[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

说明书

技术领域

本发明涉及市政和/或工业污泥节能减排处置与资源化集成工艺及其设备领域，特别涉及城镇污水处理厂富含微生物、后生动物、藻类、有机质类型的市政和/或工业污泥中杀灭所有病原体、减少污泥排弃量处理，同时联合生产沼气及水解生物蛋白产品的集成技术领域。

背景技术

目前，以生物化学方法为主工艺的城镇污水处理厂，市政和工业污泥是排弃的必然产物。对其进行环境处理中，一种完善的污泥处置技术尚未形成规模。一般方法，如填埋、脱水或干化焚烧、用作工程土、制备农用肥等都存在着很多的需要解决的技术难题。无组织排弃严重影响了环境质量，排弃的做法已因发生二次污染被禁止。

我国每年的污泥量以10％的速度递增，经济有效的处置技术，节能减排已成为紧迫的环境处理任务。在处置过程中，对其资源加以开发利用更加重要。

中国专利申请01126637.6公开了一种污泥低氧消化-膜分离处理工艺技术，污泥消化生产的上清液通过膜分离装置直接排放。由于发明的技术核心采用了膜技术进行上清液的分离，膜的透过速率和膜被堵塞，减少了膜的工作寿命，受到产业化实现的约束。

中国专利申请96196796.X公开了一种处理剩余活性污泥的方法，用硫酸纸浆生产过程得到的白泥，加入增稠后的剩余活性污泥的体积比为1∶5～10，操作温度75℃～104℃，通过固液分离设备进行脱水，固形物被干化，焚烧。

中国专利ZL200610019063.7公布了“用生石灰水解剩余活性污泥制备水解蛋白质的生产工艺”；中国申请专利200710150330.9公布了“一种活性污泥处理工艺”；中国专利申请200710150331.3公布了“一种微生物蛋白质的制备方法”。上述三篇专利公开的工艺均只涉及蛋白液的提取，其工艺需要外界提供热源，不能实现能量自供给。

中国专利申请200920252082.3公布了“污泥水解提取生物蛋白质系统”，上述工艺方法通过在重新将污泥添加CaO或Ca(OH)₂作为化学处理剂条件下，进行化学水解，pH为13，反应工作压力P＝0.4～0.6MPa，水解时间大于3小时；水解液降压降温后，通过过滤装置得到滤液和液饼，滤液即被提取的水解产品。这类工艺蛋白的提取率低。由于水解污泥将具有高粘度、固形颗粒小，低温过滤(＜80℃)的特征，过滤操作温度低过滤装置的生产能力很低。生产的滤饼含水量大，为后期处理带来困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合于工业化生产的污泥节能减排处理与资源化的集成工艺与设备。

本发明是这样实现的，其方法为如下步骤：

(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级闪蒸器(3)中，释压闪蒸，释压蒸汽回至调浆器(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，将水解泥浆化学水解；

(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。