动，所述停留时间和温度足以使得在这种次级均匀混合物中存在的有机物质热水解；在回收蒸汽产生装置内由在所述管式反应器的出口处获得的所述次级均匀混合物产生所述回收蒸汽；将离开所述回收蒸汽产生装置的所述次级均匀混合物冷却到使得能够进行其所含的经水解有机物质的随后消化的温度。

但这项非常有前途的技术意味着有时需要安装多个处理线以满足污泥处理需求。

如上所述的所有技术都具有使用由热水解反应器的减压所产生的回收蒸汽的优点。但是，为此提供的管道和泵承受了需要进行维护和监督的压力和温度限制，并最终使它们变得脆弱。它们因而使得设备的结构及其维护有些复杂。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种半连续污泥热水解方法，其提供了针对上述现有技术已知方法的替代方案。

本发明的目的因而在于描述了具有以下优点的这样一种方法：

-通过热水解分批处理污泥，即不存在颗粒从一批向另一批迁移的风险，同时能够在连续接收待水解污泥并且也连续排出经水解污泥的设备中实施；

-确保每一污泥颗粒在足够的预定时间期间经受热水解。

本发明的另一个目的是提出这样一种方法，该方法可以在实施复杂性比现有技术方法所使用的设备低的设备中进行。尤其是，本发明的目的在于描述一种设备，该设备与实施上述现有技术的“半连续”方法的设备相比具有基本相同的处理能力、更少的通路(passerelles)、更少的管道、更少的阀门和更小的占地面积。

本发明的目的尤其在于公开了这样一种方法，该方法可在至少一些实施方案中在不在热水解反应器中使用蒸汽注入器的设备中实施。

这些目的以及将在下文出现的其它目的通过本发明得以实现，而本发明涉及一种污泥热水解方法，其特征在于该方法包括：

在2巴绝对压力(bar a)至16巴绝对压力的基准压力下对待处理污泥进行加压，

向所述经加压的污泥中注入新鲜蒸汽，以使这些污泥的温度达到120℃至200℃，

对所述经加热和加压的污泥应用热水解处理循环(cycle)，所述热水解处理循环包括在于以下的步骤：

a)将经加热和加压的污泥批料输送到反应空间中，

b)将所述污泥批料保持在所述反应空间中足以使其热水解的持续时间，

c)排放所述反应空间的所述污泥批料，

冷却所述经水解的污泥，

使所述经水解的污泥减压，

并且将它们排出，

对所述污泥应用热水解处理循环的过程在至少三个反应空间中平行进行，在每个反应空间中实施一系列处理循环，所述反应空间中的每个反应空间专用于处理不同的污泥批料，所述处理循环的所述步骤a)、b)和c)从一个反应空间到另一个反应空间在时间上是错开的，

所述至少三个反应空间共有的气体气氛(ciel)被设置，并且在所述共有气体气氛中占主导的压力被测量并且被基本恒定地保持在所述基准压力下。

根据本发明的方法因而提出不隔离不同反应空间的气体气氛。因此，在一个反应空间装料的步骤a)以及另一个反应空间排放的步骤c)期间，该共有气体气氛充当了这些反应空间的压力的再平衡室。实际上，一个反应空间的排放使得能够同时进行另一个反应空间的装料。

为了设置所有反应空间共有的这种气体气氛，因而可摆脱用于隔离每个反应空间的气体气氛的阀门的使用。这简化了其中至少用于实施这种方法的设备应用的设计和实施。

此外，新鲜蒸汽在反应空间上游的注入使得新鲜蒸汽注入器在反应空间中的使用变得没有必要。因此可以减少服务于这些反应空间的通路数目，并且使这类注入器的安装和维护成为可能。

