本發(fā)明涉及流出物處理領(lǐng)域，所述流出物由以下組成或者大量摻雜以下：可發(fā)酵的有機(jī)物質(zhì)并且尤其是源自城市或工業(yè)廢水去污工藝的污泥。這些流出物在下文中一般用術(shù)語“污泥”表示。

背景技術(shù)：

目前，由凈化站產(chǎn)生的污泥的一部分在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域再循環(huán)并且另一部分焚燒或按其它方式處理。但是，這些污泥越來越需要在專門的系統(tǒng)中進(jìn)行處理。

因?yàn)檫@些污泥的產(chǎn)量變得越來越大，所以它們不能給環(huán)境和人體健康帶來危險(xiǎn)真的很有必要。實(shí)際上，這些污泥含有微生物，其中一些是致病的(大腸型細(xì)菌、沙門氏菌、蠕蟲卵等)。另外，它們高度可發(fā)酵并且由此產(chǎn)生刺鼻性氣體(胺、硫化氫、硫醇等)。這些考慮因素解釋了以下需求：在上文所指出的處理系統(tǒng)中實(shí)施至少一個(gè)使這些污泥穩(wěn)定的步驟，以便獲得在生物方面以及在物理/化學(xué)方面都不會(huì)再發(fā)展或至少不那么迅速地發(fā)展的污泥。

主要問題涉及減小這些污泥的量和/或以生物氣體形式再循環(huán)污泥的愿望。

在現(xiàn)有技術(shù)中提出的用于處理這些污泥的方法中，熱水解被視為特別有前景的。

污泥的熱水解在于在高溫下并且在對(duì)其進(jìn)行消毒(也就是說大大降低其中的微生物、尤其是病原性微生物的含量)的壓力下處理這些污泥，溶解大部分顆粒物質(zhì)并且將其所含的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成易溶的生物可降解物質(zhì)(例如揮發(fā)性脂肪酸)。

這類污泥熱水解技術(shù)計(jì)劃在厭氧消化步驟的上游或下游。當(dāng)熱水解計(jì)劃在下游時(shí)，它常被稱作“水熱碳化”，這是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所用的術(shù)語。

已經(jīng)提出了一種用于水解污泥的特別有效的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)描述于fr2820735中。這項(xiàng)技術(shù)實(shí)施至少兩個(gè)平行工作的反應(yīng)器，在每個(gè)反應(yīng)器中，各批污泥經(jīng)歷完整的熱水解循環(huán)。

在反應(yīng)器中實(shí)施的熱水解循環(huán)各自包含以下步驟：向反應(yīng)器中供給待處理污泥，將所回收的蒸汽(閃蒸蒸汽)注入其中以從污泥回收熱量，將新蒸汽注入到污泥中以使其處于能夠?qū)崿F(xiàn)水解的壓力p和溫度t，將其在此壓力p和此溫度t下維持一定時(shí)間，使污泥處于正在釋放閃蒸蒸汽的接近大氣壓的壓力下，再循環(huán)閃蒸蒸汽以預(yù)熱來自平行反應(yīng)器的待處理污泥并且排空反應(yīng)器中由此水解的污泥。

根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)，計(jì)劃一個(gè)反應(yīng)器與另一個(gè)反應(yīng)器的循環(huán)應(yīng)該在時(shí)間上錯(cuò)開，從而使用由一個(gè)反應(yīng)器產(chǎn)生的閃蒸蒸汽，將其注入另一個(gè)反應(yīng)器中。此實(shí)施方案使得有可能使用在所述反應(yīng)器中的一個(gè)中產(chǎn)生的閃蒸蒸汽向另一個(gè)反應(yīng)器供給蒸汽。

這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了待處理污泥的供給和污泥的排空，這些步驟可能是連續(xù)的，并且實(shí)現(xiàn)了使用若干熱水解反應(yīng)器對(duì)各批污泥進(jìn)行熱水解。

這類方法可以在單個(gè)設(shè)備中實(shí)施，填充、水解、減壓以及排空步驟都在同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行。因此，這類方法使得這些設(shè)備的堵塞速度降到最低，使氣味降到最低，污泥不用從一個(gè)反應(yīng)器通到另一個(gè)反應(yīng)器中，并且降低了新蒸汽需求。

但是，根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)，通過蒸汽注射器注入閃蒸蒸汽以將蒸汽注入到反應(yīng)器的污泥床中。這種配置導(dǎo)致大量負(fù)載損失。這些損失一方面是因?yàn)檎羝⑸淦鞯呐渲?，并且另一方面是因?yàn)榉磻?yīng)器中的污泥的高度超過注射器。這些負(fù)載損失必須通過使用在更大壓力下的閃蒸蒸汽進(jìn)行補(bǔ)償，從而使得能量有效轉(zhuǎn)移到污泥中。

