用于處理污泥與餐廚垃圾的反應(yīng)系統(tǒng)及方法與流程

本發(fā)明屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于處理污泥與餐廚垃圾的反應(yīng)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

市政污泥的處理是城市環(huán)境保護(hù)的重要課題，利用厭氧菌群對污泥中有機(jī)物進(jìn)行分解是其中較為重要的技術(shù)手段，該過程亦能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)沼目的。但普通市政污泥有機(jī)物含量偏低，產(chǎn)氣量少，運(yùn)營成本大；而餐廚垃圾則富含有機(jī)物，處理不當(dāng)極易滋生蚊蠅及病菌，帶來較大環(huán)境衛(wèi)生隱患。

除此，目前進(jìn)行厭氧消化反應(yīng)的污泥大都未經(jīng)過預(yù)處理，污泥中的有機(jī)物主要存在于各類細(xì)胞中，厭氧消化水解進(jìn)程受阻礙，進(jìn)而導(dǎo)致厭氧消化反應(yīng)有機(jī)物去除率低，產(chǎn)氣量少；另一方面，現(xiàn)階段污泥厭氧消化反應(yīng)裝置多采用一過度儲料斗，將污泥加入儲料斗后，在過度儲料斗上方蓋上蓋子，再打開其下方的閥門，讓過度儲料斗中的污泥落入下方的反應(yīng)釜，進(jìn)料過程難以避免空氣進(jìn)入，影響反應(yīng)進(jìn)程。

鑒于此，有必要提供一種新的用于處理污泥與餐廚垃圾的反應(yīng)系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種用于處理污泥與餐廚垃圾的反應(yīng)系統(tǒng)及方法，能夠提高污泥中有機(jī)物去除率及厭氧消化反應(yīng)的產(chǎn)氣量，還能避免外界空氣對厭氧消化反應(yīng)的影響，實(shí)現(xiàn)更好地污泥與餐廚垃圾協(xié)同處理效果。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種用于處理污泥與餐廚垃圾的反應(yīng)系統(tǒng)，包括熱水解反應(yīng)裝置及厭氧消化反應(yīng)裝置；

所述熱水解反應(yīng)裝置包括熱水解反應(yīng)釜、用以對熱水解反應(yīng)釜進(jìn)行加熱的加熱組件、監(jiān)測并調(diào)節(jié)熱水解反應(yīng)釜內(nèi)氣體壓力的氣壓組件以及檢測并調(diào)節(jié)熱水解反應(yīng)釜內(nèi)污泥的pH值的pH組件，所述熱水解反應(yīng)釜還設(shè)有第一進(jìn)料口、第一出料口及連接至第一出料口的出料管路，所述出料管路上設(shè)有隔膜真空泵及壓力表；

所述厭氧消化反應(yīng)裝置包括厭氧消化反應(yīng)釜及設(shè)置于厭氧消化反應(yīng)釜頂部的進(jìn)料組件，所述厭氧消化反應(yīng)釜還設(shè)有排氣口、第二進(jìn)料口及第二出料口，所述進(jìn)料組件包括位于第二進(jìn)料口上方的進(jìn)料斗、連接進(jìn)料斗與第二進(jìn)料口的螺旋進(jìn)料管道及與螺旋進(jìn)料管道配合設(shè)置的進(jìn)料推桿，所述進(jìn)料斗用以承接餐廚垃圾及輸運(yùn)自所述第一出料口的污泥。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述pH組件包括用以盛放酸溶液的第一容器及用以盛放堿溶液的第二容器，所述第一容器及第二容器連通至所述熱水解反應(yīng)釜，且所述第一容器及第二容器與熱水解反應(yīng)釜之間設(shè)液泵，所述pH組件還包括連接設(shè)置于所述第一出料口處的pH測量器，所述pH測量器與第一出料口之間設(shè)有預(yù)冷管路。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣壓組件包括氮?dú)庠?，所述氮?dú)庠赐ㄟ^進(jìn)氣管路連接至熱水解反應(yīng)釜的上端，所述進(jìn)氣管路上設(shè)有進(jìn)氣閥；所述氣壓組件還包括設(shè)置于熱水解反應(yīng)釜上端的泄壓管路，所述泄壓管路上設(shè)有泄壓閥。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱水解反應(yīng)裝置還包括設(shè)置于熱水解反應(yīng)釜內(nèi)的攪拌葉及連接至所述攪拌葉并驅(qū)動所述攪拌葉旋轉(zhuǎn)的第一攪拌電機(jī)，所述第一攪拌電機(jī)固設(shè)于所述熱水解反應(yīng)釜的正上方且所述第一攪拌電機(jī)連接設(shè)置有冷卻水路。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱水解反應(yīng)釜的外表面至少部分包覆設(shè)置有保溫層。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述厭氧消化反應(yīng)裝置還包括設(shè)置于厭氧消化反應(yīng)釜旁側(cè)的第二攪拌電機(jī)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述厭氧消化反應(yīng)釜遠(yuǎn)離第二攪拌電機(jī)的一側(cè)還設(shè)有透明視窗。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述厭氧消化反應(yīng)裝置還包括連接至所述排氣口的排氣管路，所述排氣管路上還設(shè)置有氣體流量計(jì)。