还要指出，根据本发明的方法不在反应空间内实施污泥的减压。这是因为，污泥在这些空间之一经历处理循环并且从其排放之后被减压。

优选地，根据本发明的方法包括用于调节在所述共有气体气氛中占主导的压力的调节步骤，所述调节步骤包括：当在所述共有气体气氛中占主导的所述压力低于预定的下限阈值时，将气体注入所述共有气体气氛中，和/或当在所述共有气体气氛中占主导的所述压力高于预定的上限阈值时，排出在所述共有气体气氛中存在的气体的一部分。

压力的上限和下限阈值将围绕污泥热水解所希望的所述基准压力来确定，而基准压力本身根据待处理污泥的性质和/或组成而变化。

要指出，所讨论的气体可以有利地是新鲜蒸汽。它也可以是其它气体，例如惰性气体，氮气(N₂)，二氧化碳(CO₂)，尤其是空气。

在任一情况下，将提供用于将这种气体注入所述共有气体气氛中的装置(moyens)。

尽管用于调节在该共有气体气氛中占主导的压力的所述调节步骤可根据所进行的压力测量人工实施，但这种调节将优选自动实施。

还优选地，进行蒸汽向所述经加压的污泥中的注入，以使所述污泥达到140℃至180℃的温度。这种热水解温度可尤其根据污泥的性质和该方法所寻求的最终目的(卫生化，增溶等)来选择。

还优选地，所述基准压力将在3.5巴绝对压力至10巴绝对压力的范围内。

同样，根据一种有利的变化形式，新鲜蒸汽向所述污泥中的注入借助于包括在由动态混合器-注入器和在线蒸汽扩散器构成的组中的装置来实施。要指出，在本说明书中以下术语具有下述含义：

-动态混合器-注入器：由容纳蒸汽注入器的腔室以及装置构成的任何混合器，其中所述装置使得能够通过机动化机械元件引起进入这个腔室中的不同相的搅拌，以在出口处获得均匀混合物；这些机动化机械元件可例如由转子所驱动的叶片或螺杆构成或者由也是转子所驱动的其它任何混合装置构成；有利地，该腔室是圆柱形的并且设置有具有适当几何形状的旋转叶片，其被安装在以优选为200rpm至4000rpm的转速(对应于1m/s至94m/s的速度)旋转的轴上；

-在线蒸汽扩散器：用于在没有机动化机械搅拌的情况下注入和扩散蒸汽到管网中的任何装置。

这些装备使得能够在出口处获得基本上均匀的污泥。这些污泥在这些装备中的停留时间非常短：1秒至最多5分钟。动态混合器-注入器还使得能够降低污泥的粘度并因此有利于它们与蒸汽的混合。

有利地，该方法包括用于预热在新鲜蒸汽注入的上游的输入污泥的步骤。

还有利地，经水解的污泥的冷却产生回收蒸汽，并且回收蒸汽与所述输入污泥混合以进行其预热。

优选地，回收蒸汽在所述新鲜蒸汽注入步骤的上游被注入到所述污泥中，这借助于包括在由动态混合器-注入器、在线蒸汽扩散器或打浆机-混合器构成的组中的至少一种装置来进行。

要指出，在本说明书中，术语“打浆机-混合器”被理解为是指：由具有蒸汽扩散器的混合槽构成的任何混合器，所述蒸汽扩散器被集成到该槽中或再循环回路上，所述混合器的搅拌装置是机械的且内部的(叶片，浸没泵等)或外部的(在再循环回路中的泵)。

优选地，所述循环的所述步骤a)、b)和c)中的每一个具有10分钟至120分钟、有利地为15分钟至30分钟的持续时间。根据本发明，所述步骤a)、b)和c)在所述至少三个反应空间中同时地进行。

要指出，在本发明的范围内，根据本发明的方法可以使用多于三个反应空间。

有利地，所述待处理污泥批料具有10％-40％重量干物质的干度(siccité)。为了具有根据本发明方法进行处理所希望的干度，待处理污泥可被预先稀释，尤其是用热水稀释。