最后，這類方法導(dǎo)致需要實(shí)施大體積反應(yīng)器。

文獻(xiàn)ep1198424也提出了一種用于連續(xù)處理污泥的方法，其中泵入已經(jīng)預(yù)熱過的污泥，然后再在預(yù)熱反應(yīng)器中預(yù)熱，接著再朝著熱水解反應(yīng)器泵入，然后轉(zhuǎn)移到減壓槽中，產(chǎn)生閃蒸蒸汽。

在這種方法中，在將閃蒸蒸汽從減壓槽注入到污泥中并且在預(yù)熱反應(yīng)器中處理污泥之前，借助熱交換器將已水解污泥的熱量用來預(yù)熱這些污泥。

這類技術(shù)的缺點(diǎn)是，除了實(shí)施熱交換器之外，還要實(shí)施三個(gè)反應(yīng)器，即預(yù)熱反應(yīng)器、熱水解反應(yīng)器和減壓反應(yīng)器。因此，對(duì)應(yīng)的設(shè)備復(fù)雜又龐大。此外，污泥的處理時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因?yàn)槲勰啾仨氁来未┻^三個(gè)反應(yīng)器，在每個(gè)反應(yīng)器中的停留時(shí)間可能較長(zhǎng)。

還將注意到，這類技術(shù)需要使用泵將已水解污泥從減壓反應(yīng)器再循環(huán)到熱交換器，然后用中間泵將污泥從預(yù)熱反應(yīng)器傳送到熱水解反應(yīng)器。

無論使用何種熱水解方法，主要成本/支出項(xiàng)目都是與注入到污泥中的蒸汽的數(shù)量有關(guān)的。就分級(jí)來說，它影響為此目的實(shí)施的產(chǎn)蒸汽設(shè)施(鍋爐、蒸汽發(fā)生器、蒸汽回收單元、管道等)的大小。就操作來說，它影響產(chǎn)生蒸汽所需的燃料的消耗量。因此，最大可能地減少為了處理污泥而實(shí)施的蒸汽很重要。

注入到污泥中以便將污泥帶到所要溫度來實(shí)施其熱水解的蒸汽的數(shù)量與其干物質(zhì)濃度有關(guān)。污泥實(shí)際上由干物質(zhì)和水的混合物組成。因此，在污泥加熱期間，必需提高干物質(zhì)和水的溫度。其結(jié)果就是，污泥濃度越低，即其干燥度越低，待處理污泥的量就越大，并且因此用于加熱所需的新蒸汽的數(shù)量也越大。這導(dǎo)致新蒸汽消耗量增加，并且因此用于產(chǎn)生此新蒸汽的燃料(生物氣體、燃料油、天然氣等)的消耗量也增加。另外，在污泥處理系統(tǒng)的所有水平下，氣味散發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)一直較大，因?yàn)橐阉馕勰嗟牧扛?。因此，為了限制蒸汽的消耗量并減少已水解污泥的產(chǎn)生并且從而減少氣味散發(fā)，可能處理最高度濃縮的污泥、也就是具有高干燥度的污泥是適當(dāng)?shù)摹５?，高度濃縮污泥中的蒸汽的轉(zhuǎn)移又是一個(gè)問題。實(shí)際上，特別指出，在現(xiàn)有方法中，蒸汽到高度濃縮污泥中的轉(zhuǎn)移不是最佳的。尤其在熱水解開始時(shí)將閃蒸蒸汽注入到待處理污泥中時(shí)會(huì)遇到這個(gè)蒸汽轉(zhuǎn)移問題。這可以由以下事實(shí)來解釋：蒸汽到污泥中的轉(zhuǎn)移與其濃度有關(guān)，當(dāng)污泥的濃度高時(shí)，這種轉(zhuǎn)移尤其低。因此，為了不妨礙蒸汽的轉(zhuǎn)移，尤其是閃蒸蒸汽的轉(zhuǎn)移，待處理污泥的濃度不應(yīng)該過高。最終，就降低蒸汽消耗量來說，優(yōu)化污泥熱水解意味著考慮以下兩個(gè)對(duì)立因素：

-污泥的濃度越高，待處理的量就越低(并且氣味風(fēng)險(xiǎn)越低)并且為了加熱這些污泥而注入的蒸汽的數(shù)量越低，

-但是，污泥的濃度越大，蒸汽轉(zhuǎn)移越難以實(shí)施并且因此越難使用少量蒸汽：從而存在現(xiàn)有技術(shù)方法中所提到的污泥不能濃縮到超過某個(gè)值這一限制。如果不這樣，那么就存在具有不良轉(zhuǎn)移和極高蒸汽消耗量的風(fēng)險(xiǎn)。

