污泥资源化利用的反应系统技术方案

本发明专利技术属于污泥处理技术领域，涉及一种污泥资源化利用的反应系统。该反应系统包括：热水解系统、厌氧发酵系统、固液分离系统、酸化滤液收集系统、泥饼加工营养土系统、污水处理厂的生物池、PHAs合成发酵系统、PHAs收集提取系统、以及PHAs干燥系统；热水解系统、厌氧发酵系统和固液分离系统依次串联连通；固液分离系统与泥饼加工营养土系统和酸化滤液收集系统并列连通；酸化滤液收集系统与污水处理厂的生物池和PHAs合成发酵系统并列连通；PHAs合成发酵系统、PHAs收集提取系统和PHAs干燥系统依次连通。该反应系统提高了污泥的资源化利用率。

Reaction system of sludge resource utilization

【技术实现步骤摘要】
污泥资源化利用的反应系统
本专利技术属于污泥处理
，更具体地，涉及一种污泥资源化利用的反应系统。
技术介绍
随着城市化进程越来越快，城市生活污水的产生量和处理量也越来越多。尽管采取了各种方法来削减城市污泥的产出，然而城市污泥的总量还是以每年10％的速率递增。污泥处理是对污泥进行减量化、稳定化和无害化处理的过程。污水处理程度越高，就会产生越多的污泥残余物需要加以处理。除了利用土地处理或污水塘处理污水，否则一般的污水处理厂必须设有污泥处理设施。污水处理厂的污泥一般都是采用“厌氧消化-加药脱水”的方法进行处理。厌氧消化后的污泥进行加药脱水，使其含水率达到约80％，然后运输至卫生填埋场填埋。然而含水率80％的污泥仍具有一定的流动性，给运输和填埋等作业带来不便，而且存在二次污染的隐患。随着国家加强对城市污泥最终处置管理，污泥的处理与处置已成为污水处理系统运行中非常复杂且花费很高的部分。现有的污泥处理方法主要有三种：焚烧、填埋和资源化利用。国外多采用焚烧工艺处理污泥。焚烧工艺投资巨大，易造成大气污染。国内多采用填埋处理污泥。填埋污泥需要占用大量的土地，并且会造成环境二次污染，不利于生态环境长期发展。资源化利用主要表现在将污泥制成有机肥或进行再次利用。微生物处理污泥前景广阔，目前使用较多的污泥资源化利用技术为将污泥发酵成有机肥、利用污泥的厌氧消化来制沼气。然而目前堆肥法利用污泥发酵得到的有机肥只利用了污泥中的部分有机质，并且由于污泥中含有部分致病菌而限制其推广。污泥发酵制沼气技术相对成熟且经济，然而沼气产量低。研究表明经过污泥制成的1吨生物质可产出价值150美元的乙酸，却只能产出31美元的甲烷。专利文献CN109467302A公开了一种城市污泥资源化利用方法。该方法依次包括以下步骤：将污泥加入搅拌桶，加入一定比例的清水稀释污泥，使污泥的含水率达到90％以上，然后加入药剂A，充分混合搅拌，药剂A由高分子絮凝剂加无机盐复合而成；将污泥送入一体化带式压滤机，为污泥添加了凝絮剂之后的污泥进入压滤机，压滤得到松散污泥饼；使松散污泥饼在室温下通风处堆成堆自然干化至含水率为60％-65％后，加入发酵益生菌、有机碳源和氮源后，充分混合搅拌，进行三个阶段的发酵，直至得到含水率为25—35％的有机营养土。该方法没有对压滤后产生的滤液做进一步处理和资源利用。专利文献CN110092557A公开了一种污泥资源化利用处理系统。该处理系统包括：初步脱水单元，所述初步脱水单元适于将污泥进行初步脱水并将污泥压成饼状；超声波脱水单元，所述超声波脱水单元设置有污泥进料口和污泥出料口，所述污泥进料口与所述初步脱水单元相连，所述超声波脱水单元适于将所述初步脱水后的污泥进行超声脱水，以实现深度脱水；烘干单元，所述烘干单元适于将污泥进行烘干；污泥热解单元，所述污泥热解单元设置有炭化进料口和炭化出料口，所述污泥热解单元与所述超声波脱水单元相连，所述污泥热解单元适于将充分脱水后的污泥进行热解，以便于得到半焦；气液分离单元，所述气液分离单元与所述污泥热解活化单元相连，适于将所述热解气进行气液分离，以便得到燃气和焦油；污泥活化单元，所述污泥活化单元分别与所述炭化出料口相连，适于将所述半焦供给至所述活化单元，使得所述半焦进行活化处理，以便于得到污泥活性炭；酸洗单元，所述酸洗单元设置有酸液进口、活性炭进料口和物料出口，所述酸洗单元与所述污泥热解活化单元相连，所述酸洗单元适于与污泥活性炭中无机物质进行反应，使得污泥活性炭中的灰分含量减少，固定碳含量比例增大。该处理系统对污泥首先进行初步脱水和深度脱水，在对脱水后的污泥进一步处理制备污泥活性炭，对于脱水后产生的滤液未做进一步处理和资源利用。因此，需要一种提高污泥资源化利用的处理系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种污泥资源化利用的反应系统，以提高污泥资源化利用。为了实现上述目的，本专利技术提供一种污泥资源化利用的反应系统，该反应系统包括：热水解系统、厌氧发酵系统、固液分离系统、酸化滤液收集系统、泥饼加工营养土系统、污水处理厂的生物池、聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统、聚羟基脂肪酸酯收集提取系统、以及聚羟基脂肪酸酯干燥系统；所述热水解系统、所述厌氧发酵系统和所述固液分离系统依次串联连通；所述固液分离系统与所述泥饼加工营养土系统和所述酸化滤液收集系统并列连通；所述酸化滤液收集系统与所述污水处理厂的生物池和所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统并列连通；所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统、所述聚羟基脂肪酸酯收集提取系统和所述聚羟基脂肪酸酯干燥系统依次连通。