一種污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)，包括破碎機(jī)、混合池、厭氧反應(yīng)池，破碎機(jī)用于對(duì)水葫蘆進(jìn)行破碎，破碎機(jī)的出口通過(guò)管路連接到混合池的入口，混合池設(shè)有脫水污泥入口，混合池為密閉的圓筒形結(jié)構(gòu)，并且在混合池的內(nèi)壁上設(shè)有螺旋狀引流槽，混合池的出口通過(guò)管路連接到密閉的厭氧反應(yīng)池。本實(shí)用新型采用在污泥中適量投加高C/N水葫蘆的方式來(lái)啟動(dòng)厭氧消化系統(tǒng),既能有效保證系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)又能縮短啟動(dòng)周期；采用固定起始投加量和逐步升高投加負(fù)荷的方式啟動(dòng)厭氧消化系統(tǒng)，能夠保證產(chǎn)甲烷菌快速適應(yīng)環(huán)境并維持適宜的產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌比例。采用高性能的研磨粉碎設(shè)備對(duì)水葫蘆進(jìn)行破碎，使水葫蘆與污泥的混合效果更好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬固體廢棄物資源化領(lǐng)域，具體涉及一種污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]城市污水處理過(guò)程中會(huì)有大量的污泥產(chǎn)生。隨著城市污水處理量和處理率的增加，污泥的產(chǎn)量越來(lái)越大。污泥成分復(fù)雜，不僅含有機(jī)質(zhì)，也含有致病菌和重金屬。如果不進(jìn)行妥善處理，將對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康產(chǎn)生極大的危害。污泥厭氧消化既可以將污泥中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱量的沼氣，又可以殺滅致病菌及穩(wěn)定重金屬，因此成為目前國(guó)際上廣泛采用的污泥處理方法之一。
[0003]然而，污泥厭氧消化存在啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。厭氧消化反應(yīng)器規(guī)模較大，少則幾千方，高達(dá)幾萬(wàn)方，若完全采用接種泥進(jìn)行馴化啟動(dòng)，則成本過(guò)高，若不使用接種泥，而采用污泥直接啟動(dòng)，則耗時(shí)長(zhǎng)，啟動(dòng)時(shí)間可持續(xù)3-8個(gè)月或更長(zhǎng)的時(shí)間。污泥直接啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的原因，一方面是產(chǎn)甲烷菌本身難以培養(yǎng)。甲烷菌種類(lèi)少，多為古菌屬、對(duì)生存環(huán)境要求嚴(yán)格、世代周期長(zhǎng)，因此較難培養(yǎng)繁殖。另一方面是由于污泥的碳氮比(C/N)低。污泥的C/N含量約為4-8，遠(yuǎn)達(dá)不到微生物生長(zhǎng)所需要的C/N(20-30)。如果在產(chǎn)甲烷菌培養(yǎng)過(guò)程中提高污泥的C/N，將大大縮短產(chǎn)甲烷菌的培養(yǎng)周期。因此尋找一種高C/N且厭氧消化效能好的物料即可以有效縮短啟動(dòng)時(shí)間。
[0004]水葫蘆，又名鳳眼蓮，為多年生漂浮性草本植物。它原產(chǎn)于巴西或南美洲國(guó)家。由于它適應(yīng)性強(qiáng)，繁殖快，極易破環(huán)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，被世界各國(guó)公認(rèn)為最重要的生物入侵物種之一。然而水葫蘆自身養(yǎng)分含量高，干物質(zhì)含氮量平均2.5 %以上，且C/N為15:1?25:1。因此，在厭氧消化產(chǎn)甲烷時(shí)，采用水葫蘆為發(fā)酵原料，不僅可以使水葫蘆無(wú)害化，還能將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫那鍧嵞茉础?br>【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提出一種通過(guò)在污泥中添加水葫蘆來(lái)快速啟動(dòng)污泥厭氧消化的系統(tǒng)，從而大大降低厭氧消化系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)費(fèi)用。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)具體實(shí)現(xiàn):
