本發(fā)明涉及使用厭氧消化工藝處理污水時所用設(shè)備領(lǐng)域，具體來講涉及一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應(yīng)器加熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

升流式厭氧污泥床(UASB反應(yīng)器)是在20世紀(jì)70年代開發(fā)的一種高效污水處理裝置。UASB反應(yīng)器里的污水流速緩慢，但是水流方向與產(chǎn)氣上升方向相一致，這樣不僅可以減少堵塞，還可以加強對污泥床的攪拌混合作用從而有利于微生物與污水間的混合接觸以及顆粒污泥的形成，所以UASB反應(yīng)器的污水處理效率較高。但是在冬天由于溫度較低，而大多數(shù)污泥中的厭氧菌的最佳生長溫度在33℃左右，所以如果不對反應(yīng)器進行加熱，污泥中的厭氧菌的活性會下降，從而導(dǎo)致反應(yīng)器的處理能力以及處理效率大大降低，這種問題在我國北方地區(qū)尤為突出。目前所采用的方式多為利用其他能源轉(zhuǎn)化為熱能對反應(yīng)器進行加熱，這樣沒有利用反應(yīng)器所產(chǎn)生的沼氣，造成了浪費并且增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性；還有利用反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣在燃氣鍋爐中燃燒產(chǎn)生蒸汽，但是鍋爐的利用效率低，也會造成能源的浪費。

如前所述，UASB反應(yīng)器在處理污水過程中會產(chǎn)生沼氣，而沼氣作為燃料燃燒后可以產(chǎn)生熱能，本發(fā)明就利用沼氣燃燒后產(chǎn)生的熱泵驅(qū)動吸收式熱泵，產(chǎn)生高溫?zé)崴?，再利用高溫?zé)崴畬Ψ磻?yīng)器進行加熱，使反應(yīng)器內(nèi)的厭氧菌保持在較高的活性狀態(tài)下，提高反應(yīng)器處理污水的能力及效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應(yīng)器加熱系統(tǒng)，在UASB反應(yīng)器部分產(chǎn)生的沼氣，通入燃氣鍋爐部分內(nèi)燃燒，通過熱量吸收式熱泵部分將熱量傳至UASB反應(yīng)器部分，使UASB反應(yīng)器中的溫度保持在最佳反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，保證反應(yīng)器中的厭氧菌在較高的活性狀態(tài)，提高UASB的處理效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應(yīng)器加熱系統(tǒng),所述的系統(tǒng)包括UASB反應(yīng)器部分、吸收式熱泵部分、燃氣鍋爐部分，所述的UASB反應(yīng)器部分包括污泥反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)、污水進水管、排泥管、污水出水管、熱水送水管、三相分離器、集氣室、集氣送氣泵、溫度傳感器，所述的吸收式熱泵部分包括發(fā)生器、溶液熱交換器、吸收器、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流閥，所述的燃氣鍋爐部分包括燃氣鍋爐、燃氣鍋爐排氣換熱器、蒸汽送氣泵，所述的污水進水管、排泥管置于污泥反應(yīng)區(qū)的底部，所述的污水出水管置于污泥反應(yīng)區(qū)的上部，所述的熱水送水管置于污泥反應(yīng)區(qū)的中間位置，所述的溫度傳感器置于污泥反應(yīng)區(qū)的一側(cè)，所述的三相分離器置于污泥反應(yīng)區(qū)的上部中間位置，所述的三相分離器連接集氣室，所述的集氣室另一端連接集氣送氣泵，所述的集氣送氣泵連接燃氣鍋爐，所述的燃氣鍋爐上端接有燃氣鍋爐排氣換熱器，內(nèi)部連接蒸汽送氣泵，蒸汽送氣泵連接有發(fā)生器，發(fā)生器連接有所述吸收器、冷凝器，所述的溶液熱交換器置于發(fā)生器和吸收器之間，所述的蒸發(fā)器與吸收器、冷凝器連接，所述的節(jié)流閥置于蒸發(fā)器、冷凝器之間，所述的冷凝器經(jīng)過燃氣鍋爐排氣換熱器與熱水送水管連接。

