本實(shí)用新型屬于污泥處理設(shè)備，具體為一種污水處理場(chǎng)所作業(yè)過程中所產(chǎn)生污泥的處理裝置。

背景技術(shù)：

在城鎮(zhèn)和工業(yè)污水處理過程中，通過沉淀和過濾去除無機(jī)或有機(jī)的顆粒物以及可生物降解的化合物的過程中，產(chǎn)生大量污泥，包括初沉池污泥和二沉池污泥等。污泥中除可沉淀有機(jī)和無機(jī)顆粒物外，主要為微生物在氧化分解污水中有機(jī)物時(shí)增殖生成的菌體和老化死亡的微生物殘?bào)w。目前常用的污水污泥處理技術(shù)主要有厭氧消化和好氧消化兩種，其中厭氧消化應(yīng)用廣泛。

目前的厭氧消化處理，主要包括濃縮裝置、厭氧消化反應(yīng)器(含攪拌機(jī)構(gòu))、脫水裝置等。污泥厭氧消化是在無氧條件下，利用兼性菌和厭氧菌對(duì)污泥進(jìn)行水解、發(fā)酵、產(chǎn)甲烷等反應(yīng)過程，最終將污泥中有機(jī)物分解為CH₄、CO₂、H₂、和NH₃等，達(dá)到將污泥穩(wěn)定、減容、減量和無害化處理的目的。存在的不足：①對(duì)揮發(fā)性懸浮固體(VSS)去除率為40～45％，去除率較低，污泥減量效果不明顯；②厭氧消化過程會(huì)產(chǎn)生氨，在厭氧條件下，氨不能被硝化，導(dǎo)致污泥脫水產(chǎn)生的濾液中氨氮濃度較高，有的高達(dá)1000～1500mg/l，不利于后續(xù)的污水處理；③在厭氧條件下，污泥中聚磷菌將貯存在細(xì)胞內(nèi)的聚合磷酸鹽通過水解釋放出來，與污泥中的鈣鎂離子和氨形成磷酸銨鎂(鳥糞石)，易在污泥脫水設(shè)備內(nèi)形成結(jié)垢，影響脫水設(shè)備的正常運(yùn)行。

目前的好氧消化處理，主要包括濃縮裝置、好氧消化反應(yīng)池(需供氧)、脫水裝置。污泥好氧消化是在有氧條件下，利用好氧微生物分解污泥中的有機(jī)物，將其轉(zhuǎn)化為CO₂、H₂O、NH₄⁺、硝酸鹽等，以降低揮發(fā)性懸浮固體(VSS)的含量，達(dá)到污泥穩(wěn)定、減量和減容的目的。與厭氧消化工藝相比，污泥好氧消化的消化程度較高，運(yùn)行的穩(wěn)定性好。存在的不足：①揮發(fā)性懸浮固體(VSS)的去除率為55～60％；②好氧消化過程中，好氧微生物對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解，有機(jī)氮也會(huì)轉(zhuǎn)化為NH₄⁺，而好氧反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此反應(yīng)器內(nèi)溫度較高，會(huì)抑制硝化菌和亞硝化菌的生長(zhǎng)，難以對(duì)NH₄⁺進(jìn)行硝化和亞硝化反應(yīng)，造成NH₄⁺的積累和pH值升高，pH值升高會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生一定毒性，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行；③污泥好氧消化過程會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，影響運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種污水污泥處理裝置，本污泥處理裝置可提高污水污泥中揮發(fā)性懸浮固體(VSS)去除效率，同時(shí)降低氨氮、節(jié)省能耗。