本發(fā)明還提供一種用于處理污泥與餐廚垃圾的方法，主要包括：

獲取第一出料口排出的經(jīng)過熱水解反應(yīng)的污泥的含固量Q1及餐廚垃圾的含固量Q2；

將質(zhì)量為M1的經(jīng)過熱水解反應(yīng)的污泥及質(zhì)量為M2餐廚垃圾輸運(yùn)至進(jìn)料斗，所述污泥及餐廚垃圾經(jīng)由螺旋進(jìn)料管道進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)釜內(nèi)，并使得厭氧消化反應(yīng)釜中的混合物含固量Q為5～25%，其中，M1+M2≤M，M為所述厭氧消化反應(yīng)釜的既定最大處理量；

關(guān)閉第二進(jìn)料口，進(jìn)行厭氧消化反應(yīng)，累計(jì)反應(yīng)時間t達(dá)到既定周期T時，打開第二出料口，排出厭氧消化反應(yīng)釜中的混合物。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述厭氧消化反應(yīng)裝置還包括設(shè)置于所述厭氧消化反應(yīng)釜上的注水口，所述方法還包括調(diào)節(jié)所述厭氧消化反應(yīng)釜中的混合物含固量Q，具體地，當(dāng)M1+M2＜M時，打開注水口以將質(zhì)量為M3的水加入所述厭氧消化反應(yīng)釜中，其中，M1+M2+M3≤M，并使得加水后的厭氧消化反應(yīng)釜中的混合物含固量Q＇為5～25%。

本發(fā)明的有益效果：采用本發(fā)明用于處理污泥與餐廚垃圾的反應(yīng)系統(tǒng)及方法，能夠更好地實(shí)現(xiàn)污泥與餐廚垃圾的協(xié)同處理，有效改善環(huán)境質(zhì)量。其中，所述熱水解反應(yīng)裝置促使污泥中細(xì)胞破碎，有機(jī)物溶出，有利于有機(jī)物后續(xù)經(jīng)由厭氧消化反應(yīng)充分分解，有效提高有機(jī)物去除率及產(chǎn)氣量。

所述厭氧消化反應(yīng)裝置通過螺旋進(jìn)料管道及相配合的進(jìn)料推桿將進(jìn)料斗中的污泥及餐廚垃圾輸送至厭氧消化反應(yīng)釜內(nèi)，提高進(jìn)料速率，并有效減少外界空氣進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)釜，消除外界氧氣對厭氧消化反應(yīng)進(jìn)程的影響，保證厭氧消化反應(yīng)的持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明反應(yīng)系統(tǒng)的熱水解反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明反應(yīng)系統(tǒng)的厭氧消化反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖所示的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但該實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)該實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明提供了一種用于處理污泥與餐廚垃圾的反應(yīng)系統(tǒng)，包括熱水解反應(yīng)裝置100及厭氧消化反應(yīng)裝置200。

如圖1所示為熱水解反應(yīng)裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖。所述熱水解反應(yīng)裝置100包括熱水解反應(yīng)釜110、用以對熱水解反應(yīng)釜110進(jìn)行加熱的加熱組件（未圖示）、監(jiān)測并調(diào)節(jié)熱水解反應(yīng)釜110內(nèi)氣體壓力的氣壓組件以及檢測并調(diào)節(jié)熱水解反應(yīng)釜110內(nèi)污泥的pH值的pH組件。所述熱水解反應(yīng)釜10開設(shè)有第一進(jìn)料口111及位于熱水解反應(yīng)釜110底部的第一出料口112。

所述氣壓組件包括氮?dú)庠?21，所述氮?dú)庠?21通過進(jìn)氣管路122連接至反應(yīng)釜110的上端，所述進(jìn)氣管路122上設(shè)有進(jìn)氣閥123；所述氣壓組件還包括設(shè)置于熱水解反應(yīng)釜110上端的泄壓管路124，所述泄壓管路124上設(shè)有泄壓閥125。熱水解反應(yīng)釜110進(jìn)料完成后，打開進(jìn)氣閥123，通過進(jìn)氣管路122將N₂補(bǔ)充進(jìn)熱水解反應(yīng)釜110內(nèi)直至其中的壓強(qiáng)P達(dá)到工藝需求；熱水解反應(yīng)釜110加熱及反應(yīng)過程中，當(dāng)其中壓強(qiáng)P超出時，控制打開泄壓閥125，及時降低熱水解反應(yīng)釜110中的壓力。所述氣壓組件還包括設(shè)置于熱水解反應(yīng)釜110上端的安全閥126，當(dāng)熱水解反應(yīng)釜110中壓力過高時，安全閥126自動開啟泄壓，避免意外事故。

