CN202688157U - 城市污泥连续式水热-闪蒸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城市污泥的处理装置，包括：暂存待处理污泥的原泥缓冲仓、将所述污泥预热、浆化的浆化反应器、将所述污泥通过蒸汽加热进行水热反应的水热反应器、将所述污泥进行闪蒸卸压的闪蒸反应器、冷却所述污泥的污泥冷却器，以及将所述污泥进行脱水的脱水机。城市污泥经本实用新型提供的污泥处理装置处理后，可直接进入厌氧消化反应器；也可直接脱水，得到含水率30％～55％的脱水泥饼和脱水滤液，脱水滤液可通过高效厌氧反应器处理，回收生物质燃气，脱水泥饼可通过焚烧回收其能量，或运送卫生填埋场填埋。本实用新型可达到城市污泥处理减量化、无害化、资源化的目的。

Description

城市污泥连续式水热-闪蒸装置

技术领域

本实用新型涉及污泥处理，特别涉及一种城市污泥处理装置，属于固体废弃物处理技术领域。

背景技术

随着城市化进程越来越快，城市生活污水的产生量和处理率也越来越高，尽管采取了各种方法来削减城市污泥的产出，其总量还是以每年10％的速率递增。污水处理厂的污泥一般都是采用“厌氧消化-加药脱水”的方法，达到约80％的含水率，然后运输至卫生填埋场填埋。80％的污泥仍具有一定的流动性，给运输、填埋等作业带来不便，而且存在二次污染的隐患。随着国家对于市政污泥最终处置管理的加强，城市污泥的处理成了污水处理厂亟待解决的问题。

近年来，污泥水热干化技术不断发展。水热处理技术能够使不溶性的污泥颗粒解体，细胞破裂，细胞有机质释放并进一步水解，有效提高污泥的生物沉降性和脱水性，同时改善污泥及其液相的生物降解性能。然而，原“城市污泥处理方法”(ZL200410098692.4)中以换热器作为能量回收的方式，因存在工艺不够连续，且换热器结垢而造成热效率降低等因素，逐渐被“连续式水热-闪蒸”的工艺方式所取代。

实用新型内容

本实用新型针对已有的城市污水处理厂尾端含水率75％～90％的污泥，提供了一种污泥处理装置，以高温蒸汽加热污泥，通过闪蒸的方式回收能量，然后脱水，进而达到城市污泥处理减量化、无害化、资源化的目的。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种城市污泥处理装置，依次包括：暂存待处理污泥的原泥缓冲仓、将所述污泥预热、浆化的浆化反应器、将所述污泥通过蒸汽加热进行水热反应的水热反应器、将所述污泥进行闪蒸卸压的闪蒸反应器、冷却闪蒸污泥的污泥冷却器，以及接在所述污泥冷却器后将所述污泥进行脱水的脱水机或后续处理的厌氧消化设备，所述原泥缓冲仓、浆化反应器、水热反应器、闪蒸反应器与污泥冷却器依次串联在通路中。

进一步地，所述浆化反应器、水热反应器与闪蒸反应器均在底部中央设有污泥出口，上部侧面设有污泥入口；

进一步地，所述浆化反应器顶部设有蒸汽出口，污泥出口旁设有闪蒸蒸汽入口，内部可设置机械搅拌或泵回流循环搅拌；

进一步地，所述水热反应器底部设有高温蒸汽入口，顶部设有蒸汽出口，内部设置机械搅拌器；

进一步地，所述闪蒸反应器顶部设有闪蒸蒸汽出口，所述闪蒸蒸汽出口与所述浆化反应器的闪蒸蒸汽入口相连。

进一步地，所述水热反应与闪蒸反应器之间，设置有自动调节阀或自动调节阀与手动阀门的组合，用以控制闪蒸速率，保证水热反应器液位恒定。

进一步地，所述的污泥冷却器后可直接连接脱水机脱水，也可直接连接厌氧消化设备进行后续处理。

本实用新型与传统的水热干化方法以及序批式水热工艺相比具有以下优点：

(1)设备更可靠。本实用新型以浆化反应器、闪蒸反应器取代了原污泥换热器；闪蒸蒸汽直接加热原料污泥，不存在结垢、堵塞的问题，且热效率远高于间壁传热。相比于序批式水热工艺，水热设备不存在疲劳工况，设备设计制造难度低，成本低廉且使用可靠。

(2)设备更高效。原水热工艺需仅能单批运行或序批运行，属于间歇操作模式，本实用新型通过温度、压力、液位、流量的参数与泵、阀的连锁控制，实现了24h连续运行；通过连续运行，大大减少了污泥在***中总停留时间，由一般的2～3个小时缩短到0.5小时左右，水热设备数量更少，使用效率更高，占地面积更省，投资降低。

(3)本实用新型适合处理更高浓度的原料污泥，更节能降耗。原水热工艺适用于含水率90％～95％的原料污泥，本实用新型适合处理含固率75％～90％的原料污泥，而单位原料污泥的能量消耗相当，但因污泥浓度的提高，实际核算能耗基本为原水热工艺能耗的1/2左右。

(4)传热效率高。本实用新型水热反应器和浆化反应器都采用逆流传热，而且以搅拌器搅拌，并且设备高径比大，并且设备采用高效保温层，这些都提高了蒸汽和污泥的传热效率。

(5)固液混合相闪蒸促进破壁。相对气相闪蒸降温降压过程，固液混合相闪蒸对于污泥内细胞破壁起到更大促进作用，有利于后续机械脱水工序及厌氧工序。

附图说明

附图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的介绍，但不作为对本发明的限定。

如图1所示，城市污泥连续式水热-闪蒸装置，包括：原泥缓冲仓1、浆化供料泵2、浆化反应器3、水热供料泵4、水热反应器5、闪蒸调节阀6、闪蒸反应器7、脱水供料泵8、污泥冷却器9、脱水机10，其中：

