本發(fā)明屬于能源轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種剩余污泥高效資源化處理裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著城鎮(zhèn)化的加速，污泥的產(chǎn)量也在急劇上升。據(jù)調(diào)查顯示，以含水率80％計(jì)，我國(guó)污泥總產(chǎn)量將很快突破3000萬噸，到2020年將突破6000萬噸。然而，由于污泥的最終處置面臨著安全處置和資源化利用的雙重選擇，致使污泥的有效處置難上加難。尤其是剩余污泥，其含有豐富的有機(jī)物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、脂類和木質(zhì)纖維素等)，總有機(jī)質(zhì)可占污泥干重的40％～90％，資源化利用潛質(zhì)相當(dāng)大。因此，研究開發(fā)新的剩余污泥資源化、無害化處理裝置具有重大意義。然而，目前剩余污泥資源化程度非常有限，其中一個(gè)重要的原因在于，現(xiàn)有的處理裝置不能有效的提高反應(yīng)釜中的蛋白含量，導(dǎo)致通過纖維素酶對(duì)剩余污泥進(jìn)行處理時(shí)，纖維素酶的利用率低、熱失活率高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種剩余污泥高效資源化處理裝置，其能夠提高反應(yīng)釜中的蛋白含量，提高纖維素酶的利用率、降低纖維素酶的熱失活率，節(jié)省纖維素酶的用量。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種剩余污泥高效資源化處理裝置，包括藥劑混合單元、液固分離單元、液相濃縮單元、固相粉碎單元和反應(yīng)釜，其中，

藥劑混合單元的出口連接液固分離單元的入口；液固分離單元的液相出口連接液相濃縮單元的入口，液固分離單元的固相出口連接固相粉碎單元的入口；液相濃縮單元的出口和固相粉碎單元出口均與反應(yīng)釜連接。

優(yōu)選地，所述藥劑混合單元包括料液混合器，料液混合器的出口依次連接料液流量調(diào)節(jié)閥和料液離心泵，料液離心泵的出口連接液固分離單元的入口。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述藥劑混合單元還包括電子加速器，電子加速器在料液混合器下方且對(duì)準(zhǔn)料液混合器。

進(jìn)一步優(yōu)選地，料液混合器的入口依次連接入料離心泵和入料流量調(diào)節(jié)閥，入料流量調(diào)節(jié)閥的入口通過三通閥與藥劑輸入管道和剩余污泥輸入管道連接。

優(yōu)選地，所述液固分離單元包括離心機(jī)，離心機(jī)的入口與藥劑混合單元的出口連接；離心機(jī)的液相出口連接液相離心泵的入口，液相離心泵的出口連接液相濃縮單元的入口；離心機(jī)的固相出口連接固相粉碎單元的入口。

優(yōu)選地，液相濃縮單元包括換熱器，換熱器的入口與液固分離單元的出口連接，換熱器的出口連接濃縮液離心泵入口，濃縮液離心泵的出口與反應(yīng)釜連接。

優(yōu)選地，固相粉碎單元包括依次連接的干燥器、粉碎機(jī)、粉體流量調(diào)節(jié)閥和粉體輸送泵，其中，干燥器的入口連接液固分離單元的固相出口，粉體輸送泵的出口連接反應(yīng)釜。

