CN115925146A - 生活垃圾生活污水协同处理***及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生活垃圾生活污水协同处理***，浓缩池底部排泥口与污水脱水车间连接，浓缩池顶部排水口连接至污水处理管线；污水处理管线一端与凝汽器的出水口连接，另一端与生化处理构筑物连接，生化处理构筑物包括SBR好氧反应池和SBBR反应器；生化处理构筑物底部排泥口连接至浓缩池，生化处理构筑物顶部排水口通过出水管路连接至循环补水***；凝汽器出水端与发电***连接。该方法解决了现有技术中污水处理进行厌氧氨氧化时，需要外部设置热源进行水温维持，能耗较高，且污水处理产生的污泥占地面积大，后续处理能耗较高，造成较多热量浪费的问题，通过将垃圾焚烧发电与污水处理联合设置，彼此利用剩余能量实现热交换，有效降低了能耗。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，特别涉及一种生活垃圾生活污水协同处理***及处理方法。
背景技术
目前，居民生活产生的生活垃圾和生活污水均是采取分而治之的措施，即单独建设垃圾填埋场、垃圾焚烧发电厂和生活污水处理厂，这种分散建设、分别处理的技术路线，经济性差，能源浪费大；污水处理过程中污水温度完全随环境温度的变化而变化，当水温低时，污水生化处理效果变差；尤其是“厌氧氨氧化”工艺，该工艺比传统的全程硝化节省60%以上的供氧量，基本不需要外加碳源，可降低15%的污泥产量，该类工艺中，厌氧氨氧化菌最适宜的温度是30~35℃，对水温的苛刻要求，是制约“厌氧氨氧化”这种高效低碳水处理技术大规模工程应用的重要因素，现有技术中往往采用独立添加外部热源的方式来进行温度维持，确保污水原水温度在30~35℃范围内，耗能较高；而污水处理过程中产生的污泥，单独处置占地面积大；若采取干化减量，其热蒸汽的来源投资大，运行效率低；若采取焚烧处置，需要建设焚化炉，增加投资，焚烧污泥产生的热量白白浪费；因此，需要设计一种生活垃圾生活污水技术协同处理技术来解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生活垃圾生活污水协同处理***及处理方法，该方法解决了现有技术中污水处理进行厌氧氨氧化时，需要外部设置热源进行水温维持，能耗较高，且污水处理产生的污泥占地面积大，后续处理能耗较高，造成较多热量浪费的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
生活垃圾生活污水协同处理***，包括浓缩池，浓缩池底部排泥口与污水脱水车间连接，浓缩池顶部排水口连接至污水处理管线；污水处理管线一端与凝汽器的出水口连接，另一端与生化处理构筑物连接，生化处理构筑物包括SBR好氧反应池和SBBR反应器；生化处理构筑物底部排泥口连接至浓缩池，生化处理构筑物顶部排水口通过出水管路连接至循环补水***；凝汽器出水端与发电***连接。
优选地，发电***包括补水管路，补水管路一端与凝汽器连接，另一端与锅炉连接；补水管路上从凝汽器一端依次连接有凝结水精处理装置、低压加热器、除氧器、锅炉补水泵组和高压加热器；锅炉排汽端与汽轮机和发电机组连接。
优选地，汽轮机和发电机组的乏汽管路连接至凝汽器。
优选地，锅炉的烟道气管路与烟道气加热器连接，污水处理管线上并联有换热支路，换热支路与烟道气加热器连接进行加热；换热支路的进出口之间设置电动阀。
优选地，循环补水***包括冷却塔，冷却塔通过循环水管与凝汽器连接，循环水管上连接有循环水泵；冷却塔底部排水口外排至外部。
优选地，污水脱水车间的分离回收液回流至浓缩池，污水脱水车间的固体和气体可燃物用于锅炉的燃烧。
优选地，一种生活垃圾生活污水协同处理***的处理方法，包括以下步骤：
S1，将垃圾发电厂与污水处理厂合并选址，通过污水处理的固态废料和排放气作为垃圾发电厂的燃料补充；