[0007]—種污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)，包括破碎機(jī)、混合池、厭氧反應(yīng)池，所述破碎機(jī)用于對(duì)水葫蘆進(jìn)行破碎，所述破碎機(jī)的出口通過(guò)管路連接到所述混合池的入口，所述混合池設(shè)有脫水污泥入口，所述混合池為密閉的圓筒形結(jié)構(gòu)，并且在混合池的內(nèi)壁上設(shè)有螺旋狀引流槽，混合池的出口通過(guò)管路連接到密閉的厭氧反應(yīng)池。
[0008]進(jìn)一步的，還包括儲(chǔ)存池，在所述破碎機(jī)的出口與所述混合池的入口之間設(shè)有所述儲(chǔ)存池，所述儲(chǔ)存池的入口與所述破碎機(jī)的出口連通，所述儲(chǔ)存池的出口與所述混合池的入口連通。
[0009]在所述儲(chǔ)存池的底部設(shè)有第一螺旋輸送機(jī)，所述第一螺旋輸送機(jī)的輸出端與所述儲(chǔ)存池的出口連接。
[0010]更進(jìn)一步的，還包括脫水機(jī)，在所述儲(chǔ)存池和所述混合池之間設(shè)有所述脫水機(jī)，所述脫水機(jī)的入口通過(guò)管路與所述儲(chǔ)存池的出口連通，并在所述脫水機(jī)的入口與所述儲(chǔ)存池的出口之間的管路上設(shè)有第一輸送栗，所述脫水機(jī)的出口與所述混合池的入口連通。
[0011]所述混合池的內(nèi)部設(shè)有第一立式攪拌機(jī)和第二螺旋輸送機(jī)，所述立式攪拌機(jī)置于所述混合池的中央，所述第二螺旋輸送機(jī)的輸出端與所述混合池的出口連接，所述儲(chǔ)存池的出口與所述厭氧反應(yīng)池之間的管路上設(shè)有第二輸送栗。
[0012]所述厭氧反應(yīng)池為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，并且底部呈錐形，在所述厭氧反應(yīng)池的內(nèi)部設(shè)有第二立式攪拌機(jī)。
[0013]在所述厭氧反應(yīng)池的內(nèi)部設(shè)有加熱盤(pán)管，所述加熱盤(pán)管自所述厭氧反應(yīng)池的底部進(jìn)入，然后螺旋上升，自所述厭氧反應(yīng)池的側(cè)壁伸出。
[0014]所述引流槽與豎直方向形成70-85度的夾角。
[0015]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1.針對(duì)污泥C/N低導(dǎo)致污泥厭氧消化啟動(dòng)過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)且厭氧系統(tǒng)不穩(wěn)定等問(wèn)題，本實(shí)用新型采用在污泥中適量投加高C/N水葫蘆的方式來(lái)啟動(dòng)厭氧消化系統(tǒng)，這樣既能有效保證系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)又能縮短啟動(dòng)周期。
[0017]2.針對(duì)厭氧消化系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)甲烷菌對(duì)環(huán)境要求高且世代周期較長(zhǎng)的問(wèn)題，本實(shí)用新型采用固定起始投加量和逐步升高投加負(fù)荷的方式啟動(dòng)厭氧消化系統(tǒng)，這樣做能夠保證產(chǎn)甲烷菌快速適應(yīng)環(huán)境并維持適宜的產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌比例。
[0018]3.采用高性能的研磨粉碎設(shè)備對(duì)水葫蘆進(jìn)行破碎，使水葫蘆與污泥的混合效果更好。水葫蘆經(jīng)濟(jì)易得，啟動(dòng)成本低。本實(shí)用新型工藝配置合理，工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)快，啟動(dòng)成本低。