為了限制蒸汽的消耗量同時(shí)提高污泥、尤其是具有高干燥度的污泥的熱水解效率，提出了fr2990429中所述的另一種熱水解方法。這類方法是在至少兩個(gè)平行工作的反應(yīng)器中進(jìn)行，在每個(gè)反應(yīng)器中，污泥經(jīng)歷完整的熱水解循環(huán)，一個(gè)反應(yīng)器的所述循環(huán)在時(shí)間上與另一個(gè)反應(yīng)器錯(cuò)開或偏離，從而使用由一個(gè)反應(yīng)器產(chǎn)生的閃蒸蒸汽，以便將其注入到另一個(gè)反應(yīng)器中。所述方法包含以下步驟：萃取熱水解反應(yīng)器中所含的污泥的一部分，然后將其再引入到此反應(yīng)器中，也就是說，所述方法在于，將熱水解反應(yīng)器的內(nèi)容物的一部分再循環(huán)到自身。這改良了蒸汽到污泥中的轉(zhuǎn)移。

然而，這種方法并不完全令人滿意。實(shí)際上，它延長(zhǎng)了循環(huán)的持續(xù)時(shí)間，因此增大了實(shí)施該方法的設(shè)備的大小。另外，它將閃蒸蒸汽引入到無預(yù)熱污泥中，而這不利于蒸汽朝著污泥熱轉(zhuǎn)移。實(shí)際上，有必要保持每個(gè)熱水解反應(yīng)器中的熱污泥的“數(shù)量”代表反應(yīng)器體積的約10％并且限制這些反應(yīng)器的填充。在加熱下，反應(yīng)器不能填充超過其體積容量的70％。最后，可以用這種方法處理的污泥的干燥度實(shí)際上保持限制在16％到18％的干物質(zhì)。

現(xiàn)有技術(shù)的其它方法實(shí)施了一種用于在熱水解反應(yīng)器的上游預(yù)熱污泥的反應(yīng)器。然而，這些方法具有在預(yù)熱反應(yīng)器下部的閃蒸蒸汽注射器、均質(zhì)化構(gòu)件(如再循環(huán)泵)以及用于將預(yù)熱后的污泥傳送到熱水解反應(yīng)器中的構(gòu)件。預(yù)熱后的污泥在此預(yù)熱反應(yīng)器中的停留時(shí)間要求一個(gè)大體積的預(yù)熱反應(yīng)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服上文所提到的現(xiàn)有技術(shù)的某些缺點(diǎn)。

具體來說，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種熱水解污泥的方法，在至少一個(gè)實(shí)施例中，相比于先前技術(shù)方法，所述方法可以用于改良由閃蒸蒸汽和新蒸汽所提供的能量到污泥的轉(zhuǎn)移并且從而改良這些污泥的熱水解。

本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是描述一種改良轉(zhuǎn)移到無預(yù)熱污泥的此能量轉(zhuǎn)移的此類方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提出一種此類方法，在至少某些實(shí)施例中，它改良轉(zhuǎn)移到具有高干燥度的污泥、并且實(shí)際上可以顯示高達(dá)40％的干燥度的污泥的此類能量轉(zhuǎn)移。

本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提出一種可以降低新蒸汽的消耗量的此類方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是降低污泥從用于回收所述污泥的容器中離開時(shí)的溫度。

本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提出一種不再需要任何預(yù)熱步驟的方法，它在水解反應(yīng)器的上游實(shí)施熱交換器和/或預(yù)熱反應(yīng)器。

本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是描述一種用于實(shí)施此類方法的設(shè)備，針對(duì)同等處理能力，所述設(shè)備所要求的空間比用于實(shí)施現(xiàn)有技術(shù)方法所用的設(shè)備小。

具體來說，本發(fā)明的目標(biāo)是描述一種不實(shí)施任何預(yù)熱槽的此類設(shè)備。

本發(fā)明的目標(biāo)還為描述一種不需要使用熱交換器來預(yù)熱污泥的此類設(shè)備。

本發(fā)明的目標(biāo)還為提出一種在污泥進(jìn)入設(shè)備之后不需要對(duì)其進(jìn)行任何泵吸的此類設(shè)備。

這些目標(biāo)以及將出現(xiàn)在下文中的其它目標(biāo)借助于本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明涉及一種實(shí)施一組熱水解反應(yīng)器來熱水解含有有機(jī)物質(zhì)的污泥的方法，其特征在于所述方法包含循環(huán)系列，這些循環(huán)系列中的每一個(gè)專用于所述熱水解反應(yīng)器中的一個(gè)熱水解反應(yīng)器，每個(gè)循環(huán)包含：

-步驟a)將一批待處理的無預(yù)熱污泥傳送到熱水解反應(yīng)器中，所述傳送步驟包含所述批次的污泥的所述污泥連續(xù)通過，進(jìn)入注入有回收蒸汽的動(dòng)態(tài)混合器中；