本實(shí)用新型技術(shù)方案，包括濃縮裝置1、第一換熱器2、第二換熱器3，厭氧消化反應(yīng)器4、好氧消化反應(yīng)器5、污泥脫水裝置6；

所述濃縮裝置1與污泥的進(jìn)入管相通，濃縮裝置1的污泥出口與所述第一換熱器2的污泥進(jìn)口相通；

所述第一換熱器2內(nèi)有換熱管2a，換熱管2a有介質(zhì)進(jìn)口和出口，換熱管2a的介質(zhì)進(jìn)口與所述好氧消化反應(yīng)器5上的回流污泥出口5a相通，換熱管2a的出口與好氧消化反應(yīng)器5上的污泥回流進(jìn)口5b相通，所述第一換熱器2的污泥出口與第二換熱器3的污泥進(jìn)口相通；

所述第二換熱器3內(nèi)有導(dǎo)熱管3a，導(dǎo)熱管3a有介質(zhì)進(jìn)口和出口，第二換熱器3的污泥出口與所述厭氧消化反應(yīng)器4的污泥進(jìn)口相通；

所述厭氧消化反應(yīng)器4的頂部有氣體出口4d，厭氧消化反應(yīng)器4的污泥出口與所述好氧消化反應(yīng)器5的污泥進(jìn)口相通；

所述好氧消化反應(yīng)器5下部有空氣進(jìn)管5c，頂部有廢氣出口5g，上部有加入酸溶液的進(jìn)口5f，好氧消化反應(yīng)器5的污泥出口與所述污泥脫水裝置6的污泥進(jìn)口相通；

所述污泥脫水裝置6下部有泥渣出口6a和脫水液出口6b。污泥脫水裝置6對(duì)進(jìn)入的污泥進(jìn)行脫水處理，脫水后排出的泥渣外運(yùn)處置，脫水后排出的脫水液進(jìn)入污水處理系統(tǒng)或另行處理。

進(jìn)一步的是：

所述厭氧消化反應(yīng)器4設(shè)有污泥回流式攪拌機(jī)構(gòu)4a，污泥回流式攪拌機(jī)構(gòu)4a包括回流管件4b，回流管件4b的污泥回流進(jìn)口與所述厭氧消化反應(yīng)器4下部相通，回流管件4b的污泥回流出口與所述厭氧消化反應(yīng)器4上部相通，回流管件4b上設(shè)有循環(huán)泵4c；所述污泥回流攪拌裝置4a將厭氧消化反應(yīng)器4內(nèi)下部的污泥輸送至厭氧消化反應(yīng)器4內(nèi)的上部，利用循環(huán)泵4c所提供的動(dòng)能，使由上部進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)器4內(nèi)的污泥對(duì)厭氧消化反應(yīng)器4內(nèi)的污泥進(jìn)行攪拌。

所述好氧消化反應(yīng)器5內(nèi)腔上部設(shè)有噴淋構(gòu)件5d，噴淋構(gòu)件5d中的分配管5e進(jìn)口與所述第一換熱器2內(nèi)換熱管2a的出口相通。

參見附圖，本實(shí)用新型的運(yùn)行過程：

污水處理過程產(chǎn)生的污泥經(jīng)濃縮裝置1濃縮處理后，進(jìn)入第一換熱器2內(nèi)，好氧消化反 應(yīng)器5運(yùn)行過程中的部分具有熱能的污泥混合物進(jìn)入第一換熱器2內(nèi)的換熱管2a內(nèi)，與進(jìn)入第一換熱器2內(nèi)污泥產(chǎn)生熱交換，對(duì)進(jìn)入第一換熱器2內(nèi)污泥進(jìn)行預(yù)加熱，經(jīng)過熱交換后的污泥混合物，然后通過管件再進(jìn)入所述好氧消化反應(yīng)器5內(nèi)；