所述原泥缓冲仓1，用于存储作为原料的污泥，其污泥入口可以连接污泥泵来输入原料污泥，其污泥出口通过管路与浆化反应器3相连，在所述原泥缓冲仓1与浆化反应器3之间的相连管路上设置浆化供料泵2，用以将所述的原料污泥输入所述浆化反应器3；

所述浆化反应器3，用于对原料污泥进行预热、浆化，其污泥入口通过管路与原泥缓冲仓1相连，其污泥出口通过管路与水热反应器5相连；在所述浆化反应器3与水热反应器5之间的连通管路上设置水热供料泵4，用以将浆化后的污泥泵入所述水热反应器5；在所述的浆化反应器3底部污泥出口旁还设置有与所述闪蒸反应器7上闪蒸蒸汽出口相通的闪蒸蒸汽入口，闪蒸蒸汽从污泥底部进入，进行污泥预热、浆化；在所述浆化反应器3内部还可设置机械搅拌或泵回流循环搅拌，促进换热、利于浆化；在所述的浆化反应器3顶部设置有蒸汽出口，用以释放所述浆化反应器3内累积的杂质气体，且在较优的实施方式中，所述蒸汽出口可以选用可控的方式(如设置程控阀门)当所述浆化反应器3中形成的压力值超过设定的第一阈值时打开阀门释放出杂质气体；

所述水热反应器5，用于对原料污泥进行进一步加热，以使其进行水热反应，其污泥入口通过管路与浆化反应器3相连，其污泥出口通过管路与闪蒸反应器7相连；水热反应完成后，所述水热反应器5依靠其与所述闪蒸反应器7内的压力差完成污泥输送过程；在所述的水热反应器5底部污泥出口旁设有高温蒸汽入口，高温蒸汽从污泥底部进入；在所述的水热反应器5内部设有机械搅拌器，增加高温蒸汽与污泥接触面积，促进水热反应充分、彻底；在所述的水热反应器5顶部设置有蒸汽出口，用于释放由于高温而导致污泥产生的CO2等杂质气体，且在较优的实施方式中，所述蒸汽出口可以选用可控的方式(如设置程控阀门)，当所述水热反应器5中形成的压力值超过设定的第二阈值时打开阀门释放出杂质气体；在所述水热反应器5与闪蒸反应器7之间的连通管路上设置自动调节阀或自动调节阀与手动阀门的组合6，用以控制闪蒸速率，保证水热反应器液位恒定；

所述闪蒸反应器7，用于对原料污泥进行闪蒸卸压、降温，同时得到闪蒸蒸汽回流至所述浆化反应器3中对原料污泥进行预热浆化；所述闪蒸反应器7的污泥入口通过管路与水热反应器5相连，其污泥出口通过管路与污泥冷却器9相连；在所述的闪蒸反应器7顶部设有闪蒸蒸汽出口，用于将闪蒸产生的闪蒸蒸汽回流至所述浆化反应器3；

所述污泥冷却器9，用以对污泥进行冷却，在所述闪蒸反应器7与污泥冷却器9之间相连的管路上设有污泥泵，用以将污泥泵入所述污泥冷却器进行冷却，以便与其所连脱水机10对污泥进行脱水处理，或连接厌氧消化处理设备进行后续处理。

值得注意的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非因此限定本实用新型的专利保护范围，本实用新型还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本实用新型的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本实用新型所涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种城市污泥连续式水热-闪蒸装置，包括：原泥缓冲仓、浆化反应器、水热反应器、闪蒸反应器、污泥冷却器，以及接在所述污泥冷却器后将所述污泥进行脱水的脱水机，其特征在于，所述浆化反应器、水热反应器、闪蒸反应器与污泥冷却器依次串联。

2.如权利要求1所述的城市污泥连续式水热-闪蒸装置，其特征在于，所述浆化反应器、水热反应器与闪蒸反应器均在底部中央设有污泥出口，上部侧面设有污泥入口。

3.如权利要求2所述的城市污泥连续式水热-闪蒸装置，其特征在于，所述浆化反应器顶部设有蒸汽出口，污泥出口旁设有闪蒸蒸汽入口，闪蒸蒸汽从所述浆化反应器下部进入。

4.如权利要求3所述的城市污泥连续式水热-闪蒸装置，其特征在于，所述浆化反应器内部可设置机械搅拌或泵回流循环搅拌。

5.如权利要求2所述的城市污泥连续式水热-闪蒸装置，其特征在于，所述水热反应器底部设有高温蒸汽入口；顶部设有蒸汽出口，内部设置机械搅拌器。

6.如权利要求2所述的城市污泥连续式水热-闪蒸装置，其特征在于，所述闪蒸反应器顶部设有闪蒸蒸汽出口，所述闪蒸蒸汽出口与所述浆化反应器的闪蒸蒸汽入口相连。

7.如权利要求2所述的城市污泥连续式水热-闪蒸装置，其特征在于，所述水热反应器与闪蒸反应器之间，设置有自动调节阀或自动调节阀与手动门阀 的组合。

8.如权利要求1所述的城市污泥连续式水热-闪蒸装置，其特征在于，所述的污泥冷却器后可直接连接脱水设备或厌氧消化设备。