本发明还涉及任何设备，其特征在于所述设备包括：

污泥供给装置；

所述污泥的加压装置；

新鲜蒸汽供给装置以及所述新鲜蒸汽与所述污泥的混合装置；

分配装置，用于将来自所述混合装置的多个污泥批料交替分配到至少三个反应空间中以用于使所述污泥热水解；

排出装置，用于将来自所述至少三个反应空间的每一个反应空间中的所述经水解多个污泥批料交替排出到冷却装置，以及所述经水解的污泥的减压装置；

经减压水解的污泥的排出装置；

所述至少三个反应空间具有共有气体气氛，并且所述共有气体气氛设置有气体排出装置以及在其中占主导的压力的测量装置。

该设备所配置的共有气体气氛使得能够将不同反应空间中的压力平衡到热水解所需的基准压力。此气体气氛中的压力的测量装置使得能够监测这个压力是否被恰当保持。除了不可冷凝气体的排出之外，所述气体排出装置本身使得能够降低此压力，如果如此测量的压力过高的话。

根据一种变化形式，所述新鲜蒸汽与所述污泥的所述混合装置包括与所述新鲜蒸汽供给装置连接的至少一个动态混合器-注入器(如上定义)和/或至少一个在线蒸汽扩散器(如上定义)。

根据一种变化形式，反应空间的所述共有气体气氛不仅设有气体排出装置，而且还设有气体注入装置。因此，如果在所述共有气体气氛中测量的压力低于下限阈值，则可以注入气体，以使得能够将此压力升高到基准压力的高度。

根据本发明的一种变化形式，所述反应空间各自由反应器结构界定。

在这种情况下，该共有气体气氛有利地由反应器结构中无污泥装料的上部的总体并且由从每个反应器结构到所述气体排出装置的管道的总体构成。

根据另一种变化形式，所述反应空间被整合成单一反应器结构，所述反应空间中的每一个构成所述单一反应器结构的隔室。这种反应器结构可以是圆柱形的，并且所述隔室可有利地具有圆柱体的一部分的形式。反应空间的这种配置使得能够优化反应器结构的占地面积。

在这种情况下，所述共有气体气氛有利地由设置在形成其的隔室所共有的反应器的上部中的空间并且由从每个反应器结构到所述气体排出装置的管道的总体构成。

同样地，根据本发明的一种变化形式，该设备包括被确定尺寸以用于接收至少一个污泥批料的备用槽(cuve)，以及用于将来自所述至少一个动态混合器-注入器或在线蒸汽扩散器或打浆机-混合器的多个污泥批料向所述备用槽分配的装置。这样的备用槽可用于在其中反应空间之一处于维护的周期期间将热水解处理循环应用于一个或多个污泥批料。实际上，处于维护中的反应空间因而将通过关闭一组阀门而被隔离，并且这个备用槽将通过打开另一组阀门而被使用。

在本发明的范围内，经水解的污泥的冷却装置可被设置成不同的形式。优选地，这些装置从由热交换器、利用工业用水稀释经水解的污泥的装置、将新鲜污泥注入到所述经水解的污泥中的装置、回收蒸汽生成装置构成的组中选择。

当使用热交换器时，可使用包括待加热的待处理污泥的入口和待冷却的经水解的污泥的入口。这种类型的热交换器被称为污泥-污泥热交换器。

当这些冷却装置包括至少一个热交换器时，通过该热交换器回收的热量可被用于加热建筑物或用于其它处理，例如污泥的消化。

回收蒸汽生成装置可由回收锅炉(英文为“waste steam boiler”)构成，或者有利地包括闪蒸罐。要指出，在本说明书中，术语“闪蒸罐(réservoir de flash)”(英文为“flash tank”)被理解为是指下述这样的罐：在该罐中，经水解的污泥的压力被骤降，伴随着引起污泥的冷却以及高压力蒸汽的排放。这种罐因而同时构成了冷却装置和减压装置。

