專利名稱：一種雙循環(huán)兩級厭氧消化系統(tǒng)及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污泥資源化處理領(lǐng)域，涉及一種雙循環(huán)兩級厭氧消化系統(tǒng)及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
我國興建了大量污水處理廠，截至2009年，全國已建有城鎮(zhèn)污水處理廠1792座， 處理能力達(dá)9904萬m3/d，平均運行負(fù)荷率為81. 27%。在這些污水處理廠的建設(shè)和運行對城市污染負(fù)荷的削減起到了重要作用的同時，污水處理過程中副產(chǎn)物城市污泥量也日益增加。目前，全國年產(chǎn)濕污泥已近3000萬噸(含水率80% )，污泥處理處置的中心已從簡單的填埋轉(zhuǎn)向以資源化為主的土地利用。而在污泥進(jìn)行土地利用前需要對污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理，回收污泥中含有的大量的生物質(zhì)能，厭氧發(fā)酵是污泥穩(wěn)定化的重要措施之一，不僅過程所需能量較低，還可回收污泥中生物質(zhì)能，是一種非常有應(yīng)用前景的污泥資源化技術(shù)。然而目前我國污泥厭氧消化產(chǎn)氣量少、產(chǎn)氣不穩(wěn)定，難于應(yīng)用厭氧穩(wěn)定工藝對其進(jìn)行處理。傳統(tǒng)的厭氧消化具有反應(yīng)緩慢，污泥停留時間長(30 40天)，池體容積龐大，甲烷產(chǎn)量低和污泥降解程度差等缺點，限制了厭氧消化技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對提高污泥厭氧消化回收生物質(zhì)能的研究多從如何強化預(yù)處理方法等角度加以考慮，而對厭氧消化工藝的改進(jìn)并未得到關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提高一種雙循環(huán)兩級厭氧消化系統(tǒng)及其應(yīng)用。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明從微生物生長特點、有機物溶解規(guī)律等方面著手，采用的兩級厭氧消化耦合預(yù)處理強化處理及循環(huán)回流技術(shù)為厭氧消化微生物提供充足底物，增加產(chǎn)氣量，縮短污泥厭氧發(fā)酵時間，從而推動污泥厭氧消化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)污泥資源化利用?！N雙循環(huán)兩級厭氧消化系統(tǒng)，包括預(yù)處理裝置、第一循環(huán)系統(tǒng)、一級厭氧消化反應(yīng)器、第二循環(huán)系統(tǒng)、二級厭氧消化反應(yīng)器、污泥調(diào)配池、沼氣池和集泥池，其中在預(yù)處理裝置和一級厭氧消化反應(yīng)器之間設(shè)有第一循環(huán)系統(tǒng)，在一級厭氧消化反應(yīng)器與二級厭氧消化反應(yīng)器之間設(shè)有第二循環(huán)系統(tǒng)。所述的預(yù)處理裝置的上端設(shè)有預(yù)處理進(jìn)料口，下端設(shè)有預(yù)處理出料口。所述的一級厭氧消化反應(yīng)器的上端設(shè)有第一進(jìn)料口和第二出料口，下端設(shè)有第一出料口和第二進(jìn)料口。所述的二級厭氧消化反應(yīng)器的上端設(shè)有第三出料口和出氣口，下端設(shè)有第三進(jìn)料口和第四出料口。所述的預(yù)處理裝置上端的預(yù)處理進(jìn)料口經(jīng)污泥泵與一級厭氧消化反應(yīng)器的第二出料口相連；下端的預(yù)處理出料口與一級厭氧消化反應(yīng)器的第二進(jìn)料口相連。所述的一級厭氧消化反應(yīng)器上端的第一進(jìn)料口經(jīng)污泥泵與二級厭氧消化反應(yīng)器上端的第三出料口相連；下端的第一出料口與二級厭氧消化反應(yīng)器下端的第三進(jìn)料口相連。所述的第一進(jìn)料口還與污泥調(diào)配池相連。所述的二級厭氧消化反應(yīng)器上端的出氣口與沼氣池相連。所述的二級厭氧消化反應(yīng)器下端的第四出料口與集泥池連接。所述的第一循環(huán)系統(tǒng)是指設(shè)置在預(yù)處理裝置與一級厭氧消化反應(yīng)器之間通過預(yù)處理進(jìn)料口經(jīng)污泥泵與第二出料口相連；預(yù)處理出料口與第二進(jìn)料口相連所構(gòu)成的循環(huán)回流體系。