優(yōu)選地，還包括還原糖收集單元，還原糖收集單元的入口與反應(yīng)釜的出口連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明提供的一種剩余污泥高效資源化處理裝置，包括藥劑混合單元、液固分離單元、液相濃縮單元、固相粉碎單元和反應(yīng)釜。其中，藥劑混合單元可以將剩余污泥和破解藥劑混合，實(shí)現(xiàn)污泥的破解，并實(shí)現(xiàn)污泥蛋白的釋放和污泥木質(zhì)纖維素的破穩(wěn)，為后續(xù)進(jìn)一步處理剩余污泥中的蛋白和木質(zhì)纖維素等有機(jī)質(zhì)提供了有利條件；液固分離單元將破解后的剩余污泥進(jìn)行固液分離，以方便對(duì)固相和液相的單獨(dú)處理；液相濃縮單元將液固分離單元分離出的液相進(jìn)行濃縮，減小了液相的體積；在濃縮后的液相進(jìn)入反應(yīng)釜后，由于液相體積的減小，反應(yīng)釜中的蛋白和木質(zhì)纖維素微粒的濃度相應(yīng)的提高；固相粉碎單元將液固分離單元分離出的固相進(jìn)行干燥后粉碎，由于固相中含有大量的污泥蛋白和木質(zhì)纖維素，固相粉碎單元可以進(jìn)一步促進(jìn)污泥蛋白的釋放和木質(zhì)纖維素的破穩(wěn)；當(dāng)粉碎后的粉體進(jìn)入反應(yīng)釜后與濃縮后的液相混合，其中的污泥蛋白可以更好的釋放，木質(zhì)纖維素也更好的暴露出來；向反應(yīng)釜中加入纖維素酶進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，由于反應(yīng)釜中的液相中含有的蛋白的濃度更高，纖維素酶能夠得到很好的保護(hù)，其不易發(fā)生熱失活；而且，由于反應(yīng)釜中的液相比較少，其暴露出來的木質(zhì)纖維素微粒的濃度也更大，纖維素酶的活力和酶解能力得以充分的展現(xiàn)，纖維素酶的效率更好，酶解后的還原糖也更容易分離。本發(fā)明提供的一種連續(xù)化剩余污泥資源化利用裝置，具有結(jié)構(gòu)新穎、操作方便、能耗低、可以連續(xù)化生產(chǎn)、效率高等特點(diǎn)。

進(jìn)一步地，藥劑混合單元還包括電子加速器，電子加速器在料液混合器下方且對(duì)準(zhǔn)料液混合器。藥劑混合單元利用電子加速器的輻照作用強(qiáng)化破解藥劑對(duì)污泥的破解效率，不需較高能耗即可實(shí)現(xiàn)污泥的破解，避免了傳統(tǒng)處理方法中高溫所造成的污泥有機(jī)質(zhì)的過度破壞，并且電子加速器輻照處理量大、時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的剩余污泥高效資源化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1為料液混合器；2為電子加速器；3為離心機(jī)；4為干燥器；5為粉碎機(jī)；6為換熱器；7為反應(yīng)釜；8為入料流量調(diào)節(jié)閥；9為料液流量調(diào)節(jié)閥；10為粉體流量調(diào)節(jié)閥；11為入料離心泵；12為料液離心泵；13為液相離心泵；14為濃縮液離心泵；15為粉體輸送泵。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

如圖1所示，一種剩余污泥高效資源化處理裝置，包括藥劑混合單元、液固分離單元、液相濃縮單元、固相粉碎單元和反應(yīng)釜7。

其中，藥劑混合單元包括料液混合器1和電子加速器2。料液混合器1的入口依次連接入料離心泵11和入料流量調(diào)節(jié)閥8，入料流量調(diào)節(jié)閥8的入口通過三通閥與藥劑輸入管道和剩余污泥輸入管道連接；料液混合器1的出口依次連接料液流量調(diào)節(jié)閥9和料液離心泵12，料液離心泵12的出口連接離心機(jī)3的入口。電子加速器2在料液混合器1下方且對(duì)準(zhǔn)料液混合器1。

料液混合器1可以將剩余污泥和破解藥劑混合，實(shí)現(xiàn)污泥的破解，并實(shí)現(xiàn)污泥蛋白的釋放和污泥木質(zhì)纖維素的破穩(wěn)，為后續(xù)進(jìn)一步處理剩余污泥中的蛋白和木質(zhì)纖維素等有機(jī)質(zhì)提供了有利條件；電子加速器2對(duì)準(zhǔn)料液混合器1，其能夠向料液混合器1發(fā)出輻照，該輻照可以強(qiáng)化破解藥劑對(duì)污泥的破解效率，不需較高能耗即可實(shí)現(xiàn)污泥的破解，避免了傳統(tǒng)處理方法中高溫所造成的污泥有機(jī)質(zhì)的過度破壞，并且電子加速器2輻照處理量大、時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單。