經(jīng)第一換熱器2預(yù)加熱的污泥進(jìn)入第二換熱器3內(nèi)進(jìn)行熱交換與升溫；

經(jīng)第二換熱器3內(nèi)進(jìn)行熱交換與升溫后的污泥進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)器4進(jìn)行厭氧消化反應(yīng)處理，同時(shí)，所述厭氧消化反應(yīng)器4上的污泥回流攪拌裝置4a對(duì)厭氧消化反應(yīng)器4進(jìn)行攪拌，在厭氧消化反應(yīng)器4的厭氧消化過程中，利用兼性菌和厭氧菌進(jìn)行生化反應(yīng)，去除污泥中的部分揮發(fā)性懸浮固體(VSS)(有機(jī)物)；包括污泥中含有的處理污水的微生物菌體，使部分有機(jī)物分解為沼氣，主要成分為CH₄、CO₂、H₂和NH₃等，沼氣由厭氧消化反應(yīng)器4頂部的氣體出口4d排出，經(jīng)另外設(shè)置的凈化器處理后可作為燃料。

經(jīng)厭氧消化反應(yīng)器4處理后的污泥進(jìn)入好氧消化反應(yīng)器5進(jìn)行好氧消化處理，通過風(fēng)機(jī)向經(jīng)厭氧消化反應(yīng)器5送入空氣進(jìn)行曝氣(供氧)，空氣入口管5c與污泥回流進(jìn)口5b相連，可利用污泥回流進(jìn)口5b產(chǎn)生的負(fù)壓和風(fēng)機(jī)的壓力將空氣送入好氧消化反應(yīng)器，可適當(dāng)減小風(fēng)機(jī)的壓頭，節(jié)省能耗；同時(shí)利用具有動(dòng)能的空氣與污泥的混合液對(duì)污泥進(jìn)行攪拌；同時(shí)，利用來自所述第一換熱器2內(nèi)換熱管2a出口的部分污泥混合物，通過好氧消化反應(yīng)器5內(nèi)腔上部的噴淋構(gòu)件5b由上方向下噴淋，消除好氧消化反應(yīng)產(chǎn)生的泡沫。在好氧消化反應(yīng)器內(nèi)，在好氧條件下，利用好氧微生物進(jìn)一步去除厭氧消化反應(yīng)未去除的污泥中的有機(jī)物，因?yàn)楹醚跸磻?yīng)是放熱反應(yīng)，在污泥好氧消化過程中，系統(tǒng)溫度升高，可提高好氧反應(yīng)速度和效率，經(jīng)好氧消化反應(yīng)后，可提高污泥總的揮發(fā)性懸浮固體(VSS)的去除效率；

污泥在厭氧消化后進(jìn)行好氧消化，在有氧、適宜溫度和pH條件下，污泥中的硝化菌和亞硝化菌大量繁殖，能將厭氧消化產(chǎn)生的NH₃進(jìn)行亞硝化和硝化，生成亞硝酸鹽和硝酸鹽。能顯著降低后續(xù)污泥脫水時(shí)脫水液中的NH₃濃度。對(duì)好氧消化反應(yīng)器進(jìn)行間歇曝氣，交替形成好氧和缺氧環(huán)境，在缺氧環(huán)境下能使形成的亞硝酸鹽和硝酸鹽中的氮還原為N₂進(jìn)入大氣，完成反硝化過程；或控制好氧消化反應(yīng)器的溶解氧(DO)在較低濃度，在連續(xù)曝氣的情況下能完成NH₃的同步硝化和反硝化，實(shí)現(xiàn)脫氮，降低污泥中的氨氮。硝化菌生長(zhǎng)繁殖的最佳適宜溫度為38～40℃，由于好氧消化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，好氧消化反應(yīng)器在運(yùn)行過程中，溫度會(huì)逐漸升高到55～65℃，會(huì)抑制硝化菌的生長(zhǎng)繁殖，因此本方案中設(shè)置了第一換熱器2，將好氧消化反應(yīng)器內(nèi)溫度高的部分污泥混合物通過管件進(jìn)入第一換熱器2內(nèi)的換熱管2a內(nèi)，與進(jìn)入第一換熱器2內(nèi)的污泥進(jìn)行熱交換，其作用，一是對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)熱，可節(jié)省第二換熱器3的能耗，二是經(jīng)過熱交換后的污泥混合物溫度降低，處于低溫的污泥混合物然后通過管 件再回流于好氧消化反應(yīng)器5內(nèi)，對(duì)好氧消化反應(yīng)器內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可相應(yīng)地降低好氧消化反應(yīng)作業(yè)過程的溫度，以利于硝化菌的生長(zhǎng)和繁殖，促進(jìn)硝化反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行；此外，硝化菌生長(zhǎng)繁殖的最佳pH范圍為7.7～8.1，因?yàn)槲勰嗪醚跸瘯r(shí)會(huì)產(chǎn)生NH₄⁺，有可能使反應(yīng)器內(nèi)pH值升高，因此，通過設(shè)置在好氧消化反應(yīng)器5上部的進(jìn)口5f加入酸溶液，通過酸堿中和作用，使好氧消化反應(yīng)器內(nèi)的污泥處在最佳pH值范圍。