所述的第二循環(huán)系統(tǒng)是指設(shè)置在一級厭氧消化反應(yīng)器與二級厭氧消化反應(yīng)器之間通過第一進(jìn)料口經(jīng)污泥泵與第三出料口相連；第一出料口與第三進(jìn)料口相連所構(gòu)成的循環(huán)回流體系。所述的預(yù)處理裝置(I)為加熱預(yù)處理裝置或微波預(yù)處理裝置。一種利用上述厭氧消化系統(tǒng)用作污泥處理的應(yīng)用，包含以下步驟(I)將污泥從污泥調(diào)配池通過第一進(jìn)料口泵入至一級厭氧消化反應(yīng)器中，再由第二出料口出料至預(yù)處理裝置進(jìn)行預(yù)處理；(2)預(yù)處理后再由第二進(jìn)料口循環(huán)投入到一級厭氧消化反應(yīng)器中，同時由第一出料口出料至二級厭氧消化反應(yīng)器中；(3)從二級厭氧消化反應(yīng)器中每日通過第三進(jìn)料口出料循環(huán)回流至一級厭氧消化反應(yīng)器中，且同時通過第四出料口出料至集泥池中。所述的污泥發(fā)酵系統(tǒng)中每日回流處理量為總污泥量的5% 20%。本發(fā)明中所述的污泥包括初沉污泥和/或剩余污泥，其揮發(fā)性有機固體濃度占總固體濃度的比例(VS/TS)的范圍是20% 75%，其含水率范圍為88% 98%。所述每日預(yù)處理的污泥量為一級厭氧消化反應(yīng)器(I)有效體積的5 20%所述的每日從污泥調(diào)配池通過第一進(jìn)料口泵入一級厭氧消化反應(yīng)器中的污泥量 =從一級厭氧消化反應(yīng)器通過第二循環(huán)系統(tǒng)凈轉(zhuǎn)移至二級厭氧消化反應(yīng)器中的污泥量 =一級厭氧消化反應(yīng)器總有效體積的1/3 1/5 = 二級厭氧消化反應(yīng)器總有效體積的 1/10 1/15。所述的預(yù)處理為加熱預(yù)處理或微波預(yù)處理。所述加熱預(yù)處理的工藝操作條件為加熱溫度為90 120度，加熱時間10 60mino所述的微波預(yù)處理的工藝操作條件為微波頻率為2450MHz，微波輻射功率IOOw IOOOw,福射時間I IOmin0所述的一級厭氧消化反應(yīng)器和二級厭氧消化反應(yīng)器在反應(yīng)過程中控制溫度 35±2°C，ρΗ7· 5±0· 5，攪拌速度 30 250rpm。所述的一級厭氧消化反應(yīng)器污泥停留時間為3d 5d，二級厭氧消化反應(yīng)器污泥停留時間為IOd 15d。本發(fā)明的效益是I)本發(fā)明所提供的系統(tǒng)將兩級厭氧消化、加熱強化破壁、循環(huán)回流等技術(shù)有機結(jié)合起來，實現(xiàn)了物理強化處理技術(shù)和微生物處理技術(shù)結(jié)合，真正實現(xiàn)了有機底物的高效利用，使兩段內(nèi)的細(xì)菌都能發(fā)揮最大的活性，提高整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。2)本發(fā)明所提供的系統(tǒng)通過污泥回流強化裝置在系統(tǒng)中的有機設(shè)置，可以保證厭氧菌在高有機物濃度下的穩(wěn)定運行，具有很高的有機負(fù)荷和有機物去除率，沼氣產(chǎn)量和產(chǎn)率高，提高了整個系統(tǒng)的處理效率。3)本發(fā)明提供的系統(tǒng)不僅處理效率高，而且結(jié)構(gòu)緊湊、相互配合運作，運行穩(wěn)定， 適合在大中小污水處理廠中推廣應(yīng)用。


圖I是本發(fā)明實施例中預(yù)處理裝置為加熱預(yù)處理的兩級厭氧消化工藝流程圖。
圖2是本發(fā)明實施例中預(yù)處理裝置為微波預(yù)處理的兩級厭氧消化工藝流程圖。
I預(yù)處理裝置，
11預(yù)處理進(jìn)料口，12預(yù)處理出料口，
2第一循環(huán)系統(tǒng)，
3 一級厭氧消化反應(yīng)器，
31第一進(jìn)料口，32第一出料口，
33第二出料口，34第二進(jìn)料口，
4第二循環(huán)系統(tǒng)，
5 二級厭氧消化反應(yīng)器，
51第三出料口，52第三進(jìn)料口，
53出氣口，54第四出料口，
6污泥調(diào)配池，
7沼氣池，
8集泥池。