当该设备包括回收蒸汽生成装置时，其优选包括在新鲜蒸汽与污泥的所述混合装置以及所述回收蒸汽与所述待处理污泥的接触装置的上游的至少一个所述回收蒸汽的供应管道。这种接触因而使得能够以降低的成本预热污泥。为了有利于这种接触，该设备优选包括选自打浆机-混合器、动态混合器-注入器、在线蒸汽扩散器(如上所定义)的装置中的至少一种。

附图说明

从以下参照附图给出的四个非限制性实施例的描述中，将更容易地理解本发明以及其不同的优点，在附图中：

图1示意性地表示根据本发明的设备的第一实施方案，其中反应空间各自由反应器结构界定；

图2示意性地表示根据本发明的设备的第二实施方案，其中反应空间被整合在单一反应器结构中；

图3示意性地表示根据本发明的设备的第三实施方案，其中反应空间各自由反应器结构界定，该设备还包括使得能够确保反应空间的维护的备用槽；

图4示意性地表示根据本发明的设备的第四实施方案。

具体实施方式

参照图1，所示的设备包括污泥供给装置1，该污泥供给装置1包括具有两个旁路1a、1b的主管道。该主管道及其旁路各自配备有一方面是污泥加压装置2、2a、2b(各自包括泵)，另一方面是经加压的污泥与新鲜(“水”)蒸汽的混合装置4、4a、4b(各自包括动态混合器-注入器18、18a、18b)。要指出，在其它实施方案中，所述混合装置可包括至少一个在线蒸汽扩散器(如上定义)。这类扩散器尤其由ProSonix公司以名称“Inline Direct SteamInjection Heater”销售。

为了能够使经加压的污泥与蒸汽混合，该设备包括新鲜蒸汽供给装置3，该新鲜蒸汽供给装置3包括具有两个旁路3a和3b的主管道，分别用于动态混合器-注入器18、18a、18b。这些新鲜蒸汽供给装置3被连接到蒸汽产生中心(图1中未示出)。

该设备还包括用于将来自所述动态混合器-注入器18、18a、18b的多个污泥批料交替分配到至少三个反应空间7a、7b、7c中的分配装置5，以用于应用热水解循环，所述循环将在下文中进行详细描述。

在这种实施方案中，每个反应空间7a、7b、7c分别由反应器结构19a、19b、19c个体化。换句话说，每个反应空间均由与界定其它反应空间的其它反应器无关的反应器的壁界定。

分配装置5包括三个分配线路5a、5b、5c，各自分别配备有污泥供应阀门6a、6b、6c，并且使得能够将经加压和加热的多个污泥批料交替分配到三个反应空间7a、7b、7c中。

该设备还包括排出装置8，用于将交替来自三个反应空间7a、7b、7c中的每一个的经水解的多个污泥批料排出到各自包括泵的减压装置10、10a、10b。

这些排出装置8包括三个排出线路8a、8b、8c，它们各自配备有排放阀门9a、9b、9c，使得能够将经水解的多个污泥批料分别分配到减压装置10、10a、10b。

该设备还包括各自包括管道的经水解的污泥的排出装置11、11a、11b。

热交换器20被设置在这些排出装置上，以回收和/或排出来自排出的经水解的污泥的热量的一部分，热量可被重新输送到蒸汽产生中心，或者用于加热建筑物或用于另外的处理如消化。

该设备还包括能够稀释反应空间出口处的污泥的给水网络21。

热交换器20和给水网络21构成了经水解的污泥的冷却装置。如上所述，在本发明的范围内可以使用其它冷却措施，例如特别是注入新鲜污泥。

根据本发明，分别由反应器19a、19b、19c的壁界定的三个反应空间7a、7b、7c具有共有气体气氛12。此共有气体气氛设置有用于排出存在于其中的气体的排出装置13(其包括阀14)，以及用于在其中注入气体的注入装置16，包括注射枪和阀门17。共有气体气氛12还设置有在其中占主导的气体的压力测量装置15。

要指出，该共有气体气氛在图1中示意性地表示为罩盖三个反应器19a、19b、19c的总体(ensemble)。在实践中，它由三个反应器19a、19b、19c中无污泥装料的上部的总体并且由从其到阀门14的管道的总体构成。