好氧消化反應(yīng)器中產(chǎn)生的廢氣由好氧消化反應(yīng)器頂部的廢氣出口5g排出，進(jìn)入另外設(shè)置的廢氣處理裝置進(jìn)行處理。

因?yàn)槲勰嘀械木哿拙诤醚鯒l件下，能將污泥混合液中的磷大量吸收并積聚在細(xì)胞體內(nèi)，而在厭氧條件下，則會(huì)將積聚在體內(nèi)的磷釋放出來。因此，污泥在好氧消化反應(yīng)器5內(nèi)進(jìn)行好氧消化處理后進(jìn)行脫水，能避免聚磷菌釋放磷，從而能避免生成磷酸銨鎂，防止在脫水設(shè)備內(nèi)形成結(jié)構(gòu)，影響脫水設(shè)備正常運(yùn)行。

經(jīng)好氧消化反應(yīng)器5處理后的污泥進(jìn)入污泥脫水設(shè)備5內(nèi)進(jìn)行脫水，脫水后污泥外運(yùn)處置，脫水產(chǎn)生的濾液進(jìn)入污水處理系統(tǒng)或另行處理。

與現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型具有以下明顯的技術(shù)效果：

1、由于本實(shí)用新型同時(shí)設(shè)有厭氧消化反應(yīng)器4、好氧消化反應(yīng)器5，污泥經(jīng)厭氧消化反應(yīng)器4進(jìn)行厭氧消化處理后，再進(jìn)入好氧消化反應(yīng)器5進(jìn)行好氧消化處理，揮發(fā)性懸浮固體(VSS)的去除效率達(dá)65～80％，提高了污泥中揮發(fā)性懸浮固體(VSS)的去除效率，顯著降低污泥中有機(jī)物的含量，減少了污泥的質(zhì)量。

2、由于將好氧消化反應(yīng)器5內(nèi)溫度高的部分污泥混合物回流于第一換熱器2內(nèi)換熱管2a，利用回流污泥混合物的熱能，對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)加熱，可節(jié)省第二換熱器3的能耗；同時(shí)，將降低了溫度的污泥混合物通過管件回流于好氧消化反應(yīng)器5內(nèi)，可相應(yīng)的降低好氧消化反應(yīng)過程的溫度，利于硝化菌的生長(zhǎng)和繁殖，促進(jìn)硝化反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行，降低反應(yīng)器內(nèi)NH₃濃度，有利于反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。

3、由于在厭氧消化后進(jìn)行好氧消化，好氧消化能對(duì)厭氧消化產(chǎn)生的NH₃進(jìn)行硝化，顯著降低污泥脫水液中的NH₃濃度，避免了單獨(dú)厭氧和好氧消化后，在污泥脫水時(shí)產(chǎn)生含高濃度NH₃的污泥脫水液回流至污水處理系統(tǒng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響，或增加污泥脫水液另行處理的難度。