具體實施例方式下面結(jié)合實例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種厭氧消化系統(tǒng)，如圖I和圖2所示，包括預(yù)處理裝置I、第一循環(huán)系統(tǒng)2、一級厭氧消化反應(yīng)器3、第二循環(huán)系統(tǒng)4、二級厭氧消化反應(yīng)器5、污泥調(diào)配池6、沼氣池7和集泥池8，其中在預(yù)處理裝置I和一級厭氧消化反應(yīng)器3之間設(shè)有第一循環(huán)系統(tǒng)2，在一級厭氧消化反應(yīng)器3與二級厭氧消化反應(yīng)器5之間設(shè)有第二循環(huán)系統(tǒng)4。預(yù)處理裝置I的上端設(shè)有預(yù)處理進(jìn)料口 11，下端設(shè)有預(yù)處理出料口 12 ；一級厭氧消化反應(yīng)器3的上端設(shè)有第一進(jìn)料口 31和第二出料口 33，下端設(shè)有第一出料口 32和第二進(jìn)料口 34 ；二級厭氧消化反應(yīng)器5的上端設(shè)有第三出料口 51和出氣口 53，下端設(shè)有第三進(jìn)料口 52和第四出料口 54。預(yù)處理裝置I上端的預(yù)處理進(jìn)料口 11經(jīng)污泥泵與一級厭氧消化反應(yīng)器3的第二出料口 33相連；下端的預(yù)處理出料口 12與一級厭氧消化反應(yīng)器3的第二進(jìn)料口 34相連；—級厭氧消化反應(yīng)器3上端的第一進(jìn)料口 31經(jīng)污泥泵與二級厭氧消化反應(yīng)器5 上端的第三出料口 51相連；下端的第一出料口 32與二級厭氧消化反應(yīng)器5下端的第三進(jìn)料口 52相連；第一進(jìn)料口 31還與污泥調(diào)配池6相連；二級厭氧消化反應(yīng)器5上端的出氣口 53與沼氣池7相連；二級厭氧消化反應(yīng)器5下端的第四出料口 54與集泥池8連接。第一循環(huán)系統(tǒng)2是指設(shè)置在預(yù)處理裝置I與一級厭氧消化反應(yīng)器3之間通過預(yù)處理進(jìn)料口 11經(jīng)污泥泵與第二出料口 33相連；預(yù)處理出料口 12與第二進(jìn)料口 34相連所構(gòu)成的循環(huán)回流體系；第二循環(huán)系統(tǒng)4是指設(shè)置在一級厭氧消化反應(yīng)器3與二級厭氧消化反應(yīng)器5之間通過第一進(jìn)料口 31經(jīng)污泥泵與第三出料口 51相連；第一出料口 32與第三進(jìn)料口 52相連所構(gòu)成的循環(huán)回流體系。預(yù)處理裝置I為加熱預(yù)處理裝置(如圖I所示)或微波預(yù)處理裝置(如圖2所示)O實施例I取某地污水處理廠脫水污泥(含水率為77.82 % )和濃縮污泥(含水率為
95.44% )在污泥調(diào)配池中配成含水率為88. 0%的混合污泥，此時其揮發(fā)性有機固體占總固體的33. 4%。如圖I所示，每日從污泥調(diào)配池6經(jīng)第一進(jìn)料口 31通過污泥泵泵入2. 5L至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，其中一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為10L，每日由第二出料口 33 出料500mL至加熱預(yù)處理裝置I中(回流比為5% )，120度加熱IOmin后再由第二進(jìn)料口 34循環(huán)投入一級厭氧消化反應(yīng)器3中。同時由第一出料口 32每日出料5L至二級厭氧消化反應(yīng)器5中；二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為30L，每日通過第三進(jìn)料口 51每日出料2. 5L循環(huán)回流至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，且同時通過第四出料口 54出料2. 5L至集泥池8中。一級厭氧消化反應(yīng)器3污泥停留時間為4d，二級厭氧消化反應(yīng)器5污泥停留時間為12d，共停留16d。同時進(jìn)行普通的兩級厭氧消化實驗，一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為10L，停留時間為4d ;二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為25L，停留時間為12d。通過沼氣池7收集氣體，一級厭氧消化反應(yīng)器3和二級厭氧消化反應(yīng)器5在反應(yīng)過程中控制溫度35±2°C，ρΗ7. 5±0· 5，攪拌速度250rpm。運行2 3個周期(即32d 48d)后可穩(wěn)定產(chǎn)氣，實驗組日產(chǎn)氣37. 5L，甲烷含量62. 55%，其產(chǎn)氣總量比普通的兩級厭氧消化工藝提聞 31. 6!%。實施例2取某地污水處理廠脫水污泥(含水率為82. 11%)和濃縮污泥(含水率為