[0019]4.引流槽的設(shè)計(jì)，使得攪拌機(jī)在攪拌的過(guò)程中，物料受驅(qū)動(dòng)圍繞攪拌機(jī)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，在混合池的內(nèi)壁處形成上下翻滾混合，使物料混合效果更好。
【附圖說(shuō)明】
[0020]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0021 ]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述一種污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)，包括破碎機(jī)、混合池、厭氧反應(yīng)池，所述破碎機(jī)用于對(duì)水葫蘆進(jìn)行破碎，所述破碎機(jī)的出口通過(guò)管路連接到所述混合池的入口，所述混合池設(shè)有脫水污泥入口，所述混合池為密閉的圓筒形結(jié)構(gòu)，并且在混合池的內(nèi)壁上設(shè)有螺旋狀引流槽，混合池的出口通過(guò)管路連接到密閉的厭氧反應(yīng)池。
[0023]進(jìn)一步的，還包括儲(chǔ)存池，在所述破碎機(jī)的出口與所述混合池的入口之間設(shè)有所述儲(chǔ)存池，所述儲(chǔ)存池的入口與所述破碎機(jī)的出口連通，所述儲(chǔ)存池的出口與所述混合池的入口連通。
[0024]在所述儲(chǔ)存池的底部設(shè)有第一螺旋輸送機(jī)，所述第一螺旋輸送機(jī)的輸出端與所述儲(chǔ)存池的出口連接。
[0025]更進(jìn)一步的，還包括脫水機(jī)，在所述儲(chǔ)存池和所述混合池之間設(shè)有所述脫水機(jī)，所述脫水機(jī)的入口通過(guò)管路與所述儲(chǔ)存池的出口連通，并在所述脫水機(jī)的入口與所述儲(chǔ)存池的出口之間的管路上設(shè)有第一輸送栗，所述脫水機(jī)的出口與所述混合池的入口連通。
[0026]所述混合池的內(nèi)部設(shè)有第一立式攪拌機(jī)和第二螺旋輸送機(jī)，所述立式攪拌機(jī)置于所述混合池的中央，所述第二螺旋輸送機(jī)的輸出端與所述混合池的出口連接，所述儲(chǔ)存池的出口與所述厭氧反應(yīng)池之間的管路上設(shè)有第二輸送栗。
[0027]所述厭氧反應(yīng)池為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，并且底部呈錐形，在所述厭氧反應(yīng)池的內(nèi)部設(shè)有第二立式攪拌機(jī)。
[0028]在所述厭氧反應(yīng)池的內(nèi)部設(shè)有加熱盤(pán)管，所述加熱盤(pán)管自所述厭氧反應(yīng)池的底部進(jìn)入，然后螺旋上升，自所述厭氧反應(yīng)池的側(cè)壁伸出。
[0029]所述引流槽與豎直方向形成70-85度的夾角。
[0030]—種污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，包括:
[0031 ] 將水葫蘆粉碎后送入密閉的混合池內(nèi)進(jìn)行混合，混合之后再送入密閉的厭氧反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行厭氧反應(yīng)。
[0032]優(yōu)選的，將所述水葫蘆粉碎后首先進(jìn)入儲(chǔ)存池進(jìn)行儲(chǔ)存，然后經(jīng)過(guò)脫水機(jī)的脫水作用后送入所述混合池內(nèi)進(jìn)行混合;在所述厭氧反應(yīng)池內(nèi)發(fā)生厭氧反應(yīng)的過(guò)程中，通過(guò)厭氧反應(yīng)池內(nèi)部的第二立式攪拌機(jī)間歇性運(yùn)行攪拌，并對(duì)所述厭氧反應(yīng)池的中部和下部加熱使所述厭氧反應(yīng)池內(nèi)部的溫度保持在35 ± 2 °C。
[0033]具體的處理過(guò)程包括:
[0034](I)水葫蘆預(yù)處理:將從池塘或湖等途徑取來(lái)的水葫蘆通過(guò)破碎機(jī)I進(jìn)行破碎，使水葫蘆的粒徑盡可能小。破碎后的水葫蘆先進(jìn)入儲(chǔ)存池2中，通過(guò)底部的第一螺旋輸送機(jī)3和第一輸送栗4，將破碎后的水葫蘆輸送至脫水機(jī)5進(jìn)行脫水，使其含水率與污泥本身的含水率接近；
[0035](2)物料混合:脫水后的水葫蘆進(jìn)入混合池6，加入脫水污泥，將處理后的水葫蘆與污泥以一定的比例混合，通過(guò)第一立式攪拌機(jī)7攪拌均勻。推薦混合比例為水葫蘆與污泥的干基重量比為I: 9 ；