4、通過對(duì)好氧消化反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度的控制，形成缺氧環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)反硝化，使硝化產(chǎn)生的硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮生成N₂；或連續(xù)在低溶解氧條件下，實(shí)現(xiàn)同步硝化和反硝化，實(shí)現(xiàn)脫氮。

5、由于污泥經(jīng)厭氧消化反應(yīng)器4進(jìn)行厭氧消化處理后，再進(jìn)入好氧消化反應(yīng)器5進(jìn)行好氧消化反應(yīng)處理，且在好氧消化后進(jìn)行脫水，能避免污泥中聚磷菌釋放磷，有效防止脫水設(shè)備產(chǎn)生磷酸銨鎂(鳥糞石)結(jié)垢，確保污泥脫水設(shè)備的正常運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參見附圖。

本實(shí)用新型技術(shù)方案，包括濃縮裝置1、第一換熱器2、第二換熱器3，厭氧消化反應(yīng)器4、好氧消化反應(yīng)器5、污泥脫水裝置6。

所述濃縮裝置1與污泥的進(jìn)入管相通，濃縮裝置1的污泥出口通過第一管件7與所述第一換熱器2的污泥進(jìn)口相通，第一管件7上設(shè)有第一輸送泵7a；實(shí)施例中，濃縮裝置1可為現(xiàn)有的轉(zhuǎn)鼓式污泥濃縮機(jī)或氣浮濃縮設(shè)備等，通過濃縮處理，有效降低污泥中的水分，增加污泥濃度，以利于提高后續(xù)厭氧消化反應(yīng)及好氧消化反應(yīng)的速度，提高厭氧消化反應(yīng)及好氧消化反應(yīng)的作業(yè)效率。

所述第一換熱器2內(nèi)有換熱管2a，換熱管2a有介質(zhì)進(jìn)口和出口，換熱管2a的介質(zhì)進(jìn)口通過第二管件8與所述好氧消化反應(yīng)器5上的回流污泥出口5a相通，第二管件8上設(shè)有第二輸送泵8a，換熱管2a的出口通過第三管件9與好氧消化反應(yīng)器5上的污泥回流進(jìn)口5b相通，必要時(shí)，在第三管件9上設(shè)置輸送泵；所述第一換熱器2的污泥出口通過第四管件10與第二換熱器3的污泥進(jìn)口相通，必要時(shí)，在第四管件10上設(shè)置輸送泵；所述第一換熱器2可為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的管殼式熱交換器。

所述第二換熱器3內(nèi)有導(dǎo)熱管3a，導(dǎo)熱管3a有介質(zhì)進(jìn)口和出口，第二換熱器3的污泥出口通過第五管件11與所述厭氧消化反應(yīng)器4上部的污泥進(jìn)口相通；第二換熱器3采用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的管殼式熱交換器，使用蒸汽作為熱源介質(zhì)。

所述厭氧消化反應(yīng)器4的頂部有氣體出口4d，厭氧消化反應(yīng)器4下部的污泥出口通過第六管件12與所述好氧消化反應(yīng)器5上部的污泥進(jìn)口相通，第六管件12上設(shè)有第三輸送泵12a；厭氧消化反應(yīng)過程產(chǎn)生的沼氣等氣體由氣體出口4d排出；厭氧消化反應(yīng)器4上設(shè)有污泥回流式攪拌機(jī)構(gòu)4a，污泥回流式攪拌機(jī)構(gòu)4a包括回流管件4b，回流管件4b的污泥回流進(jìn)口與所述厭氧消化反應(yīng)器4下部相通，回流管件4b的污泥回流出口與所述厭氧消化反應(yīng)器4上部相通，回流管件4b上設(shè)有循環(huán)泵4c；所述污泥回流攪拌裝置4a將厭氧消化反應(yīng)器4內(nèi)下部的污泥輸送至厭氧消化反應(yīng)器4內(nèi)上部，利用循環(huán)泵4c所提供的動(dòng)能，使由上 部進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)器4內(nèi)的污泥對(duì)厭氧消化反應(yīng)器4內(nèi)的污泥進(jìn)行攪拌。