96.23% )在污泥調(diào)配池中配成含水率為92. 0%的混合污泥，此時其揮發(fā)性有機固體占總固體的45. 2%。如圖I所示，每日從污泥調(diào)配池6經(jīng)第一進(jìn)料口 31通過污泥泵泵入2. OL至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，其中一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為6L，每日由第二出料口 33 出料700mL至加熱預(yù)處理裝置中(回流比12% )，100度加熱30min后再由第二進(jìn)料口 34 循環(huán)投入一級厭氧消化反應(yīng)器3中。同時由第一出料口 32每日出料4L至二級厭氧消化反應(yīng)器5中；二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為30L，每日通過第三進(jìn)料口 51出料2L循環(huán)回流至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，且同時通過第四出料口 54出料2. OL至集泥池8中。一級厭氧消化反應(yīng)器3污泥停留時間為3d，二級厭氧消化反應(yīng)器5污泥停留時間為15d，共停留18d。同時進(jìn)行普通的兩級厭氧消化實驗，一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為6L，停留時間為3d ;二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為30L，停留時間為15d。通過沼氣池7收集氣體，一級厭氧消化反應(yīng)器3和二級厭氧消化反應(yīng)器5在反應(yīng)過程中控制溫度35±2°C，pH 7. 5±0. 5,攪拌速度150rpm。運行2 3個周期(即36d 54d)后可穩(wěn)定產(chǎn)氣，實驗組日產(chǎn)氣28. 5L，甲烷含量63. 64%，其產(chǎn)氣總量比普通的兩級厭氧消化工藝提高27. 2%。實施例3取某地污水處理廠脫水污泥(含水率為79.23 % )和濃縮污泥(含水率為 99. 12% )在污泥調(diào)配池中配成含水率為98. 0%的混合污泥，此時其揮發(fā)性有機固體占總固體的60. 2%。如圖I所示，每日從污泥調(diào)配池6經(jīng)第一進(jìn)料口 31通過污泥泵泵入2. OL至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，其中一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為10. 0L,由第二出料口 33 每日出料2L至預(yù)處理裝置中(回流比為20% )，經(jīng)90度加熱60min后再由第二進(jìn)料口 34 循環(huán)投入到一級厭氧消化反應(yīng)器3中。同時由第一出料口 32每日出料4L至二級厭氧消化反應(yīng)器5中；二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為30L，每日通過第三進(jìn)料口 51出料2L循環(huán)回流至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，且同時通過第四出料口 54出料2. OL至集泥池8中。 故一級厭氧消化反應(yīng)器3停留時間為5d，二級厭氧消化反應(yīng)器5停留時間為10d，共停留 15d。同時進(jìn)行普通的兩級厭氧消化實驗，一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為10L，停留時間為5d ;二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為20L，停留時間為10d。通過沼氣池7收集氣體，一級厭氧消化反應(yīng)器3和二級厭氧消化反應(yīng)器5在反應(yīng)過程中控制溫度35±2°C，pH 7. 5±0. 5，攪拌速度30rpm。運行2 3個周期(即30d 45d)后可穩(wěn)定產(chǎn)氣，實驗組日產(chǎn)氣11. 5L，甲烷含量65. 56%，其產(chǎn)氣總量比普通的兩級厭氧消化工藝提高35. 2%。實施例4取某地污水處理廠脫水污泥(含水率為77.82 % )和濃縮污泥(含水率為 95. 44% )在污泥調(diào)配池中配成含水率為88. 0%的混合污泥，此時其揮發(fā)性有機固體占總固體的33. 4%。