所述pH組件包括用以盛放酸溶液的第一容器131及用以盛放堿溶液的第二容器132。所述第一容器131及第二容器132連通至所述熱水解反應(yīng)釜110，且所述第一容器131及第二容器132與熱水解反應(yīng)釜110之間設(shè)有液泵133。具體地，所述第一容器131與第二容器132即可通過同一進(jìn)液口113控制進(jìn)液，亦可通過相互獨(dú)立的管路連通熱水解反應(yīng)釜110。所述第一容器131與熱水解反應(yīng)釜110之間設(shè)有第一截止閥134；第二容器132與熱水解反應(yīng)釜110之間設(shè)有第二截止閥135。所述pH組件還包括連接設(shè)置于所述第一出料口112處的pH測量器136，所述pH測量器136與第一出料口112之間設(shè)有預(yù)冷管路137。

熱水解反應(yīng)釜110加熱或熱水解反應(yīng)過程中需要檢測熱水解反應(yīng)釜110內(nèi)的污泥pH值時，打開第一出料口112，污泥進(jìn)入預(yù)冷管路137，并在冷卻后通過所述pH測量器136對其進(jìn)行檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)熱水解反應(yīng)釜110內(nèi)的污泥的全程pH測量。

所述熱水解反應(yīng)裝置100還包括設(shè)置于熱水解反應(yīng)釜110內(nèi)的攪拌葉141及連接至所述攪拌葉141并驅(qū)動所述攪拌葉141旋轉(zhuǎn)的第一攪拌電機(jī)142，所述第一攪拌電機(jī)142固設(shè)于所述熱水解反應(yīng)釜110的正上方且所述第一攪拌電機(jī)142連接設(shè)置有冷卻水路143。所述第一攪拌電機(jī)142的輸出端自熱水解反應(yīng)釜110的頂部垂直延伸進(jìn)熱水解反應(yīng)釜110內(nèi)部；所述攪拌葉141設(shè)置為水平分布的渦輪式攪拌葉；所述冷卻水路143能夠降低第一攪拌電機(jī)142運(yùn)轉(zhuǎn)時的溫度，避免第一攪拌電機(jī)142高溫受損。

所述熱水解反應(yīng)釜110的外表面至少部分包覆設(shè)置有保溫層15。具體地，所述保溫層15包覆熱水解反應(yīng)釜110的下半部分，減少反應(yīng)過程中的熱量損失，并能防止意外觸碰而對現(xiàn)場人員造成的傷害。

所述熱水解反應(yīng)裝置100還包括連接至第一出料口112的出料管路16，所述出料管路16上設(shè)有隔膜真空泵161及壓力表162。所述隔膜真空泵161還連接設(shè)置有清洗管路163，所述熱水解反應(yīng)釜110出料完畢后，通過清洗管路163對隔膜真空泵161進(jìn)行沖洗。

參看圖2，所述厭氧消化反應(yīng)裝置200包括厭氧消化反應(yīng)釜210及設(shè)置于厭氧消化反應(yīng)釜210頂部的進(jìn)料組件。所述厭氧消化反應(yīng)釜210設(shè)有第二進(jìn)料口211、第二出料口212及排氣口213；所述進(jìn)料組件包括位于第二進(jìn)料口211上方的進(jìn)料斗221、連接進(jìn)料斗221與第二進(jìn)料口211的螺旋進(jìn)料管道222、與螺旋進(jìn)料管道222配合設(shè)置的進(jìn)料推桿223及驅(qū)使進(jìn)料推桿223的驅(qū)動電機(jī)224。所述進(jìn)料斗221用以承接餐廚垃圾及輸運(yùn)自所述第一出料口112及出料管路16末端的污泥。所述螺旋進(jìn)料管道222及進(jìn)料推桿223能夠保證污泥及餐廚垃圾的順利進(jìn)料，并避免外界空氣混入?yún)捬跸磻?yīng)釜210。所述第二出料口212還配設(shè)有出料推桿214。