现在将描述此设备的运行。在这方面要指出，当元件以虚线表示时，这意味着它们的使用是任选的。

任选稀释和/或预热的待处理污泥借助于泵2、2a、2b被升高到2巴绝对压力至16巴绝对压力，优选3.5巴绝对压力至12巴绝对压力，然后借助于混合器-注入器18、18a、18b被加热到120℃至200℃，优选140℃至180℃的温度。通过这些装备，污泥与蒸汽紧密混合，并且它们的粘度被降低，因而便于它们的后续处理。

这些污泥的批料(即给定体积)经由装置5被分配到反应空间中，以在其中经历完整热水解循环，包括在于以下的步骤：

a)将经加热和加压的污泥批料输送到这个反应空间中，

b)将所述污泥批料保持在这个反应空间中足以使其热水解的持续时间，

c)使用排放装置排放所述反应空间的所述污泥批料。

在这个完整热水解循环结束时，经水解的污泥被冷却(在此通过热交换器20并通过网络21供水来实现，但在其它实施方案的范围内可通过其它措施来实现)，然后通过减压装置进行减压，并且被排出。

根据本发明，热水解处理循环在三个反应空间中平行进行，这些循环的步骤a)、b)和c)从一个反应空间到另一个反应空间在时间上是错开的。

根据这种循环，在所谓装料的步骤a)期间将经加压和加热的污泥批料供给到反应空间7a中。为此，服务于反应空间7a的阀门6a被打开，并且排放阀门9a被关闭。

在这个装料步骤a)期间，界定反应空间7a的反应器19a进行其总体积容量的70％-95％的装料。反应器内部未被污泥占据的体积在步骤a)期间由配置在反应器上部的气体气氛所占据。

在本实施例中，这个步骤a)持续二十分钟。

在所谓热水解反应的步骤b)期间(其在此实施例中也持续二十分钟)，发生污泥的热水解，供应阀门6a和供应阀门9a保持关闭。

在这个步骤b)结束时，阀门9a被打开，这导致在步骤c)期间，包含在反应空间7a中的经水解的污泥批料的内容物向热交换器20、然后向减压装置10、10a、10b排放，之后通过排出装置11、11a、11b的管道将它们排出。在交换器20的上游以及其下游，进行水供给以通过给水网络21促进经水解的污泥的冷却。

这个步骤c)也持续二十分钟。

在本实施方案中，步骤a)、b)和c)具有二十分钟的持续时间并构成六十分钟的处理循环。

这个循环被立即重复一次，然后是在反应空间7a中的其它待处理污泥批料。不同污泥批料的处理因而在一系列的60-分钟循环中是彼此相继的，在此过程中，这些不同的污泥批料在反应空间7a中经过。

通过使用反应空间7b和7c，相同系列的处理循环被用于其它污泥批料。关于这些系列的循环的循环描述与参考反应空间7a的描述相同，不同之处在于与反应空间7b和7c相关联的阀门被启动，即：

污泥供应阀门6b和排出阀门9b，这是对于在反应空间7b中实施的处理循环而言的；

污泥供给阀门6c和排出阀门9c，这是对应在反应空间7c中实施的处理循环而言的。

根据本发明，这些不同系列的循环的循环起点在时间上是错开的，以便在第一反应空间中进行的一系列循环的步骤a)与在第二反应空间中进行的另一系列循环的步骤b)并且与在第三反应空间中进行的另一系列循环的步骤c)同时发生。

在本实施例中，每个系列循环的循环起点之间的这种错开是20分钟。

污泥向该设备的供应以及污泥从该设备的排出因而是连续的。

通过共有气体气氛12，在不同反应空间7a、7b、7c中占主导的压力在这些空间中进行平衡。

如果在气体气氛12中占主导的压力的测量装置15显示在这个气体气氛15中占主导的压力大于预定的上限阈值，则可将阀门15打开一定的时间，以降低此压力并使其达到基准压力或接近基准压力。