所述好氧消化反應(yīng)器5下部有空氣進(jìn)管5c，頂部有廢氣出口5g，上部有加入酸溶液的進(jìn)口5f；實(shí)施中，所述空氣進(jìn)管5c可直接與好氧消化反應(yīng)器5下部壁連接，由風(fēng)機(jī)提供的壓力空氣可直接由空氣進(jìn)管5c進(jìn)入好氧消化反應(yīng)器5下腔內(nèi)；圖示的結(jié)構(gòu)為，所述空氣進(jìn)管5c的出口端與所述第三管件9的末端(臨近好氧消化反應(yīng)器的管段)連接并相通，連接結(jié)構(gòu)可采用“文丘里”三通管進(jìn)行連接，也可為其它結(jié)構(gòu)形式的三通管進(jìn)行連接，由風(fēng)機(jī)提供的壓力空氣首先進(jìn)入第三管件9的末端管段內(nèi)，與該管件內(nèi)的污泥混合物進(jìn)行混合，與污泥混合物一同進(jìn)入好氧消化反應(yīng)器5下腔；

所述好氧消化反應(yīng)器5內(nèi)腔上部設(shè)有噴淋構(gòu)件5d，噴淋構(gòu)件5d中的分配管5e進(jìn)口通過第七管件13與所述第一換熱器2內(nèi)換熱管2a的出口相通；實(shí)施中，也可為如圖所示的，分配管5e的進(jìn)口與第七管件13的出口相通，第七管件13的進(jìn)口端與所述第三管件9的中段連接并相通；

所述第七管件13上設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥13a，所述第三管件9的后段上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥9a；通過調(diào)節(jié)第一閥13a和第二閥9a的流量，來調(diào)節(jié)噴淋構(gòu)件5d進(jìn)行消泡時(shí)所需的污泥流量，如噴淋構(gòu)件5d作業(yè)時(shí)所需污泥量較大時(shí)，即相對(duì)地調(diào)小第二閥9a的流量和調(diào)大第一調(diào)節(jié)閥13a的流量，如噴淋構(gòu)件5d作業(yè)時(shí)所需污泥量較小時(shí)，即調(diào)小第一調(diào)節(jié)閥13a的流量和調(diào)大第二閥9a的流量；根據(jù)作業(yè)中的需要，污泥消泡方式可為連續(xù)式或間隔式，當(dāng)采用間隔式的污泥消泡方式時(shí)，在停止污泥消泡的時(shí)間段內(nèi)即關(guān)閉第一調(diào)節(jié)閥13a。

作業(yè)中，根據(jù)好氧消化反應(yīng)過程的需要，所述好氧消化反應(yīng)器可通過控制曝氣方式或曝氣量來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的連續(xù)曝氣(去除污泥中的揮發(fā)性懸浮固體(VSS)，并進(jìn)行硝化反應(yīng))、間歇曝氣(曝氣時(shí)去除污泥中的揮發(fā)性懸浮固體(VSS)，并進(jìn)行硝化反應(yīng)；停止曝氣時(shí)進(jìn)行反硝化反應(yīng))、低溶解氧(DO)(去除污泥中的揮發(fā)性懸浮固體(VSS)、硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行)連續(xù)運(yùn)行的三種作業(yè)方式；

所述好氧消化反應(yīng)器5的污泥出口通過第八管件14與所述污泥脫水裝置6的污泥進(jìn)口相通，第八管件14上設(shè)有第四輸送泵14a。

所述污泥脫水裝置6下部有泥渣出口6a和脫水液出口6b，污泥脫水裝置6對(duì)進(jìn)入的污泥進(jìn)行脫水，脫水后排出的泥渣外運(yùn)處置，脫水后排出的脫水液進(jìn)入污水處理系統(tǒng)或另行處理。