進一步的，所述的污泥反應(yīng)區(qū)底部有厭氧污泥，所述的厭氧污泥中有厭氧菌，所述的污水進水管從污泥反應(yīng)區(qū)的底部一側(cè)深入?yún)捬跷勰嘀小?/p>

進一步的，所述的熱水送水管在厭氧污泥區(qū)中分為兩條管路，形成“Z”字形，熱水流出水管后會產(chǎn)生扭矩，能使兩只分管旋轉(zhuǎn)。

進一步的，所述的兩條管路末端有2-20個直徑為2-5mm的微型孔，當(dāng)兩只分管旋轉(zhuǎn)時，能夠增加熱水與污水的混合速率。

進一步的，所述的蒸汽送氣泵與發(fā)生器通過管道連接，所述的管道通過發(fā)生器后繞回燃氣鍋爐，蒸汽送氣泵將燃氣鍋爐燃燒產(chǎn)生的熱蒸汽輸送至吸收式熱泵部分。

進一步的，所述的冷凝器和污泥反應(yīng)區(qū)連接的管道經(jīng)過燃氣鍋爐排氣換熱器，促進余熱回收再利用。

進一步的，所述的發(fā)生器內(nèi)部有溴化鋰溶液，所述的溴化鋰溶液的質(zhì)量濃度為20-40％，濃度高時會結(jié)晶析出，溴化鋰溶液無毒，水蒸汽分壓力低。

進一步的，所述的系統(tǒng)工作流程為：從污水進水管將污水輸送至污泥反應(yīng)區(qū)的厭氧污泥內(nèi)，產(chǎn)生沼氣，沼氣在集氣室收集后經(jīng)集氣送氣泵送至燃氣鍋爐，在燃氣鍋爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生蒸汽，10-20％排入燃氣鍋爐排氣換熱器進行余熱回收，其余通過蒸汽送氣泵排入管道進行循環(huán)，管道經(jīng)過發(fā)生器，發(fā)生器內(nèi)溴化鋰溶液被加熱產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣流入冷凝器中向冷卻水放熱，凝結(jié)成冷劑水，再依次流向蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器完成循環(huán)，被加熱的冷卻水流向UASB反應(yīng)器的污泥反應(yīng)區(qū)，使厭氧菌的溫度保持在最佳的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)。

本發(fā)明的有效果為：

1、本發(fā)明的系統(tǒng)能夠?qū)ASB反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣，沼氣在燃氣鍋爐部分內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的熱量作用于UASB反應(yīng)器部分，使UASB反應(yīng)器中的溫度保持在最佳反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，保證反應(yīng)器中的厭氧菌在較高的活性狀態(tài)，提高UASB的處理效率，使整個系統(tǒng)實現(xiàn)自給自足的良性循環(huán)過程；

2、本發(fā)明的系統(tǒng)吸收式熱泵部分能夠降低噪音，并且使用溴化鋰水溶液作為工質(zhì)，溴化鋰溶液水蒸汽分壓力低，無毒，對環(huán)境友好，使系統(tǒng)運行安全可靠；

3、本發(fā)明的系統(tǒng)使用“Z”字型加熱水管對厭氧污泥進行加熱，熱水流出水管后會產(chǎn)生扭矩，使兩只分管旋轉(zhuǎn)，增加熱水與污水的混合速率，提高了厭氧菌對污水的分解速率；

4、本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)計新穎，在污水處理過程中無二次污染，可廣泛應(yīng)用于污水處理。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應(yīng)器加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)中熱水送水管的局部圖；