-步驟b)將新蒸汽注入到含有所述批次的污泥的所述熱水解反應(yīng)器中，從而提高此反應(yīng)器中的溫度和主導(dǎo)壓力；

-步驟c)在所述熱水解反應(yīng)器中熱水解所述批次的污泥；

-步驟d)朝著回收容器排空所述熱水解反應(yīng)器的所述批次的已水解污泥的含量并且伴隨著所述反應(yīng)器減壓，促使從所述回收容器排放回收蒸汽；

所述循環(huán)系列的循環(huán)起點(diǎn)在時(shí)間上錯(cuò)開，使得一系列循環(huán)的步驟a)與另一系列循環(huán)的步驟d)同時(shí)發(fā)生，在一系列循環(huán)的步驟d)期間排放的回收蒸汽組成在另一系列循環(huán)的步驟a)期間注入的回收蒸汽。

應(yīng)注意，在本發(fā)明中，應(yīng)了解術(shù)語“動(dòng)態(tài)混合器”是指由以下組成的任何混合器：連續(xù)接收所述污泥的腔室、優(yōu)選地圓柱形腔室；用于將蒸汽直接傳送到所述腔室中的構(gòu)件；以及使得有可能借助于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械構(gòu)件引起進(jìn)入此腔室的不同相劇烈攪拌的構(gòu)件。攪拌強(qiáng)度足以使得有可能獲得污泥和蒸汽的基本上單相混合。實(shí)際上，此類構(gòu)件宜由安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的葉片組成，所述旋轉(zhuǎn)軸由轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)子以大于500rpm、優(yōu)選介于1000rpm與2000rpm之間的速度旋轉(zhuǎn)。應(yīng)注意，此類機(jī)械攪拌構(gòu)件不是設(shè)計(jì)用來將物質(zhì)推到腔室中的，而僅僅是為了攪拌物質(zhì)。因此，根據(jù)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的了解，當(dāng)其包括葉片時(shí)，這些葉片成某種形狀，使得它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)引起物質(zhì)的任何前進(jìn)，也不會(huì)將物質(zhì)供給到腔室中。這類動(dòng)態(tài)混合器不會(huì)造成負(fù)載損失。它不是槽，因?yàn)榍皇抑挥袔咨男∪莘e，所以污泥在此腔室中的停留時(shí)間只有幾秒，并且因此污泥不會(huì)被保留在此腔室中。

因此，根據(jù)本發(fā)明，在步驟a)將污泥傳送到水解反應(yīng)器中期間實(shí)施這類動(dòng)態(tài)混合器有利于在所述方法的步驟b)并且必要時(shí)步驟c)期間能量從新蒸汽轉(zhuǎn)移到污泥。實(shí)際上，通過動(dòng)態(tài)混合器改變污泥的結(jié)構(gòu)使得有可能使其均質(zhì)化并且減小其粘度。因此，能量更容易轉(zhuǎn)移。因此，有可能解決對(duì)于在水解反應(yīng)器上游實(shí)施熱交換器和/或預(yù)熱反應(yīng)器的任何預(yù)熱步驟的需要。

因此，根據(jù)本發(fā)明的方法開啟了處理具有高干燥度的污泥的可能性。實(shí)際上，待處理污泥的干燥度可能是按干物質(zhì)重量計(jì)10％到40％，宜為按干物質(zhì)的重量計(jì)15％到35％。為了達(dá)到這類水平，可以初步稍微稀釋待處理污泥。

本發(fā)明方法使得有可能去除因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù)反應(yīng)器和預(yù)熱容器中使用蒸汽注射器以及因?yàn)楦哂谶@些注射器的污泥高度所引起的負(fù)載損失。因此，憑借根據(jù)本發(fā)明的方法，有可能使用低壓蒸汽并且由此回收更多閃蒸蒸汽。

尤其可以在污泥的厭氧消化步驟的上游或這類步驟的下游實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法，從而對(duì)污泥進(jìn)行消毒，減小污泥的最終體積并且增加在消化步驟期間產(chǎn)生的生物氣體的體積。(如上文所指出，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法計(jì)劃在消化步驟的下游時(shí)，可以把它稱作水熱碳化。)

優(yōu)選地，所述方法包括在所述步驟a)或d)期間從所述熱水解反應(yīng)器排出不凝性氣體的步驟。

根據(jù)一種變化形式，步驟a)通過將所述水解反應(yīng)器放置在低壓狀態(tài)下來實(shí)施，從而促進(jìn)不凝性氣體的排出。

此外，根據(jù)一種變化形式，步驟a)的持續(xù)時(shí)間優(yōu)選是5到30分鐘。

此外，根據(jù)一種變化形式，步驟b)的持續(xù)時(shí)間優(yōu)選是5到30分鐘。

此外，根據(jù)一種變化形式，步驟c)的持續(xù)時(shí)間優(yōu)選是5到120分鐘，優(yōu)選地5到30分鐘。

此外，根據(jù)一種變化形式，步驟d)的持續(xù)時(shí)間優(yōu)選是5到30分鐘。

每個(gè)循環(huán)系列可以包括在每個(gè)循環(huán)之間的暫停時(shí)間。此暫停時(shí)間宜發(fā)生在用于排空和減壓的步驟d)結(jié)束時(shí)。

