[实用新型]生物质热电联产的造纸污泥处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及造纸污泥处理技术领域，具体涉及生物质热电联产的造纸污泥处理系统。

背景技术

造纸行业的不断发展，造纸企业的污水大多经过治理设施处理后达到排放要求。但处理过程中所沉淀下来的造纸污泥又成为了新的污染源。根据造纸废水处理的不同阶段，产生的污泥类型和污泥量是不相同的。按污泥来源可分为：(1)初沉污泥：来自初沉池；(2) 剩余污泥：来自活性污泥法后的二沉池；(3)腐质污泥：来自生物膜法后的二沉池；(4) 熟污泥：生污泥经消化后的污泥，又称消化污泥；(5)化学污泥：用化学沉淀法产生的污泥，又称化学泥渣。据统计，每生产1吨的纸，所排出造纸污水当中，污泥的含量就可以高达1.2吨，这些被沉淀出来的造纸污泥成为了困扰造纸企业的难题。随着造纸行业的持续快速发展，每年新生的造纸污泥数量庞大且种类繁多，而且其中含有的成分较复杂。在制浆造纸过程中大部分原料纤维被用来生产纸产品，剩余的生物有机质大部分则转移到废水中，所以造纸污泥生物质含量丰富，有机物含量50％-65％，主要含有纤维素、半纤维素和木质素等。在造纸废水处理过程中，废水经物化、生化方法处理后，其中的90％以上悬浮物被分离出来成为污泥。如何将造纸污泥进行生物质资源化利用具有重要的现实意义。

传统的造纸污泥处理技术主要为制堆肥和填埋，而近些年将造纸污泥作为生物质进行利用的研究主要有焚烧发电、热解技术、制氢技术、制活性炭技术和厌氧消化等，但是现有技术均存在环保不达标、能耗高，或者成本高、效率低的问题，例如对造纸污泥而言，由于其含水率高，在采用焚烧、好氧堆肥等技术对其进行处理时需要对其进行脱水，运行成本较高。若采用好氧堆肥和卫生填埋方法处理，可实现减量化效果，但不能产生沼气而造成资源浪费，且由于含水率很高也有很大的局限性。同时，造纸污泥由于有机物含量高，处理需要大量的动力消耗和营养物添加，也不太适合好氧处理工艺。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种节能环保的生物质热电联产的造纸污泥处理系统，该系统利用造纸污泥制备沼气并实现热能和电能的高效转化和利用。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供生物质热电联产的造纸污泥处理系统，包括带有搅拌器的污泥收集池、污泥泵、二级厌氧发酵装置、用于将沼气转化为甲醇的甲醇转化装置和沼气热电站，所述二级厌氧发酵装置包括串联设置的CSTR厌氧反应器和UASB厌氧反应器，所述UASB厌氧反应器的上部设置有三相分离器；

所述污泥收集池的污泥出口通过所述污泥泵依次与所述CSTR厌氧反应器的进料口连接，所述CSTR厌氧反应器的出水口与所述UASB厌氧反应器的底部进水口连接，所述UASB厌氧反应器的出水口与所述污泥收集池的进水口连接，所述CSTR厌氧反应器的和所述三相分离器的沼气出口分别通过管路输送至沼气热电站；

所述沼气热电站包括用于将沼气转化为甲醇的甲醇转化装置、甲醇水存储器、甲醇水制氢重整器、换热器、燃料电池、空气余气混合器和控制装置，所述甲醇水制氢重整器设置有重整室、分离室和供甲醇水重整制氢反应所需温度的电加热器，所述控制装置包括控制器和用于向外输出电能的电力输出端口，其中：二级厌氧发酵装置产生的沼气经甲醇转化装置转化为甲醇，该甲醇在所述甲醇水存储器内与水混合制成甲醇水混合溶液，然后输送至所述重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应制得氢气和高温余气的混合气，然后混合气经分离室分离出的氢气经所述换热器降温后输送至燃料电池产生电能，该电能通过电力输出端口为系统内的所有用电设备供电；经分离室分离出的高温余气与外界空气经所述空气余气混合器混合后形成所需温度的混合气并为所述 CSTR厌氧反应器、UASB厌氧反应器和甲醇转化装置内的生化反应提供所需的温度。

其中，所述CSTR厌氧反应器设置有用于通入加热介质的夹层，所述夹层通过第一加热管路与所述空气余气混合器的出气口连接，所述第一加热管路设置有与控制器连接的调节阀，所述CSTR厌氧反应器内设置有与控制器连接的温度传感器。

其中，所述UASB厌氧反应器设置有保温层，所述保温层通过第二加热管路与所述空气余气混合器的出气口连接，所述第二加热管路设置有与控制器连接的调节阀，所述UASB厌氧反应器内设置有与控制器连接的温度传感器。