优选地，所述污水处理厂的生物池的底部与所述厌氧发酵系统连通。优选地，该反应系统还包括氮磷回收系统；所述固液分离系统通过与所述氮磷回收系统连通，继而与所述酸化滤液收集系统连通；或者，所述酸化滤液收集系统通过与所述氮磷回收系统连通，继而与所述污水处理厂的生物池和所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统并列连通。优选地，所述热水解系统包括：热水解反应罐、蒸汽发生器和闪蒸罐；所述蒸汽发生器和所述闪蒸罐分别与所述热水解反应罐连通；所述热水解反应罐设置有第一温控单元；所述厌氧发酵系统包括：厌氧反应器和与所述厌氧反应器连通的气体收集处理装置；所述厌氧反应器设置有第一pH传感器、第一搅拌单元和第二温控单元；所述泥饼加工营养土系统包括：厌氧反应罐；所述厌氧反应罐设置有第二pH传感器、第二搅拌单元和第三温控单元；所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统包括：好氧发酵罐；所述好氧发酵罐设置有溶解氧控制单元、第三pH传感器、第四温控单元和第三搅拌单元；所述闪蒸罐与所述厌氧反应器连通；所述固液分离系统与所述厌氧反应罐连通；所述酸化滤液收集系统与所述好氧发酵罐连通。更优选地，在连通所述厌氧反应器与所述气体收集处理装置的管路上设置有引风机；所述气体收集处理装置内设置有微生物填料；所述溶解氧控制单元包括：空气发生器、空气过滤器、溶解氧传感器。优选地，该反应系统还包括PLC控制系统；所述PLC控制系统控制所述热水解系统、所述厌氧发酵系统、所述固液分离系统、所述酸化滤液收集系统、所述泥饼加工营养土系统、所述氮磷回收系统、所述污水处理厂的生物池、所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统、所述聚羟基脂肪酸酯收集提取系统、以及所述聚羟基脂肪酸酯干燥系统的进料量、出料量、进料时间、以及出料时间。更优选地，所述热水解系统、所述厌氧发酵系统、所述固液分离系统、所述酸化滤液收集系统、所述泥饼加工营养土系统、所述氮磷回收系统、所述污水处理厂的生物池、所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统、所述聚羟基脂肪酸酯收集提取系统、以及所述聚羟基脂肪酸酯干燥系统的进料端均设置有计量泵；所述PLC控制系统通过控制所述计量泵的流量和运行时间，来控制所述热水解系统、所述厌氧发酵系统、所述固液分离系统、所述酸化滤液收集系统、所述泥饼加工营养土系统、所述氮磷回收系统、所述污水处理厂的生物池、所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统、所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污泥资源化利用的反应系统，其特征在于，该反应系统包括：热水解系统(2)、厌氧发酵系统(3)、固液分离系统(4)、酸化滤液收集系统(5)、泥饼加工营养土系统(6)、污水处理厂的生物池(8)、聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统(9)、聚羟基脂肪酸酯收集提取系统(10)、以及聚羟基脂肪酸酯干燥系统(11)；/n所述热水解系统(2)、所述厌氧发酵系统(3)和所述固液分离系统(4)依次串联连通；/n所述固液分离系统(4)与所述泥饼加工营养土系统(6)和所述酸化滤液收集系统(5)并列连通；/n所述酸化滤液收集系统(5)与所述污水处理厂的生物池(8)和所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统(9)并列连通；/n所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统(9)、所述聚羟基脂肪酸酯收集提取系统(10)和所述聚羟基脂肪酸酯干燥系统(11)依次连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种污泥资源化利用的反应系统，其特征在于，该反应系统包括：热水解系统(2)、厌氧发酵系统(3)、固液分离系统(4)、酸化滤液收集系统(5)、泥饼加工营养土系统(6)、污水处理厂的生物池(8)、聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统(9)、聚羟基脂肪酸酯收集提取系统(10)、以及聚羟基脂肪酸酯干燥系统(11)；
所述热水解系统(2)、所述厌氧发酵系统(3)和所述固液分离系统(4)依次串联连通；
所述固液分离系统(4)与所述泥饼加工营养土系统(6)和所述酸化滤液收集系统(5)并列连通；
所述酸化滤液收集系统(5)与所述污水处理厂的生物池(8)和所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统(9)并列连通；
所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统(9)、所述聚羟基脂肪酸酯收集提取系统(10)和所述聚羟基脂肪酸酯干燥系统(11)依次连通。