有利地，每個(gè)循環(huán)的持續(xù)時(shí)間優(yōu)選是20到210分鐘。

同樣有利地，在步驟c)的熱水解期間，所述批次的污泥的溫度范圍是120℃到200℃，并且甚至更優(yōu)選是140℃到180℃。

同樣優(yōu)選地，在步驟c)的熱水解期間，熱水解反應(yīng)器內(nèi)部的壓力范圍是2到16巴(a)，并且甚至更優(yōu)選是3.5到10巴(a)。

同樣優(yōu)選地，回收容器內(nèi)部的壓力維持在1.1到3巴(a)。

優(yōu)選地，所述步驟a)的實(shí)施方式使得，在步驟c)期間，熱水解反應(yīng)器被填充到按體積計(jì)介于其總?cè)萘康?0％與95％之間。

本發(fā)明還涉及一種實(shí)施上文所述的方法來處理污泥的設(shè)備，其特征在于它包含：

用于將待處理的無預(yù)熱污泥傳送到至少一個(gè)設(shè)置有回收蒸汽入口的動(dòng)態(tài)混合器的構(gòu)件；

一組熱水解反應(yīng)器，其連接到所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)混合器并且設(shè)置有用于傳送新蒸汽的構(gòu)件和用于朝著至少一個(gè)回收容器排出已水解污泥的構(gòu)件；

至少一個(gè)回收容器，其連接到所述熱水解反應(yīng)器并且設(shè)置有用于排出回收蒸汽的管道，所述管道連接到所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)混合器的回收蒸汽的所述入口；以及

用于排出已水解污泥的構(gòu)件。

優(yōu)選地，所述熱水解反應(yīng)器組包含2到6個(gè)反應(yīng)器。

根據(jù)一種變化形式，設(shè)備包含：

常見動(dòng)態(tài)混合器；

所述熱水解反應(yīng)器組；

用于所述動(dòng)態(tài)混合器交替地與所述熱水解反應(yīng)器組中的每一個(gè)建立流體連通的構(gòu)件；

常見回收容器；

用于所述常見回收容器交替地與所述熱水解反應(yīng)器組中的每一個(gè)建立流體連通并且與所述常見動(dòng)態(tài)混合器建立流體連通的構(gòu)件。

根據(jù)一個(gè)特別有用的實(shí)施例，所述動(dòng)態(tài)混合器包含大體上圓柱形腔室，其容納葉片轉(zhuǎn)子，所述葉片轉(zhuǎn)子優(yōu)選以大于500rpm、優(yōu)選1000rpm到2000rpm的速度旋轉(zhuǎn)。

同樣有利地，所述熱水解反應(yīng)器通過通向熱水解反應(yīng)器的上部的管道連接到所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)混合器。

有利地，用于將新蒸汽傳送到所述熱水解反應(yīng)器中的所述構(gòu)件包括通向熱水解反應(yīng)器的下部的管道。

優(yōu)選地，所述熱水解反應(yīng)器設(shè)置有用于排出不凝性氣體的構(gòu)件。

附圖說明

本發(fā)明以及其所呈現(xiàn)的不同優(yōu)點(diǎn)將參考附圖，從作為非窮盡性實(shí)例的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例和根據(jù)此實(shí)施例的方法的實(shí)施方案的兩種變化形式的以下說明而較容易地了解，在附圖中：

-圖1是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的示意性圖示，包括四個(gè)熱水解反應(yīng)器；

-圖2表示使用根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)例來實(shí)施圖1的設(shè)備的方框圖；

-圖3表示借助于根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)例來實(shí)施圖1的設(shè)備的方框圖；

-圖4是說明了一方面借助于本發(fā)明并且另一方面借助于如fr2820735中所述的現(xiàn)有技術(shù)獲得的比較試驗(yàn)的結(jié)果的圖。

具體實(shí)施方式

設(shè)備

參看圖1，本文所述的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例包含一組四個(gè)熱水解反應(yīng)器。然而，應(yīng)注意，在其它實(shí)施例中，熱水解反應(yīng)器的數(shù)量可以不是4個(gè)，但始終是至少2個(gè)。實(shí)際上，熱水解反應(yīng)器的數(shù)量?jī)?yōu)選在2到6范圍內(nèi)。

所呈現(xiàn)的設(shè)備包含用于將待處理污泥傳送到動(dòng)態(tài)混合器3的管道1。為此目的，在管道1上設(shè)置泵2。這些污泥不預(yù)熱。