S2，经过预处理的生活污水，进入凝汽器进行换热，加热后的污水原水进入污水处理管线，保持水温在30~35℃，然后送入SBR好氧反应池进行好氧反应，进行除COD和除磷；反应后的污水原水进入SBBR反应器进行短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺；反应产生的废气通过管路送入锅炉进行焚烧；反应后的尾水通过管路连至冷却塔；
S3，步骤S2中反应产生的剩余污泥排入浓缩池进行浓缩，浓缩后的上层清液排入污水处理管线进行再反应；浓缩后的浓缩污泥排入污泥脱水车间进行脱水，脱水后的分离液排入浓缩池进行再处理，分离后的浓缩污泥送入破碎装置，与生活垃圾混合破碎后，作为锅炉的燃料；
S4，步骤S2中处理过后的尾水，先经过冷却塔进行冷却，冷却后通过循环水管和循环水泵抽入凝汽器，与补水管路中用于发电的锅炉水进行热交换；
S5，步骤S4中，汽轮机和发电机组发电过后的乏汽通过乏汽管路进入凝汽器，利用污水处理管线中的生活污水原水，以及循环管路的循环水对乏汽进行冷却；冷却后的锅炉水经过补水管路依次精处理、加热和除氧后，通过锅炉补水泵组送入锅炉进行加热汽化，汽化后的蒸汽进入汽轮机和发电机组进行发电，发电后的乏汽重复上述循环过程；
S6，锅炉燃烧产生的高温烟道气通过管路连接至烟道气加热器，污水处理管线上设置的换热支路从烟道气加热器内部绕过，通过与烟道气加热器进行换热，对污水处理管线上的污水原水进行加热，加热至反应所需的温度。
进一步地，脱水后的污泥为含水率50~60%的污泥。
进一步地，经过处理后的生活污水，可以用于垃圾发电生产过程的循环水***补水、热力***补水、工艺补水等。多余的尾水排入水体，作为生态补水。
进一步地，生活污水预处理包括污水处理格栅拦截以及初沉处理；预处理后的废料也一并送入破碎机构，与污泥和生活垃圾一起进行破碎处理，后续进入锅炉进行焚烧。
进一步地，管路上设置有多处电动阀，电动阀与垃圾焚烧发电机组的智能温控***连接，根据污水来水温度、污水水量和垃圾发电机组的出力。
本发明的有益效果为：
1、本***中，垃圾和污水协同治理，一方面以废制废，另一方面生产电力，低碳高效；
2、本***中，通过污水处理的废气和污泥废料作为焚烧发电的补充燃料，节省了能耗成本，另一方面，焚烧发电的剩余热量可以作为污水处理中污水原水的温度维持的热源，从而避免了额外设置单独的热源给污水处理，进一步节省了能耗；污水原水的低温以及后续尾水经过冷却的低温度，可以为乏汽的冷凝提供热交换媒介；处理后的尾水也可以作为循环水以及锅炉水的补水，进一步实现了水资源的循环利用；整个***在发电和污水处理之间相互配合，合理利用了各个环节的剩余能源，有效实现了成本控制；且***本身结构便于实施和维护，具有很强的可实施性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中附图标记为：浓缩池1，污水脱水车间2，污水处理管线3，凝汽器4，SBR好氧反应池5，SBBR反应器6，补水管路7，锅炉8，凝结水精处理装置9，低压加热器10，除氧器11，锅炉补水泵组12，高压加热器13，汽轮机，发电机组14，乏汽管路15，烟道气管路16，烟道气加热器17，换热支路18，冷却塔19，循环水管20，循环水泵21。
具体实施方式
如图1中，一种生活垃圾生活污水协同处理***，包括浓缩池，浓缩池底部排泥口与污水脱水车间连接，浓缩池顶部排水口连接至污水处理管线；污水处理管线一端与凝汽器的出水口连接，另一端与生化处理构筑物连接，生化处理构筑物包括SBR好氧反应池和SBBR反应器；生化处理构筑物底部排泥口连接至浓缩池，生化处理构筑物顶部排水口通过出水管路连接至循环补水***；凝汽器出水端与发电***连接。
优选地，发电***包括补水管路，补水管路一端与凝汽器连接，另一端与锅炉连接；补水管路上从凝汽器一端依次连接有凝结水精处理装置、低压加热器、除氧器、锅炉补水泵组和高压加热器；锅炉排汽端与汽轮机和发电机组连接。
优选地，汽轮机和发电机组的乏汽管路连接至凝汽器。
优选地，锅炉的烟道气管路与烟道气加热器连接，污水处理管线上并联有换热支路，换热支路与烟道气加热器连接进行加热；换热支路的进出口之间设置电动阀。
