[发明专利]市政和/或工业污泥节能减排处置与资源化集成工艺及其设备

权利要求书

1.一种污泥节能减排处置与其资源化集成工艺，其包括以下步骤：

(1)待处理污泥经初步脱水后加入调浆器(1)内，制备均质泥浆；

(2)将上述均质泥浆送入热水解器(2)中，制备水解泥浆；

(3)将上述水解泥浆置于一次闪蒸器(3)中，释压闪蒸，释压蒸汽送至调浆器(1)中，为调浆器(1)提供所需热量；

(4)将经过一次闪蒸器(3)闪蒸后的水解泥浆分流成两股，其中一股接入消化压力调节器(4)进行闪蒸降温；

(5)消化压力调节器(4)闪蒸后得到二次闪蒸水解泥浆，二次闪蒸水解泥浆经过换热器降温后送入厌氧消化器(5)中制备沼气；

(6)厌氧消化器(5)消化反应后产生的污泥残渣经脱水分离后制备农用基肥，清液送至预沉池(19)；

(7)将从一次闪蒸器(3)分流出的第二股水解泥浆，送入化学水解反应器(7)，在化学水解反应器(7)中，完成化学水解；

(8)在化学水解反应器(7)中，将化学水解后的水解泥浆用碱调节pH值后，送入分离设备中，实现分离，分离成轻、重两相流体；

(9)步骤(8)分离设备分离得到的轻相，即水溶性蛋白液接入二次闪蒸器(11)，在二次闪蒸器(11)中完成一次浓缩，一次浓缩液再经后续浓缩设备浓缩后得成品浓缩蛋白液；

(10)消化压力调节器(4)和二次闪蒸器(11)产生的蒸汽共同为步骤(9)中的后续浓缩设备提供热源；

(11)步骤(8)分离设备分离得到的重相流体，输送至厌氧消化器(5)制备沼气。

(12)由厌氧消化器(5)产生的沼气储存在沼气储罐(6)中，沼气用作锅炉燃料，生产高压水蒸汽产品；上述水蒸汽产品的一部分送至热水解器(2)，用作热水解热源，其余用作发电。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(9)中的后续浓缩过程为：一次浓缩液进入长管蒸发器组(12)完成二次浓缩，二次浓缩液进入在刮板蒸发器组(13)完成最终浓缩，成品浓液蛋白含量为15～30％；消化压力调节器(4)和二次闪蒸器(11)产生的蒸汽为长管蒸发器组(12)和刮板蒸发器组(13)提供热源；步骤(8)中的分离设备为卧螺离心机(10)。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(1)中所述调浆器(2)的操作条件为：控制浆体含水率为80％～85％，预热温度为95～97℃，预热时间为2小时，搅拌制备均质泥浆；步骤(2)中热水解器(2)的操作条件为：通入蒸汽进行水解，温度160℃±5℃，停留时间30分钟，水解泥浆含水率为87％～88％。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(3)中一级闪蒸器(3)的操作温度为140℃±5℃；步骤(4)中消化压力调节器(4)的闪蒸温度为100℃±2℃，停留时间为90分钟；步骤(5)中厌氧消化器(5)的反应温度为30-40℃。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(7)中，热水解反应条件为：采用有机酸调节pH值，pH值为5～6.9，控制温度140℃±5℃，实现水解泥浆化学水解，有机酸为醋酸，柠檬酸，磷酸中的至少一种，停留时间0.5～3.5小时；步骤(8)中碱调节后的pH值为6.5～8，碱为Ca(OH)₂。

6.一种实现权利要求1所述工艺的设备，该设备包括：调浆器(1)、热水解器(2)、一次闪蒸器(3)、消化压力调节器(4)，厌氧消化器(5)，沼气储罐(6)，化学水解反应器(7)，有机酸加料器(8)，碱加料器(9)，卧螺离心机(10)，二次闪蒸器(11)，后续浓缩设备，热力锅炉站(15)，发电机组(16)，脱水机(17)，农肥基料储池(18)，预沉池(19)。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述的后续浓缩设备为长管蒸发器组(12)和刮板蒸发器组(13)。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述的调浆器(1)为连续机械搅拌罐、间歇机械搅拌罐、静态混合管式反应器中的至少一种。

9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，热水解器(2)的加热方式为蒸汽直接加热，蒸汽间壁式加热，蒸汽内置管式加热中的至少一种。

10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，脱水机(17)是沉降离心机，离心过滤机，过滤机，重力沉降器中的至少一种；卧螺离心机(10)对两相混合流体实现液-固分离。