動(dòng)態(tài)混合器3包含大體上圓柱形腔室31，在所述腔室31內(nèi)設(shè)置有葉片轉(zhuǎn)子32。還將回收蒸汽的入口4安裝到此動(dòng)態(tài)混合器中。

所述設(shè)備另外包含4個(gè)熱水解反應(yīng)器71、72、73、74。這些熱水解反應(yīng)器是相同的，因此它們各自具有相同的體積容量。它們每一個(gè)都在上部設(shè)置有用于排出來自它們所處理的已水解污泥的不凝性氣體的排出構(gòu)件101、102、103、104。

設(shè)備還包含用于回收來自反應(yīng)器71、72、73、74的已水解污泥的容器13。此容器13是上部設(shè)置有管道14的密閉容器，管道14連接到裝配在動(dòng)態(tài)混合器3上的回收蒸汽的入口。

最后，設(shè)備包含用于從容器13排出經(jīng)過處理的已水解污泥的構(gòu)件15。

應(yīng)注意，在本文所述的設(shè)備中，使用單一動(dòng)態(tài)混合器3來服務(wù)四個(gè)熱水解反應(yīng)器71、72、73、74。在設(shè)備中包括能夠?qū)崿F(xiàn)此常見動(dòng)態(tài)混合器3交替地與這些熱水解反應(yīng)器71、72、73、74中的每一個(gè)建立流體連通的特定構(gòu)件。這些構(gòu)件包括管道5，其一端連接到動(dòng)態(tài)混合器3并且其另一端連接到分別服務(wù)熱水解反應(yīng)器71、72、73、74的管道臂51、52、53、54。在這些管道臂51、52、53、54中的每一個(gè)上分別設(shè)置有閥門61、62、63、64。

熱水解反應(yīng)器71、72、73、74另外設(shè)置有用于將新蒸汽傳送到其下部的構(gòu)件8。此新蒸汽是從鍋爐(圖中未示)中產(chǎn)生的。這些用于將新蒸汽傳送到熱水解反應(yīng)器的構(gòu)件包括管道8，其一端連接到鍋爐并且其另一端連接到分別服務(wù)熱水解反應(yīng)器71、72、73、74的四個(gè)管道臂81、82、83、84。這些管道臂81、82、83、84中的每一個(gè)分別配備有閥門91、92、93、94。這些構(gòu)件用于交替地向熱水解反應(yīng)器71、72、73、74中的每一個(gè)供應(yīng)新蒸汽。管道8包含旁路8a，它用于在設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，尚無回收蒸汽可用時(shí)，將新蒸汽傳送到動(dòng)態(tài)混合器3。容器13本身設(shè)置有進(jìn)水口13a，用于防止在設(shè)備停止時(shí)排放閃蒸蒸汽。

容器13通過用于此容器13交替地與熱水解反應(yīng)器71、72、73、74中的每一個(gè)建立流體連通的構(gòu)件連接到熱水解反應(yīng)器71、72、73、74。這些用于建立流體連通的構(gòu)件包括管道11，其一端通向回收容器13的上部并且所述管道11還通過分別位于每個(gè)反應(yīng)器下部的管道臂111、112、113、114連接到熱水解反應(yīng)器71、72、73、74。這些管道臂111、112、113、114中的每一個(gè)分別配備有閥門121、122、123、124。

所述方法的實(shí)施方案的第一實(shí)例

現(xiàn)在將描述圖1中所呈現(xiàn)的用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明方法的此實(shí)例的設(shè)備的工作情況。

為了使此描述清楚，首先應(yīng)該通過實(shí)施所述設(shè)備的反應(yīng)器之一的處理循環(huán)的說明來描述此操作。

根據(jù)這類循環(huán)，在稱作填充步驟的步驟a)期間，在不通過熱交換器和/或預(yù)熱容器實(shí)施任何預(yù)熱的情況下，將一批污泥傳送到熱水解反應(yīng)器71中。為此目的，關(guān)閉裝配在分別服務(wù)熱水解反應(yīng)器72、73、74的管道臂52、53、54上的閥門62、63、64，同時(shí)打開裝配在服務(wù)反應(yīng)器71的管道臂51上的閥門61。

用泵2將這批污泥泵送通過管道1。這批污泥前進(jìn)經(jīng)過動(dòng)態(tài)混合器3，在動(dòng)態(tài)混合器3中，它與通過此混合器所設(shè)置的回收蒸汽的入口4提供給動(dòng)態(tài)混合器3的回收蒸汽充分混合。污泥這樣傳到動(dòng)態(tài)混合器中改變了污泥的結(jié)構(gòu)，降低了其粘度并使其均質(zhì)化。由此推動(dòng)了從已水解污泥回收熱量。

在稱作填充步驟的此步驟a)期間，熱水解反應(yīng)器71的填充方式使得，在步驟c)期間，熱水解反應(yīng)器被填充到按體積計(jì)介于其總?cè)萘康?0％與90％之間。反應(yīng)器內(nèi)部未被污泥占據(jù)的容積由尤其含有不凝性氣體的氣體云占據(jù)，不凝性氣體在步驟a)期間通過設(shè)置在反應(yīng)器上部的管道101排出。