相反，如果在气体气氛12中占主导的压力的这些测量装置显示在这个气体气氛15中占主导的压力小于预定的下限阈值，则可将阀门17打开一定的时间，以将气体(例如惰性气体或新鲜蒸汽)供应到这个气体气氛中，以提高此压力并使其达到基准压力或接近基准压力。

参照图2描述的实施方案与参照图1所描述的实施方案的不同之处仅在于以下特性：根据该特性，反应空间7a、7b、7c被整合成单一反应器结构19，这些反应空间构成该单一反应器结构的部分，并且在线蒸汽扩散器22、22a、22b被使用以替代注入器-混合器。在这种实施方案中，该共有气体气氛由反应器的上部构成。要指出，在这种实施方案中，反应器具有垂直的形式。然而在其它实施方案中，它也可以具有水平的形式。

参照图3描述的实施方案与参照图1所描述的实施方案的不同之处仅在于以下特性：根据该特性，设置备用槽7d以在反应空间7a、7b、7c之一维护期间起到反应空间的作用。这个槽7d也可用于临时存储污泥。

在根据图4的实施方案中，经水解的污泥在设置在反应空间7a、7b和7c的出口处的闪蒸罐23中相伴进行减压和冷却。污泥的冷却通过给水网络21将水注入到离开该闪蒸罐的污泥中来完成，然后通过管道15将它们排出。

排出的闪蒸蒸汽通过管道25输送到也接收输入污泥的打浆机-混合器中。因此，所述输入污泥可被预热到例如50至100℃并且优选80至95℃的温度。经预热的输入污泥然后通过管道25a被输送到混合装置4、4a、4b，以用于将其与新鲜蒸汽混合。该设备的其余部分符合参考图1给出的实施方案。

要提出，在其它实施方案中，用于使回收蒸汽与输入污泥接触的装置可包括除打浆机-混合器之外的其它装备。特别地，可设想在这种情况下使用如上所述的混合器-注入器或在线蒸汽扩散器。

还要指出，在其它实施方案中，回收蒸汽产生装置可以是不同于闪蒸罐的其它装置。它尤其可以是简单回收锅炉(chaudière de récupération)。

Claims (23)

1.污泥热水解方法，其特征在于该方法包括：

在2巴绝对压力至16巴绝对压力的基准压力下对待处理污泥进行加压，

向所述经加压的污泥中注入新鲜蒸汽，以使这些污泥的温度达到120℃至200℃，

对所述经加热和加压的污泥应用热水解处理循环，所述热水解处理循环包括在于以下的步骤：

a)将经加热和加压的污泥批料输送到反应空间中，

b)将所述污泥批料保持在所述反应空间中足以使其热水解的持续时间，

c)排放所述反应空间的所述污泥批料，

冷却所述经水解的污泥，

使所述经水解的污泥减压，

并且将它们排出，

对所述污泥应用热水解处理循环的过程在至少三个反应空间中平行进行，在每个反应空间中实施一系列处理循环，所述反应空间中的每个反应空间专用于处理不同的污泥批料，所述处理循环的所述步骤a)、b)和c)从一个反应空间到另一个反应空间在时间上是错开的，

所述至少三个反应空间共有的气体气氛被设置，并且在所述共有气体气氛中占主导的压力被测量并且被基本恒定地保持在所述基准压力下。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括用于调节在所述共有气体气氛中占主导的压力的调节步骤，所述调节步骤包括：当在所述共有气体气氛中占主导的所述压力低于预定的下限阈值时，将气体注入所述共有气体气氛中，和/或当在所述共有气体气氛中占主导的所述压力高于预定的上限阈值时，排出在所述共有气体气氛中存在的气体的一部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述气体选自新鲜蒸汽和惰性气体。