[0036](3)厭氧消化池的開(kāi)啟:混合物料通過(guò)底部的第二螺旋輸送機(jī)8和第二輸送栗9進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池10，厭氧反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置第二立式攪拌機(jī)11，間歇運(yùn)行，調(diào)節(jié)攪拌電機(jī)轉(zhuǎn)速為10?251'/111；[11，使攪拌電機(jī)每天攪拌時(shí)間為6-18小時(shí)，厭氧消化池內(nèi)部安裝有加熱盤(pán)管12，往加熱盤(pán)管12內(nèi)通入熱水，給物料加熱，保持溫度為35 ± 2 °C ;
[0037](4)產(chǎn)甲烷菌的培養(yǎng):將水葫蘆和污泥的混合物轉(zhuǎn)入?yún)捬醴磻?yīng)池，在厭氧反應(yīng)池中進(jìn)行產(chǎn)甲烷菌的培養(yǎng)?；旌衔锏钠鹗纪都恿繛閰捬醴磻?yīng)池容積的1%，并按30%的遞增速率逐步增加投加量，同時(shí)逐步提高攪拌器的攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。產(chǎn)甲烷菌培養(yǎng)過(guò)程中，每天測(cè)定進(jìn)泥的含水率、有機(jī)物含量，檢測(cè)消化池內(nèi)混合物的揮發(fā)性脂肪酸、總堿度、PH和溫度。同時(shí)，檢測(cè)消化池內(nèi)氣體的甲烷、氧氣和二氧化碳的含量。當(dāng)沼氣中甲烷體積分?jǐn)?shù)大于55%，氧氣體積分?jǐn)?shù)小于2%時(shí)，表不啟動(dòng)成功。
[0038]厭氧反應(yīng)池的容積為3000m3，內(nèi)部安裝有加熱盤(pán)管，往加熱盤(pán)管內(nèi)通入熱水，給物料加熱，使物料溫度穩(wěn)定在35±2°Co攪拌軸為縱向槳葉式攪拌軸。攪拌方式為間歇攪拌，起始轉(zhuǎn)速為10r/min，逐步增至25r/min。攪拌電機(jī)每天攪拌時(shí)間起始為6小時(shí)，逐步增至18小時(shí)。取污水廠脫水污泥，測(cè)定其含水率。取水葫蘆，并對(duì)其進(jìn)行破碎，使破碎后的水葫蘆的平均粒徑小于2mm。對(duì)破碎后的水葫蘆進(jìn)行脫水，使其含水率與脫水污泥本身的含水率接近。將水葫蘆與脫水污泥以1:9的比例混合，得到水葫蘆和脫水污泥的混合物。第I天向厭氧消化池內(nèi)投入30m3的混合物，第2-4天向厭氧消化池內(nèi)投入39m3的混合物，第5_8天向厭氧消化池內(nèi)投入51m3的混合物，據(jù)此，依次增加混合物的投加量。污泥投加過(guò)程中，第16日已經(jīng)產(chǎn)生沼氣，在沼氣成分超過(guò)爆炸極限后關(guān)閉人孔，啟動(dòng)超壓負(fù)壓裝置。自混合物投入?yún)捬跸仄?，每日測(cè)定混合物的含水率、有機(jī)物含量，檢測(cè)消化池內(nèi)混合物的揮發(fā)性脂肪酸、總堿度、PH和溫度。同時(shí)，檢測(cè)消化池內(nèi)氣體的甲烷、氧氣和二氧化碳的含量。消化池啟動(dòng)后第22天時(shí)，沼氣中甲烷體積分?jǐn)?shù)達(dá)到58%，氧氣體積分?jǐn)?shù)降低至1%，啟動(dòng)成功。
[0039]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0040]1.針對(duì)污泥C/N低導(dǎo)致污泥厭氧消化啟動(dòng)過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)且厭氧系統(tǒng)不穩(wěn)定等問(wèn)題，本實(shí)用新型采用在污泥中適量投加高C/N水葫蘆的方式來(lái)啟動(dòng)厭氧消化系統(tǒng)，這樣既能有效保證系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)又能縮短啟動(dòng)周期。
[0041]2.針對(duì)厭氧消化系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)甲烷菌對(duì)環(huán)境要求高且世代周期較長(zhǎng)的問(wèn)題，本實(shí)用新型采用固定起始投加量和逐步升高投加負(fù)荷的方式啟動(dòng)厭氧消化系統(tǒng)，這樣做能夠保證產(chǎn)甲烷菌快速適應(yīng)環(huán)境并維持適宜的產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌比例。