應(yīng)注意，為了促進(jìn)在步驟a)期間排出這些不凝性氣體，可以計(jì)劃設(shè)置含抽吸構(gòu)件的管道101，它能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的內(nèi)容物處于輕微的低壓狀態(tài)下。

在本實(shí)例中，此步驟a)持續(xù)20分鐘。

在此步驟結(jié)束時(shí)，關(guān)閉裝配在用于將污泥和蒸汽的混合物傳送到反應(yīng)器71中的管道臂51上的閥門61。

通過本發(fā)明，其中通過將污泥傳到動(dòng)態(tài)混合器3中，污泥的粘度已降低并且其均質(zhì)性改良，故從回收蒸汽到行進(jìn)到動(dòng)態(tài)混合器中的污泥的能量轉(zhuǎn)移得以優(yōu)化。從而優(yōu)化了能量的回收率。

在步驟b)期間，由鍋爐產(chǎn)生的新蒸汽(水蒸氣)通過管道8傳送并且通過管道臂81分配給反應(yīng)器71。新蒸汽的此注入操作在反應(yīng)器的底部進(jìn)行，以便有利于其擴(kuò)散和其冷凝在污泥中。為此目的，打開裝配在此管道臂81上的閥門91，同時(shí)關(guān)閉分別裝配在管道臂82、83、84上的閥門92、93、94。將蒸汽注入反應(yīng)器71內(nèi)提高了此反應(yīng)器中的溫度和主導(dǎo)壓力。

在本實(shí)施例中，此用于注入新蒸汽的步驟b)持續(xù)20分鐘并且使反應(yīng)器71中所存在的那批污泥的溫度達(dá)到120℃到200℃、優(yōu)選140℃到180℃的溫度。此熱水解溫度尤其可以根據(jù)污泥的性質(zhì)和所述方法的最終目的(消毒、溶解等)來選擇。此外，因?yàn)闊崴夥磻?yīng)器關(guān)閉著，所以蒸汽的注入還可以提高此反應(yīng)器內(nèi)的主導(dǎo)壓力。實(shí)際上，此壓力升高介于2與16巴(a)之間。

通過本發(fā)明，其中通過將污泥傳到動(dòng)態(tài)混合器3中，污泥的粘度已降低并且其均質(zhì)性改良，故從新蒸汽到已在反應(yīng)器中水解的污泥的能量轉(zhuǎn)移也得到了優(yōu)化。因此，更容易對(duì)污泥加熱并且新蒸汽的消耗量得以優(yōu)化。

在此注入新蒸汽的步驟b)期間，容器13不與反應(yīng)器71的內(nèi)部流體連通。因此關(guān)閉裝配在管道臂111上的閥門121，管道臂111通過管道11延伸，通到容器13內(nèi)。

在稱為熱水解反應(yīng)步驟、在此實(shí)例中也持續(xù)20分鐘的步驟c)期間，發(fā)生污泥熱水解，并且閥門16和閥門121仍舊關(guān)閉。

通過本發(fā)明，其中通過將污泥傳到動(dòng)態(tài)混合器3中，污泥的粘度已降低并且其均質(zhì)性改良，故從蒸汽到污泥的能量轉(zhuǎn)移也在此步驟期間得到了優(yōu)化。

在此步驟c)結(jié)束時(shí)，打開閥門121。這在步驟d)期間引起反應(yīng)器71中所含的那批已水解污泥的含量朝著回收容器13排空并且反應(yīng)器減壓。此減壓為以下事實(shí)所允許的：在步驟c)的熱水解期間，容器13所具有的壓力遠(yuǎn)低于水解反應(yīng)器71內(nèi)的主導(dǎo)壓力。實(shí)際上，容器13內(nèi)部的此主導(dǎo)壓力的范圍是1.1巴(a)到3巴(a)。在用于將那批已水解污泥的含量從反應(yīng)器朝著容器13排空的此步驟d)期間，污泥的減壓引起了回收蒸汽的排放。此回收蒸汽通過管道14從容器13排出，管道14本身連接到動(dòng)態(tài)混合器3的回收蒸汽入口。在此步驟d)結(jié)束時(shí)，已水解污泥通過管道15從設(shè)備中排出。此步驟d)也持續(xù)了20分鐘。

在本實(shí)施例中，步驟a)、b)、c)和d)各自具有20分鐘的持續(xù)時(shí)間并且組成了80分鐘處理循環(huán)。

此循環(huán)緊接著重復(fù)用于一批污泥，然后用于其它各批待在反應(yīng)器71中處理的污泥。因此在一系列80分鐘循環(huán)期間，不同批次的污泥的處理一批接著一批，在此期間，這些不同批次的污泥前進(jìn)通過反應(yīng)器71。