2.根据权利要求1所述的反应系统，其特征在于，所述污水处理厂的生物池(8)的底部与所述厌氧发酵系统(3)连通；
该反应系统还包括氮磷回收系统(7)；
所述固液分离系统(4)通过与所述氮磷回收系统(7)连通，继而与所述酸化滤液收集系统(5)连通；
或者，所述酸化滤液收集系统(5)通过与所述氮磷回收系统(7)连通，继而与所述污水处理厂的生物池(8)和所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统(9)并列连通。


3.根据权利要求1所述的反应系统，其特征在于，所述热水解系统(2)包括：热水解反应罐、蒸汽发生器和闪蒸罐；所述蒸汽发生器和所述闪蒸罐分别与所述热水解反应罐连通；所述热水解反应罐设置有第一温控单元；
所述厌氧发酵系统(3)包括：厌氧反应器和与所述厌氧反应器连通的气体收集处理装置；所述厌氧反应器设置有第一pH传感器、第一搅拌单元和第二温控单元；
所述泥饼加工营养土系统(6)包括：厌氧反应罐；所述厌氧反应罐设置有第二pH传感器、第二搅拌单元和第三温控单元；
所述聚羟基脂肪酸酯合成发酵系统(9)包括：好氧发酵罐；所述好氧发酵罐设置有溶解氧控制单元、第三pH传感器、第四温控单元和第三搅拌单元；
所述闪蒸罐与所述厌氧反应器连通；
所述固液分离系统(4)与所述厌氧反应罐连通；
所述酸化滤液收集系统(5)与所述好氧发酵罐连通。


4.根据权利要求3所述的反应系统，其特征在于，在连通所述厌氧反应器与所述气体收集处理装置的管路上设置有引风机；
所述气体收集处理装置内设置有微生物填料；
所述溶解氧控制单元包括：空气发生器、空气过滤器、溶解氧传感器。


5.根据权利要求2所述的反应系统，其特征在于，该反应系统还包括PLC控制系统(12)；所述PLC控制系统(12)控制所述热水解系统(2)、所述厌氧发酵系统(3)、所述固液分离系统(4)、所述酸化滤液收集系统(5)、所述泥饼加工营养土系统(6)、所述氮磷回收系统(7)、所述污水处理厂的生物池(8)、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋勇，李魁晓，贺赟，王佳伟，常菁，李伟，姜大伟，
申请(专利权)人：北京城市排水集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11