[0042]3.采用高性能的研磨粉碎設(shè)備對(duì)水葫蘆進(jìn)行破碎，使水葫蘆與污泥的混合效果更好。水葫蘆經(jīng)濟(jì)易得，啟動(dòng)成本低。本實(shí)用新型工藝配置合理，工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)快，啟動(dòng)成本低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)，包括破碎機(jī)、混合池、厭氧反應(yīng)池，所述破碎機(jī)用于對(duì)水葫蘆進(jìn)行破碎，其特征在于，所述破碎機(jī)的出口通過(guò)管路連接到所述混合池的入口，所述混合池設(shè)有脫水污泥入口，所述混合池為密閉的圓筒形結(jié)構(gòu)，并且在混合池的內(nèi)壁上設(shè)有螺旋狀引流槽，混合池的出口通過(guò)管路連接到密閉的厭氧反應(yīng)池。2.如權(quán)利要求1所述的污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 還包括儲(chǔ)存池，在所述破碎機(jī)的出口與所述混合池的入口之間設(shè)有所述儲(chǔ)存池，所述儲(chǔ)存池的入口與所述破碎機(jī)的出口連通，所述儲(chǔ)存池的出口與所述混合池的入口連通。3.如權(quán)利要求2所述的污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 在所述儲(chǔ)存池的底部設(shè)有第一螺旋輸送機(jī)，所述第一螺旋輸送機(jī)的輸出端與所述儲(chǔ)存池的出口連接。4.如權(quán)利要求2或3所述的污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 還包括脫水機(jī)，在所述儲(chǔ)存池和所述混合池之間設(shè)有所述脫水機(jī)，所述脫水機(jī)的入口通過(guò)管路與所述儲(chǔ)存池的出口連通，并在所述脫水機(jī)的入口與所述儲(chǔ)存池的出口之間的管路上設(shè)有第一輸送栗，所述脫水機(jī)的出口與所述混合池的入口連通。5.如權(quán)利要求4所述的污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述混合池的內(nèi)部設(shè)有第一立式攪拌機(jī)和第二螺旋輸送機(jī)，所述立式攪拌機(jī)置于所述混合池的中央，所述第二螺旋輸送機(jī)的輸出端與所述混合池的出口連接，所述儲(chǔ)存池的出口與所述厭氧反應(yīng)池之間的管路上設(shè)有第二輸送栗。6.如權(quán)利要求1至3、或5之一所述的污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述厭氧反應(yīng)池為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，并且底部呈錐形，在所述厭氧反應(yīng)池的內(nèi)部設(shè)有第二立式攪拌機(jī)。7.如權(quán)利要求6所述的污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 在所述厭氧反應(yīng)池的內(nèi)部設(shè)有加熱盤(pán)管，所述加熱盤(pán)管自所述厭氧反應(yīng)池的底部進(jìn)入，然后螺旋上升，自所述厭氧反應(yīng)池的側(cè)壁伸出。8.如權(quán)利要求1至3、或5、或7之一所述的污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的快速啟動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述引流槽與豎直方向形成70-85度的夾角。
【文檔編號(hào)】C02F11/18GK205556423SQ201620142222
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年2月25日
【發(fā)明人】李美艷, 劉永平, 陳仁灼, 黃清良, 徐虎千, 王曉, 張明愷
【申請(qǐng)人】中和榮華環(huán)?？萍?北京)有限公司