這個(gè)循環(huán)系列在圖2中用最上面一條線進(jìn)行符號(hào)表示，用字母a表示這條線。在此圖中，填充步驟a)用黑色表示；用于注入新蒸汽的步驟b)用深灰色表示；熱水解反應(yīng)步驟c)表示為空白并且用于排空和減壓的步驟d)用淡灰色表示。

其它各批污泥用反應(yīng)器72、73、74(設(shè)置有用于排出不凝性氣體的構(gòu)件102、103、104)實(shí)施相同的處理循環(huán)系列。所述循環(huán)系列在圖2中用線b、c、d進(jìn)行符號(hào)表示。這些循環(huán)系列的循環(huán)的說明與上文參考反應(yīng)器71所進(jìn)行的說明相同，但改為激活與反應(yīng)器72、73、74相關(guān)的閥門，也就是說：

設(shè)置在管道臂52上的閥門62、設(shè)置在管道臂82上的閥門92以及設(shè)置在管道臂112上的閥門122用于通過反應(yīng)器72實(shí)施的處理循環(huán)；

設(shè)置在管道臂53上的閥門63、設(shè)置在管道臂83上的閥門93以及設(shè)置在管道臂113上的閥門123用于通過反應(yīng)器73實(shí)施的處理循環(huán)；

設(shè)置在管道臂54上的閥門64、設(shè)置在管道臂84上的閥門94以及設(shè)置在管道臂114上的閥門124用于通過反應(yīng)器74實(shí)施的處理循環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的方法，這些不同的循環(huán)系列a、b、c、d的循環(huán)起點(diǎn)在時(shí)間上錯(cuò)開，使得一系列循環(huán)的步驟a)與另一系列循環(huán)的步驟d)同時(shí)發(fā)生，在一系列循環(huán)的步驟d)期間排放的回收蒸汽組成在另一系列循環(huán)的步驟a)期間注入的回收蒸汽。這在圖2中通過彎曲箭頭進(jìn)行符號(hào)表示。在本實(shí)例中，每個(gè)循環(huán)系列的循環(huán)起點(diǎn)錯(cuò)開20分鐘。

因此，參看圖2，在循環(huán)系列a的步驟d)期間排放的回收蒸汽組成了在循環(huán)系列d的步驟a)期間注入的回收蒸汽，在循環(huán)系列b的步驟d)期間排放的回收蒸汽組成了在循環(huán)系列a的步驟a)期間注入的回收蒸汽，在循環(huán)系列c的步驟d)期間排放的回收蒸汽組成了在循環(huán)系列b的步驟a)期間注入的回收蒸汽，在循環(huán)系列d的步驟d)期間排放的回收蒸汽組成了在循環(huán)系列c的步驟a)期間注入的回收蒸汽等等。

因此，向設(shè)備中供給污泥、向每個(gè)熱水解反應(yīng)器中交替供給新蒸汽以及從設(shè)備中排出污泥是連續(xù)的。

所述方法的實(shí)施方案的第二實(shí)例

在實(shí)施例的此實(shí)例中，停止反應(yīng)器74并且僅使用設(shè)備的熱水解反應(yīng)器71、72和73來實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。

此外，通過綜合在每個(gè)排空和減壓步驟d)結(jié)束時(shí)的十分鐘暫停，步驟a)、b)、c)和d)持續(xù)20分鐘，處理循環(huán)已延長(zhǎng)。這樣的90分鐘循環(huán)系列在圖3中用線a'、b'、c'進(jìn)行符號(hào)表示。

與現(xiàn)有技術(shù)的比較

污泥一方面根據(jù)上文所述的本發(fā)明方法的實(shí)施方案的第一實(shí)例處理并且另一方面通過fr2820735中所述的技術(shù)處理，在兩種情況下，熱水解步驟的持續(xù)時(shí)間都是20分鐘。

使用這些比較試驗(yàn)的結(jié)果，本發(fā)明使得有可能顯著縮短處理循環(huán)，實(shí)際上從120分鐘(根據(jù)fr2820735的技術(shù))縮短到80分鐘(根據(jù)所述方法的實(shí)施方案的第一實(shí)例，根據(jù)上文所述的此實(shí)例實(shí)施的本發(fā)明)。

比較用于處理這些污泥所需的反應(yīng)器的體積。圖4的圖呈現(xiàn)了用于處理這些污泥所需的熱水解反應(yīng)器的總體積，它顯示在本發(fā)明的背景下，這些體積要小得多。

應(yīng)注意，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明不需要在每個(gè)循環(huán)之間在熱水解反應(yīng)器中保留一定數(shù)量的熱污泥，從而優(yōu)化了在每個(gè)反應(yīng)器中處理的污泥的數(shù)量和這些反應(yīng)器的填充情況。