优选地，循环补水***包括冷却塔，冷却塔通过循环水管与凝汽器连接，循环水管上连接有循环水泵；冷却塔底部排水口外排至外部。
优选地，污水脱水车间的分离回收液回流至浓缩池，污水脱水车间的固体和气体可燃物用于锅炉的燃烧。
优选地，一种生活垃圾生活污水协同处理***的处理方法，包括以下步骤：
S1，将垃圾发电厂与污水处理厂合并选址，通过污水处理的固态废料和排放气作为垃圾发电厂的燃料补充；
S2，经过预处理的生活污水，进入凝汽器进行换热，加热后的污水原水进入污水处理管线，保持水温在30~35℃，然后送入SBR好氧反应池进行好氧反应，进行除COD和除磷；反应后的污水原水进入SBBR反应器进行短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺；反应产生的废气通过管路送入锅炉进行焚烧；反应后的尾水通过管路连至冷却塔；
S3，步骤S2中反应产生的剩余污泥排入浓缩池进行浓缩，浓缩后的上层清液排入污水处理管线进行再反应；浓缩后的浓缩污泥排入污泥脱水车间进行脱水，脱水后的分离液排入浓缩池进行再处理，分离后的浓缩污泥送入破碎装置，与生活垃圾混合破碎后，作为锅炉的燃料；
S4，步骤S2中处理过后的尾水，先经过冷却塔进行冷却，冷却后通过循环水管和循环水泵抽入凝汽器，与补水管路中用于发电的锅炉水进行热交换；
S5，步骤S4中，汽轮机和发电机组发电过后的乏汽通过乏汽管路进入凝汽器，利用污水处理管线中的生活污水原水，以及循环管路的循环水对乏汽进行冷却；冷却后的锅炉水经过补水管路依次精处理、加热和除氧后，通过锅炉补水泵组送入锅炉进行加热汽化，汽化后的蒸汽进入汽轮机和发电机组进行发电，发电后的乏汽重复上述循环过程；
S6，锅炉燃烧产生的高温烟道气通过管路连接至烟道气加热器，污水处理管线上设置的换热支路从烟道气加热器内部绕过，通过与烟道气加热器进行换热，对污水处理管线上的污水原水进行加热，加热至反应所需的温度。
进一步地，脱水后的污泥为含水率50~60%的污泥。
进一步地，经过处理后的生活污水，可以用于垃圾发电生产过程的循环水***补水、热力***补水、工艺补水等。多余的尾水排入水体，作为生态补水。
进一步地，生活污水预处理包括污水处理格栅拦截以及初沉处理；预处理后的废料也一并送入破碎机构，与污泥和生活垃圾一起进行破碎处理，后续进入锅炉进行焚烧。
进一步地，管路上设置有多处电动阀，电动阀与垃圾焚烧发电机组的智能温控***连接，根据污水来水温度、污水水量和垃圾发电机组的出力。
实施例2：
具体实施中，首先，根据生活污水量、生活垃圾处理量、环保要求、气象条件等外界条件初步选型技术路线、工艺方案。
其次，根据生活污水量、污水的进出水温度，汽轮机凝汽量等，在保证夏季不利环境气象条件下生活污水的出水温度<37℃左右的条件下，设计循环水***的冷却倍率（不能按照传统垃圾发电机组的冷端优化的方法确定冷却倍率）。
然后，当生活污水量较大、环境温度较低时，通过减少循环水量、烟道气辅助加热的措施调节生活污水的水温，保证全年进入生物处理单元的污水的温度在30~35℃范围之内。
再次，循环水泵采用变频控制，保证根据每日的气温变化、机组出力、污水来水量等情况，自动调整水泵转速，通过调控循环水量来控制生活污水的水温。
再次，在进入生化池之前设置调节池（根据工程具体情况而定是否设置该构筑物），保证进入生化池的污水是均质、均量、均温的。
再次，生活污水经过处理达标后，一部分送至电厂部分用于发电生产消耗用水，一部分达标外排。
最后，生活污水处理过程中产生的污泥，经过深度脱水后，含水率达到50~60%时，送至锅炉燃烧，产生的热量用于发电。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.生活垃圾生活污水协同处理***，其特征在于：包括浓缩池（1），浓缩池（1）底部排泥口与污水脱水车间（2）连接，浓缩池（1）顶部排水口连接至污水处理管线（3）；污水处理管线（3）一端与凝汽器（4）的出水口连接，另一端与生化处理构筑物连接，生化处理构筑物包括SBR好氧反应池（5）和SBBR反应器（6）；生化处理构筑物底部排泥口连接至浓缩池（1），生化处理构筑物顶部排水口通过出水管路连接至循环补水***；凝汽器（4）出水端与发电***连接。