其中，液固分離單元包括離心機(jī)3，離心機(jī)3的入口與料液離心泵12的出口連接；離心機(jī)3的液相出口連接液相離心泵13的入口，液相離心泵13的出口連接換熱器6的入口；離心機(jī)3的固相出口連接干燥器4的入口。離心機(jī)3將破解后的剩余污泥進(jìn)行固液分離，以方便對(duì)固相和液相的單獨(dú)處理。

其中，液相濃縮單元包括換熱器6，換熱器6的入口與液相離心泵13的出口連接，換熱器6的出口連接濃縮液離心泵14入口，濃縮液離心泵14的出口與反應(yīng)釜7連接。換熱器6將液固分離單元分離出的液相進(jìn)行濃縮，減小液相的體積。

其中，固相粉碎單元包括依次連接的干燥器4、粉碎機(jī)5、粉體流量調(diào)節(jié)閥10和粉體輸送泵15，其中，干燥器4的入口連接離心機(jī)3的固相出口，粉體輸送泵15的出口連接反應(yīng)釜7。固相粉碎單元將液固分離單元分離出的固相進(jìn)行干燥后粉碎，由于固相中含有大量的污泥蛋白和木質(zhì)纖維素，固相粉碎單元可以進(jìn)一步促進(jìn)污泥蛋白的釋放和木質(zhì)纖維素的破穩(wěn)。

其中，反應(yīng)釜7接收濃縮的液相和粉碎后的固相，并在加入纖維素酶后進(jìn)行酶解反應(yīng)，將其內(nèi)部的木質(zhì)纖維素酶解為還原糖，還原糖用于收集和利用。濃縮后的液相進(jìn)入反應(yīng)釜7后，由于液相體積的減小，反應(yīng)釜7中的蛋白和木質(zhì)纖維素微粒的濃度相應(yīng)的提高；而且，固相經(jīng)過干燥和粉碎后，其中的污泥蛋白可以更好的釋放，木質(zhì)纖維素也更好的暴露出來，這也能夠顯著地提升反應(yīng)釜7中的蛋白和木質(zhì)纖維素微粒的濃度。蛋白和木質(zhì)纖維素微粒的濃度的提高，一方面可以保護(hù)纖維素酶不容易失活，另一方面可以充分的利用纖維素酶的酶解效率，提高纖維素酶的酶解效率，降低纖維素酶的用量。

其中，連續(xù)化剩余污泥資源化利用裝置包括還原糖收集單元，還原糖收集單元的入口與反應(yīng)釜7的出口連接。還原糖收集單元用于收集反應(yīng)釜7中生成的還原糖。

本發(fā)明的一種剩余污泥高效資源化處理裝置，在使用時(shí)：

剩余污泥與破解藥劑由入料離心泵11輸入料液混合器1中，流量大小由入料流量調(diào)節(jié)閥8控制；料液混合器1下設(shè)置的電子加速器2對(duì)物料進(jìn)行輻照處理，輻照后的物料由料液離心泵12輸送至離心機(jī)3進(jìn)行固液分離，流量大小由料液流量調(diào)節(jié)閥9控制；分離出的固體進(jìn)入干燥器4中干燥處理，然后由粉碎機(jī)5粉碎處理，然后由粉體輸送泵15輸送至反應(yīng)釜7中，流量大小由粉體流量調(diào)節(jié)閥10控制；分離出的液體由液相離心泵13輸送至換熱器6中進(jìn)行濃縮處理，濃縮后的液體由濃縮液離心泵14送入反應(yīng)釜7中。然后在纖維素酶的作用下進(jìn)行酶解糖化反應(yīng)，收集還原糖。