如圖2所示，每日從污泥調(diào)配池6經(jīng)第一進(jìn)料口 31通過污泥泵泵入2. 5L至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，其中一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為10L，每日由第二出料口 33出料500mL至微波輻射裝置中(回流比為5% )，800W微波輻射5min后再由第二進(jìn)料口 34循環(huán)投入一級厭氧消化反應(yīng)器3中。同時由第一出料口 32每日出料5L至二級厭氧消化反應(yīng)器5中；二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為30L，每日通過第三進(jìn)料口 51出料 2. 5L循環(huán)回流至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，且同時通過第四出料口 54出料2. 5L至集泥池 8中。一級厭氧消化反應(yīng)器3停留時間為4d，二級厭氧消化反應(yīng)器5停留時間為12d，共停留16d。同時進(jìn)行普通的兩級厭氧消化實驗，一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為IOUg 留時間為4d ;二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為30L，停留時間為12d。通過沼氣池7收集氣體，一級厭氧消化反應(yīng)器3和二級厭氧消化反應(yīng)器5在反應(yīng)過程中控制溫度35±2°C， pH 7. 5±0. 5，攪拌速度250rpm。運行2 3個周期(即32d 48d)后可穩(wěn)定產(chǎn)氣，實驗組日產(chǎn)氣35. 5L，甲烷含量62. 55%，其產(chǎn)氣總量比普通的兩級厭氧消化工藝提高27. 6%。實施例5
取某地污水處理廠脫水污泥(含水率為82. 11%)和濃縮污泥(含水率為
96.23% )在污泥調(diào)配池中配成含水率為92. 0%的混合污泥，此時其揮發(fā)性有機固體占總固體的45. 2%。如圖2所示，每日從污泥調(diào)配池6經(jīng)第一進(jìn)料口 31通過污泥泵泵入2. OL至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，其中一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為6L，每日由第二出料口 33出料700mL至微波輻射裝置中(回流比為12% )，IOOOff微波輻射6min后再由第二進(jìn)料口 34 循環(huán)投入一級厭氧消化反應(yīng)器3中。同時由第一出料口 32每日出料4L至二級厭氧消化反應(yīng)器5中；二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為30L，每日通過第三進(jìn)料口 51出料2L循環(huán)回流至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，且同時通過第四出料口 54出料2. OL至集泥池8中。一級厭氧消化反應(yīng)器3停留時間為3d，二級厭氧消化反應(yīng)器5停留時間為15d，共停留18d。同時進(jìn)行普通的兩級厭氧消化實驗，一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為6L，停留時間為3d ； 二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為30L，停留時間為15d。通過沼氣池7收集氣體，一級厭氧消化反應(yīng)器3和二級厭氧消化反應(yīng)器5在反應(yīng)過程中控制溫度35±2°C，pH 7. 5±0. 5，攪拌速度150rpm。運行2 3個周期(即36d 54d)后可穩(wěn)定產(chǎn)氣，實驗組日產(chǎn)氣26. 5L， 甲烷含量63. 64%，其產(chǎn)氣總量比普通的兩級厭氧消化工藝提高23. 2%。實施例6取某地污水處理廠脫水污泥(含水率為79.23 % )和濃縮污泥(含水率為