2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾生活污水协同处理***，其特征在于：所述发电***包括补水管路（7），补水管路（7）一端与凝汽器（4）连接，另一端与锅炉（8）连接；补水管路（7）上从凝汽器（4）一端依次连接有凝结水精处理装置（9）、低压加热器（10）、除氧器（11）、锅炉补水泵组（12）和高压加热器（13）；锅炉（8）排汽端与汽轮机和发电机组（14）连接。
3.根据权利要求2所述的一种生活垃圾生活污水协同处理***，其特征在于：所述汽轮机和发电机组（14）的乏汽管路（15）连接至凝汽器（4）。
4.根据权利要求2所述的一种生活垃圾生活污水协同处理***，其特征在于：所述锅炉（8）的烟道气管路（16）与烟道气加热器（17）连接，污水处理管线（3）上并联有换热支路（18），换热支路（18）与烟道气加热器（17）连接进行加热；换热支路（18）的进出口之间设置电动阀。
5.根据权利要求1所述的一种生活垃圾生活污水协同处理***，其特征在于：所述循环补水***包括冷却塔（19），冷却塔（19）通过循环水管（20）与凝汽器（4）连接，循环水管（20）上连接有循环水泵（21）；冷却塔（19）底部排水口外排至外部。
6.根据权利要求1所述的一种生活垃圾生活污水协同处理***，其特征在于：所述污水脱水车间（2）的分离回收液回流至浓缩池（1），污水脱水车间（2）的固体和气体可燃物用于锅炉（8）的燃烧。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的一种生活垃圾生活污水协同处理***的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将垃圾发电厂与污水处理厂合并选址，通过污水处理的固态废料和排放气作为垃圾发电厂的燃料补充；
S2，经过预处理的生活污水，进入凝汽器（4）进行换热，加热后的污水原水进入污水处理管线（3），保持水温在30~35℃，然后送入SBR好氧反应池（5）进行好氧反应，进行除COD和除磷；反应后的污水原水进入SBBR反应器（6）进行短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺；反应产生的废气通过管路送入锅炉（8）进行焚烧；反应后的尾水通过管路连至冷却塔（19）；
S3，步骤S2中反应产生的剩余污泥排入浓缩池进行浓缩，浓缩后的上层清液排入污水处理管线（3）进行再反应；浓缩后的浓缩污泥排入污泥脱水车间（2）进行脱水，脱水后的分离液排入浓缩池（1）进行再处理，分离后的浓缩污泥送入破碎装置，与生活垃圾混合破碎后，作为锅炉（8）的燃料；
S4，步骤S2中处理过后的尾水，先经过冷却塔（19）进行冷却，冷却后通过循环水管（20）和循环水泵（21）抽入凝汽器（4），与补水管路（7）中用于发电的锅炉水进行热交换；
S5，步骤S4中，汽轮机和发电机组（14）发电过后的乏汽通过乏汽管路（15）进入凝汽器（4），利用污水处理管线（3）中的生活污水原水，以及循环管路（20）的循环水对乏汽进行冷却；冷却后的锅炉水经过补水管路（7）依次精处理、加热和除氧后，通过锅炉补水泵组（12）送入锅炉（8）进行加热汽化，汽化后的蒸汽进入汽轮机和发电机组（14）进行发电，发电后的乏汽重复上述循环过程；
S6，锅炉（8）燃烧产生的高温烟道气通过管路连接至烟道气加热器（17），污水处理管线（3）上设置的换热支路（18）从烟道气加热器（17）内部绕过，通过与烟道气加热器（17）进行换热，对污水处理管线（3）上的污水原水进行加热，加热至反应所需的温度。
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