4.根据权利要求2或3任一项所述的方法，其特征在于，所述调节步骤是自动的。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，进行新鲜蒸汽向所述经加压的污泥中的注入，以使所述污泥达到140℃至180℃的温度。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述基准压力为3.5巴绝对压力至10巴绝对压力。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，新鲜蒸汽的注入借助于包括在由动态混合器-注入器和在线蒸汽扩散器构成的组中的装置来实施。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，该方法包括预热在新鲜蒸汽注入的上游的所述输入污泥。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，经水解的污泥的冷却产生回收蒸汽，并且该方法包括回收蒸汽与所述输入污泥混合以进行其预热。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，回收蒸汽在所述新鲜蒸汽注入步骤的上游被注入到所述污泥中，这借助于包括在由动态混合器-注入器、在线蒸汽扩散器和打浆机-混合器构成的组中的至少一种装置来进行。

11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于，步骤a)的持续时间为10分钟至120分钟，步骤b)的持续时间为10分钟至120分钟，步骤c)的持续时间为10分钟至120分钟。

12.根据权利要求1-11任一项所述的方法，其特征在于，所述待处理污泥批料具有10％-40％重量干物质的干度。

13.用于实施根据权利要求1-12任一项所述的方法的设备，其特征在于所述设备包括：

污泥供给装置(1)；

所述污泥的加压装置(2，2a，2b)；

新鲜蒸汽供给装置(3)以及所述新鲜蒸汽与所述污泥的混合装置(4，4a，4b)；

分配装置(5)，用于将来自所述混合装置的多个污泥批料交替分配到至少三个反应空间(7a，7b，7c)中以用于使所述污泥热水解；

排出装置(8)，用于将来自所述至少三个反应空间(7a，7b，7c)的每一个反应空间中的所述经水解的多个污泥批料交替排出到冷却装置，以及所述经水解的污泥的减压装置(10，10a，10b)；

经减压水解的污泥的排出装置(11，11a，11b)；

所述至少三个反应空间(7a，7b，7c)具有共有气体气氛(12)，并且所述共有气体气氛设置有气体排出装置(13)以及在其中占主导的压力的测量装置(15)。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述新鲜蒸汽与所述污泥的所述混合装置(4，4a，4b)包括与所述新鲜蒸汽供给装置连接的至少一个动态混合器-注入器(18，18a，18b)或至少一个在线蒸汽扩散器(22，22a，22b)。

15.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，所述共有气体气氛(12)设有气体注入装置(16)。

16.根据权利要求13-15任一项所述的设备，其特征在于，所述反应空间(7a，7b，7c)各自由反应器结构(19a，19b，19c)界定。

17.根据权利要求13-16任一项所述的设备，其特征在于，所述反应空间(7a，7b，7c)被整合成单一反应器结构(19)，所述反应空间(7a，7b，7c)中的每一个构成所述单一反应器结构(19)的隔室。

18.根据权利要求14-17任一项所述的设备，其特征在于，该设备包括被确定尺寸以用于接收至少一个污泥批料的备用槽(7d)，以及用于将来自所述至少一个动态混合器-注入器或在线蒸汽扩散器的多个污泥批料向所述备用槽(7d)分配的装置。

19.根据权利要求13-18任一项所述的设备，其特征在于，经水解的污泥的所述冷却装置包括从由热交换器(20)、利用工业用水稀释经水解的污泥的装置、将新鲜污泥注入到所述经水解的污泥中的装置、回收蒸汽生成装置构成的组中选择的装置。

20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述设备包括至少一个产生所述回收蒸汽的闪蒸罐(23)。

21.根据权利要求19或20所述的设备，其特征在于，所述设备包括在新鲜蒸汽与污泥的所述混合装置(4，4a，4b)以及所述回收蒸汽与所述待处理污泥的接触装置的上游的至少一个所述回收蒸汽的供应管道(25，25a)。

22.根据权利要求21所述的设备，其特征在于，所述接触装置包括选自动态混合器-注入器、在线蒸汽扩散器和打浆机-混合器(24)中的至少一种装置。

23.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，经水解的污泥的所述冷却装置包括污泥-污泥交换器类型的热交换器。