99.12% )在污泥調(diào)配池中配成含水率為98. 0%的混合污泥，此時其揮發(fā)性有機固體占總固體的60. 2%。如圖2所示，每日從污泥調(diào)配池6經(jīng)第一進(jìn)料口 31通過污泥泵泵入2. OL至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，其中一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為10. 0L,由第二出料口 33每日出料2L至微波輻射裝置中(回流比為20% )，600W微波輻射IOmin后再由第二進(jìn)料口 34循環(huán)投入到一級厭氧消化反應(yīng)器3中。同時由第一出料口 32每日出料4L至二級厭氧消化反應(yīng)器5中；二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為20L，每日通過第三進(jìn)料口 51出料 2L循環(huán)回流至一級厭氧消化反應(yīng)器3中，且同時通過第四出料口 54出料2. OL至集泥池8 中。故一級厭氧消化反應(yīng)器3停留時間為5d，二級厭氧消化反應(yīng)器5停留時間為10d，共停留15d。同時進(jìn)行普通的兩級厭氧消化實驗，一級厭氧消化反應(yīng)器3總有效體積為IOUg 留時間為5d ;二級厭氧消化反應(yīng)器5總有效體積為20L，停留時間為10d。通過沼氣池7收集氣體，一級厭氧消化反應(yīng)器3和二級厭氧消化反應(yīng)器5在反應(yīng)過程中控制溫度35±2°C， pH 7. 5±0· 5,攪拌速度30rpm。運行2 3個周期(即30d 45d)后可穩(wěn)定產(chǎn)氣，實驗組日產(chǎn)氣10. 5L，甲烷含量65. 56%，其產(chǎn)氣總量比普通的兩級厭氧消化工藝提高30. 4%。上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種厭氧消化系統(tǒng)，其特征在于包括預(yù)處理裝置(I)、第一循環(huán)系統(tǒng)(2)、一級厭氧消化反應(yīng)器(3)、第二循環(huán)系統(tǒng)(4)、二級厭氧消化反應(yīng)器(5)、污泥調(diào)配池(6)、沼氣池(7) 和集泥池(8)，其中在預(yù)處理裝置(I)和一級厭氧消化反應(yīng)器(3)之間設(shè)有第一循環(huán)系統(tǒng)(2)，在一級厭氧消化反應(yīng)器(3)與二級厭氧消化反應(yīng)器(5)之間設(shè)有第二循環(huán)系統(tǒng)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的厭氧消化系統(tǒng)，其特征在于所述的預(yù)處理裝置(I)的上端設(shè)有預(yù)處理進(jìn)料口(11)，下端設(shè)有預(yù)處理出料口(12)；或所述的一級厭氧消化反應(yīng)器(3)的上端設(shè)有第一進(jìn)料口(31)和第二出料口(33)，下端設(shè)有第一出料口(32)和第二進(jìn)料口(34)；或所述的二級厭氧消化反應(yīng)器(5)的上端設(shè)有第三出料口(51)和出氣口(53)，下端設(shè)有第三進(jìn)料口(52)和第四出料口(54)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的厭氧消化系統(tǒng)，其特征在于所述的預(yù)處理裝置(I)上端的預(yù)處理進(jìn)料口(11)經(jīng)污泥泵與一級厭氧消化反應(yīng)器(3)的第二出料口(33)相連；下端的預(yù)處理出料口(12)與一級厭氧消化反應(yīng)器(3)的第二進(jìn)料口(34)相連；或所述的一級厭氧消化反應(yīng)器(3)上端的第一進(jìn)料口(31)經(jīng)污泥泵與二級厭氧消化反應(yīng)器(5)上端的第三出料口(51)相連；下端的第一出料口(32)與二級厭氧消化反應(yīng)器(5)下端的第三進(jìn)料口(52)相連；或所述的第一進(jìn)料口(31)還與污泥調(diào)配池(6)相連；或所述的二級厭氧消化反應(yīng)器(5)上端的出氣口(53)與沼氣池(7)相連；或所述的二級厭氧消化反應(yīng)器(5)下端的第四出料口(54)與集泥池(8)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的厭氧消化系統(tǒng)，其特征在于所述的第一循環(huán)系統(tǒng)(2)是指設(shè)置在預(yù)處理裝置(I)與一級厭氧消化反應(yīng)器(3)之間通過預(yù)處理進(jìn)料口(11)經(jīng)污泥泵與第二出料口(33)相連；預(yù)處理出料口(12)與第二進(jìn)料口(34)相連所構(gòu)成的循環(huán)回流體系;或所述的第二循環(huán)系統(tǒng)(4)是指設(shè)置在一級厭氧消化反應(yīng)器(3)與二級厭氧消化反應(yīng)器(5)之間通過第一進(jìn)料口(31)經(jīng)污泥泵與第三出料口(51)相連；第一出料口(32)與第三進(jìn)料口(52)相連所構(gòu)成的循環(huán)回流體系。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的厭氧消化系統(tǒng)，其特征在于所述的預(yù)處理裝置(I)為加熱預(yù)處理裝置或微波預(yù)處理裝置。