所述厭氧消化反應(yīng)裝置200還包括設(shè)置于厭氧消化反應(yīng)釜210旁側(cè)的第二攪拌電機(jī)23及用以支撐所述厭氧消化反應(yīng)釜210的底座24，所述第二攪拌電機(jī)23的輸出端與橫向探伸進(jìn)厭氧消化反應(yīng)釜210內(nèi)的攪拌部件（未圖示）相連接。所述厭氧消化反應(yīng)釜210遠(yuǎn)離第二攪拌電機(jī)23的一側(cè)還設(shè)有透明視窗215，通過透明視窗215能夠觀察厭氧消化反應(yīng)釜210中反應(yīng)物的顏色、浮渣、污泥流動性等，并可根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)隨時判斷厭氧消化進(jìn)程的質(zhì)量。

所述厭氧消化反應(yīng)裝置200還包括連接至所述排氣口213的排氣管路25，所述排氣管路25上還設(shè)置有氣體流量計(jì)26。所述氣體流量計(jì)26用以實(shí)時檢測厭氧消化反應(yīng)釜210的氣體產(chǎn)出速率，并可累計(jì)整個反應(yīng)過程的沼氣產(chǎn)氣量。自排氣管路25排出的氣體中含有甲烷60~70%、二氧化碳20~30%及少量硫化氫等氣體。

所述厭氧消化反應(yīng)釜210還開設(shè)有用以向厭氧消化反應(yīng)釜210內(nèi)部加水的注水口216。若經(jīng)過進(jìn)料斗221進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)釜210的污泥及餐廚垃圾的含固量均較高，可以藉由注水口216加水調(diào)節(jié)反應(yīng)物的含固量，以利于厭氧消化反應(yīng)的進(jìn)行。

本發(fā)明還提供一種用于處理污泥與餐廚垃圾的方法，主要包括：

獲取第一出料口112排出的經(jīng)過熱水解反應(yīng)的污泥的含固量Q1及待處理的餐廚垃圾的含固量Q2；

將質(zhì)量為M1的經(jīng)過熱水解反應(yīng)的污泥及質(zhì)量為M2餐廚垃圾輸運(yùn)至進(jìn)料斗221，所述污泥及餐廚垃圾經(jīng)由螺旋進(jìn)料管道222進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)釜210內(nèi)，并使得厭氧消化反應(yīng)釜210中的混合物含固量Q為5～25%，其中，M1+M2≤M，M為所述厭氧消化反應(yīng)釜210的既定最大處理量；

關(guān)閉第二進(jìn)料口211，進(jìn)行厭氧消化反應(yīng)，累計(jì)反應(yīng)時間t達(dá)到既定周期T時，打開第二出料口212，排出厭氧消化反應(yīng)釜210中的混合物。在本實(shí)施例中，厭氧消化反應(yīng)的周期為24小時。

進(jìn)一步地，所述方法還包括調(diào)節(jié)所述厭氧消化反應(yīng)釜中的混合物含固量Q，即進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)釜210的污泥及餐廚垃圾的含固量均較高時，打開注水口216以將質(zhì)量為M3的水加入所述厭氧消化反應(yīng)釜210中，其中，M1+M2+M3≤M，并使得加水后的厭氧消化反應(yīng)釜210中的混合物含固量Q＇為5～25%。

綜上所述，采用本發(fā)明用于處理污泥與餐廚垃圾的反應(yīng)系統(tǒng)及方法，能夠更好地實(shí)現(xiàn)污泥與餐廚垃圾的協(xié)同處理，有效改善環(huán)境質(zhì)量。其中，所述熱水解反應(yīng)裝置100促使污泥中細(xì)胞破碎，有機(jī)物溶出，有利于有機(jī)物后續(xù)經(jīng)由厭氧消化反應(yīng)充分分解，有效提高有機(jī)物去除率及產(chǎn)氣量，其具體反應(yīng)控制工藝此處不再贅述。

所述厭氧消化反應(yīng)裝置200通過螺旋進(jìn)料管道222及相配合的進(jìn)料推桿223將進(jìn)料斗中的污泥及餐廚垃圾輸送至厭氧消化反應(yīng)釜210內(nèi)，提高進(jìn)料速率，并有效減少外界空氣進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)釜210，消除外界氧氣對厭氧消化反應(yīng)進(jìn)程的影響，保證厭氧消化反應(yīng)的持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。自所述第二出料口212排出的反應(yīng)物脫水性能亦得到進(jìn)一步提高，便于板框壓縮除水及后續(xù)填埋、干化、焚燒處理。

除此，所述厭氧消化反應(yīng)裝置200還便于觀察厭氧消化反應(yīng)釜210中反應(yīng)物的顏色、浮渣、污泥流動性等，以判斷反應(yīng)進(jìn)程，有利于現(xiàn)場控制；并能夠?qū)崟r檢測產(chǎn)氣速率，計(jì)得產(chǎn)氣量。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。