[发明专利]一种城市污泥的高效热水解装置与方法

说明书

本发明公开了一种城市污泥的高效热水解装置，包括热水解罐、储气罐、搅拌器以及用于检测热水解罐内温度的热电偶，热水解罐上开设有进料口和出料口，储气罐通过进气管与热水解罐相连通，进气管上安装有加压泵和第一电磁阀；储气罐还通过出气管与热水解罐相连通，出气管上依次安装有抽气泵、真空计和第二电磁阀；热水解罐的侧壁上安装有加热器。本发明通过设置加压泵预先提高热水解罐内压强，避免了压强对污泥温度升高的限制，提高污泥对热量的利用效率，具有操作灵活、简单高效等优点。

技术领域

本发明涉及污水污泥处理技术领域，特别涉及到一种城市污泥的高效热水解装置与方法。

背景技术

随着活性污泥法处理生活污水的普及应用，剩余污泥产量急剧增加，污泥产量已经达到4300万吨/年(以含水率80％计)，剩余污泥处理处置形势日益严峻。联合热水解和厌氧消化的处理方法作为一种极具潜力的污泥处理技术，在降低污泥污染环境的同时回收能源，成为目前国际上最受欢迎的污泥减量化和资源化处理技术。然而低的污泥厌氧消化效率(处理周期长、污泥有机质降解效率低、甲烷产率低)一直限制着厌氧消化技术的推广应用。热水解技术有助于可以克服此类问题，污泥在高温高压下进行水解和减压闪蒸过程，破坏了污泥固体的结构。污泥大分子有机物的高效热水解对提高厌氧消化效率有着积极意义。

常规的污泥热水解设备加热方式包括蒸汽直接加热和热传导型间接加热。相比于蒸汽直接加热，热传导间接加热方式是通过外部加热元件升温，将热量传递至污泥液体，进而使液体汽化来提高密闭反应器内的压力。但是热传导加热方式在实际应用中，污泥液体在加热过程中会处于过热状态，系统压力总是低于水(污泥液体)温度所对应的饱和蒸气压，造成了系统压力抑制污泥温度上升的问题。处于过热状态的污泥，水持续沸腾并汽化以提高系统压力，但是从污泥中带走大量热量，造成污泥对热量的利用效率降低，升温过程减慢。因此，污泥液体温度的升高被动地受限于反应器内压力的升高。总而言之，热传导型加热方式的污泥热水解设备存在传热效率低，加热时间长，热能利用率低的问题，严重限制了热传导型热水解工艺的应用。如何提高热传导型污泥热水解设备的加热效率，是目前急需解决的问题。

现有专利技术均以改善热水解效果为目的。专利：太阳能高温热水解联合闪蒸脱水污泥处理系统(CN104261643A)利用太阳能降低能耗成本，但并没有从根本上解决加热效率低的问题。

如何强化污泥的高效热水解，改善污泥热水解的效果和效率，是当前急需解决的重要问题。因此，亟需提出一种城市污泥的高效热水解装置与方法来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种城市污泥的高效热水解装置与方法，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种城市污泥的高效热水解装置，包括热水解罐、储气罐、搅拌器以及用于检测热水解罐内温度的热电偶，所述热水解罐的上部和下部分别开设有进料口和出料口，储气罐通过进气管与热水解罐相连通，进气管上安装有加压泵和第一电磁阀；储气罐还通过出气管与热水解罐相连通，出气管上依次安装有抽气泵、真空计和第二电磁阀；压力计安装于热水解罐上，搅拌器设于热水解罐内，搅拌器用于对热水解罐中的城市污泥均匀搅拌，热水解罐的侧壁上安装有加热器。

进一步的，所述进气管的一端以及出气管的一端分别从热水解罐的顶部伸入热水解罐中，且进气管和出气管的伸入端上均安装有管堵。

进一步的，所述城市污泥的含水率为85％～95％。

进一步的，所述加压泵用于将热水解罐内的压强增加至0.62MPa，抽气泵用于将热水解罐内的压强降低至10³Pa，抽气泵抽出的气体进入储气罐中并用于作为加压泵的进气。

进一步的，所述储气罐中设置有用于吸收气体中的氨气和硫化氢的碱液。

进一步的，所述热水解罐的内壁为陶瓷材质。