6.一種利用上述權(quán)利要求1-5中任一所述的厭氧消化系統(tǒng)用作污泥處理的應(yīng)用，其特征在于包含以下步驟(1)將污泥從污泥調(diào)配池(6)通過第一進(jìn)料口(31)泵入至一級厭氧消化反應(yīng)器(3) 中，再由第二出料口(33)出料至預(yù)處理裝置(I)進(jìn)行預(yù)處理；(2)預(yù)處理后再由第二進(jìn)料口(34)循環(huán)投入到一級厭氧消化反應(yīng)器(3)中，同時由第一出料口(32)出料至二級厭氧消化反應(yīng)器(5)中；(3)從二級厭氧消化反應(yīng)器(5)中每日通過第三進(jìn)料口(51)出料循環(huán)回流至一級厭氧消化反應(yīng)器(3)中，且同時通過第四出料口(54)出料至集泥池(7)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述的污泥發(fā)酵系統(tǒng)中回流處理量為總污泥量的5% 20% ;或所述的污泥包括初沉污泥和/或剩余污泥，其揮發(fā)性有機固體濃度占總固體濃度的比例的范圍是20% 75%，其含水率范圍為88% 98% ;或所述預(yù)處理的污泥量為一級厭氧消化反應(yīng)器(I)有效體積的5 20%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述的從污泥調(diào)配池(6)通過第一進(jìn)料口(31)泵入一級厭氧消化反應(yīng)器(3)中的污泥量=從一級厭氧消化反應(yīng)器(3)通過第二循環(huán)系統(tǒng)(4)凈轉(zhuǎn)移至二級厭氧消化反應(yīng)器(5)中的污泥量=一級厭氧消化反應(yīng)器(3)總有效體積的1/3 1/5 = 二級厭氧消化反應(yīng)器(5)總有效體積的1/10 1/15 ；或所述的預(yù)處理為加熱預(yù)處理或微波預(yù)處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于所述加熱預(yù)處理的工藝操作條件為加熱溫度為90 120度，加熱時間10 60min ；或所述的微波預(yù)處理的工藝操作條件為微波頻率為2450MHz，微波輻射功率IOOw IOOOw,福射時間I IOmin0
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述的一級厭氧消化反應(yīng)器(3)和二級厭氧消化反應(yīng)器(5)在反應(yīng)過程中控制溫度35±2°C，pH 7. 5±0. 5，攪拌速度30 250rpm ；或所述的一級厭氧消化反應(yīng)器(3)污泥停留時間為3d 5d，二級厭氧消化反應(yīng)器(5) 污泥停留時間為IOd 15d。
全文摘要
本發(fā)明屬于污泥資源化處理領(lǐng)域，涉及一種雙循環(huán)兩級厭氧消化系統(tǒng)及其應(yīng)用。該厭氧消化系統(tǒng)包括預(yù)處理裝置(1)、第一循環(huán)系統(tǒng)(2)、一級厭氧消化反應(yīng)器(3)、第二循環(huán)系統(tǒng)(4)、二級厭氧消化反應(yīng)器(5)、污泥調(diào)配池(6)、沼氣池(7)和集泥池(8)，其中在預(yù)處理裝置(1)和一級厭氧消化反應(yīng)器(3)之間設(shè)有第一循環(huán)系統(tǒng)(2)，在一級厭氧消化反應(yīng)器(3)與二級厭氧消化反應(yīng)器(5)之間設(shè)有第二循環(huán)系統(tǒng)(4)。本發(fā)明提供的系統(tǒng)不僅處理效率高，而且結(jié)構(gòu)緊湊、相互配合運作，運行穩(wěn)定，適合在大中小污水處理廠中推廣應(yīng)用。
文檔編號C02F11/04GK102583931SQ201210072680
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者嚴(yán)媛媛, 井永萍, 馮雷雨, 王朋, 陳漢龍 申請人:江蘇同鹽環(huán)?？萍加邢薰? 江蘇鹽城環(huán)保產(chǎn)業(yè)工程研發(fā)服務(wù)中心, 鹽城同濟環(huán)科固體廢物處理處置有限公司