其中，1-污泥反應(yīng)區(qū)、2-沉淀區(qū)、3-污水進水管、4-排泥管、5-污水出水管、6-熱水送水管、7-三相分離器、8-集氣室、9-集氣送氣泵、10-溫度傳感器、11-發(fā)生器、12-溶液熱交換器、13-吸收器、14-蒸發(fā)器、15-冷凝器、16-節(jié)流閥、17-燃氣鍋爐、18-燃氣鍋爐排氣換熱器、19-蒸汽送氣泵。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

為便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖及具體實施例為例做進一步的解釋說明，實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。

一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應(yīng)器加熱系統(tǒng),系統(tǒng)包括UASB反應(yīng)器部分、吸收式熱泵部分、燃氣鍋爐部分，UASB反應(yīng)器部分包括污泥反應(yīng)區(qū)1、沉淀區(qū)2、污水進水管3、排泥管4、污水出水管5、熱水送水管6、三相分離器7、集氣室8、集氣送氣泵9、溫度傳感器10，吸收式熱泵部分包括發(fā)生器11、溶液熱交換器12、吸收器13、蒸發(fā)器14、冷凝器15、節(jié)流閥16，燃氣鍋爐部分包括燃氣鍋爐17、燃氣鍋爐排氣換熱器18、蒸汽送氣泵19，污水進水管3、排泥管4置于污泥反應(yīng)區(qū)1的底部，污水出水管5置于污泥反應(yīng)區(qū)1的上部，熱水送水管6置于污泥反應(yīng)區(qū)1的中間位置，溫度傳感器10置于污泥反應(yīng)區(qū)1的一側(cè)，三相分離器7置于污泥反應(yīng)區(qū)1的上部中間位置，三相分離器7連接集氣室8，集氣室8另一端連接集氣送氣泵9，集氣送氣泵9連接燃氣鍋爐17，燃氣鍋爐17上端接有燃氣鍋爐排氣換熱器18，內(nèi)部連接蒸汽送氣泵19，蒸汽送氣泵19連接有發(fā)生器11，發(fā)生器11連接有所述吸收器13、冷凝器15，溶液熱交換器12置于發(fā)生器11和吸收器13之間，蒸發(fā)器14與吸收器13、冷凝器15連接，節(jié)流閥16置于蒸發(fā)器14、冷凝器15之間，冷凝器15經(jīng)過燃氣鍋爐排氣換熱器18與熱水送水管6連接。

污泥反應(yīng)區(qū)1：底部有厭氧污泥，污水進水管3從污泥反應(yīng)區(qū)1的底部一側(cè)深入?yún)捬跷勰嘀小?/p>

熱水送水管6：在厭氧污泥區(qū)中分為兩條管路，形成“Z”字形，熱水流出水管后會產(chǎn)生扭矩，兩條管路末端有15個直徑為3mm的微型孔。

蒸汽送氣泵19與發(fā)生器11通過管道連接，管道通過發(fā)生器11后繞回燃氣鍋爐17。

發(fā)生器11：內(nèi)部有溴化鋰溶液，溴化鋰溶液的質(zhì)量濃度為30％。

一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應(yīng)器加熱系統(tǒng)，基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應(yīng)器加熱系統(tǒng)的加熱步驟為：從污水進水管3將污水輸送至污泥反應(yīng)區(qū)1的厭氧污泥內(nèi)，產(chǎn)生沼氣，沼氣在集氣室8收集后經(jīng)集氣送氣泵9送至燃氣鍋爐17，在燃氣鍋爐17內(nèi)燃燒產(chǎn)生蒸汽，10-20％排入燃氣鍋爐排氣換熱器18進行余熱回收，其余通過蒸汽送氣泵19排入管道進行循環(huán)，管道經(jīng)過發(fā)生器11，發(fā)生器11內(nèi)溴化鋰溶液被加熱產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣流入冷凝器15中向冷卻水放熱，凝結(jié)成冷劑水，再依次流向蒸發(fā)器14、吸收器13、發(fā)生器11完成循環(huán)，被加熱的冷卻水流向UASB反應(yīng)器的污泥反應(yīng)區(qū)1，使厭氧菌的溫度保持在最佳的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。