專利名稱：一種水源熱泵和污泥消化集成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種污水處理技術(shù)領(lǐng)域，屬于污水處理廠節(jié)能降耗技術(shù)，具體是一種水源熱泵技術(shù)和污泥消化工藝相結(jié)合的集成系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
污水處理廠在污水處理過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，這種污泥中普遍含有有機(jī)物、重金屬、病原菌等。若對(duì)這些污泥處理不當(dāng)，很容易對(duì)環(huán)境造成二次污染，使污水處理廠的功能不能完全發(fā)揮出來。此外，由于污泥中污染物濃度高，處理和處置的費(fèi)用比較高，基本占到整個(gè)污水處理廠污水處理費(fèi)用的20 50%左右。因此，無論在污染物控制上還是考慮運(yùn)行成本，污泥處理技術(shù)的改進(jìn)和提高，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。污泥消化是污泥處理的一種方法，是在有氧或無氧條件下，利用微生物的作用，使污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定物質(zhì)的工藝。目前，采用較多的是中溫消化，因?yàn)闇囟仍?5°C左右消化時(shí)，有機(jī)物的產(chǎn)氣速率比較快、產(chǎn)氣量比較大，而生成的浮渣則較少，并且消化液與污泥分離較容易。為了保持消化溫度，需要對(duì)污泥進(jìn)行加熱。污泥加熱的方法有池內(nèi)加熱和池外加熱兩種。池內(nèi)加熱是用熱水或蒸汽直接通入消化池或通入設(shè)在消化池內(nèi)的盤管進(jìn)行加熱，這種方法由于存在許多缺點(diǎn)，很少采用。目前最常用的方法是采用泥-水熱交換器的池外加熱方式。城市生活污水和污水處理廠處理污水的過程中，蘊(yùn)藏著大量低位熱能，通過水源熱泵系統(tǒng)可將污水中低位熱能變?yōu)楦呶粺崮芗右岳茫⒛鼙ＷC相當(dāng)高的性能系數(shù)。同時(shí)污水處理廠水量充足、穩(wěn)定，是穩(wěn)定的熱源。污泥消化技術(shù)與水源熱泵技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)水源熱泵技術(shù)與污泥消化工藝相結(jié)合，提高污水處理廠的節(jié)能降耗、降低污水處理成本提供了技術(shù)可能，并且具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展前景。`
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提出一種水源熱泵和污泥消化集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用一級(jí)或多級(jí)中溫消化，利用污泥消化產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的余熱作為一級(jí)消化熱源，水源熱泵回收城市污水處理廠出水的熱能產(chǎn)生的熱水作為污泥消化的補(bǔ)充熱源，可實(shí)現(xiàn)污水處理廠內(nèi)部水、熱、能的綜合利用。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的水源熱泵和污泥消化集成系統(tǒng)，其特征是設(shè)有污泥重力濃縮池、取水泵、水源熱泵機(jī)組、泥水換熱器、污泥消化池、沼氣發(fā)電機(jī)，所述取水泵的進(jìn)水口與污水處理廠污水處理裝置的二級(jí)處理出水口連通，取水泵的出水口通過一個(gè)過濾器與所述水源熱泵機(jī)組連通，該水源熱泵機(jī)組的熱水出口與所述泥水換熱器的熱水進(jìn)口連通；所述污泥重力濃縮池的污泥進(jìn)口與污水處理廠污水處理裝置的排出處理后污泥的排泥口連通，濃縮池的出泥口與所述泥水換熱器的進(jìn)泥口連通，用于經(jīng)過泥水換熱器后被加熱的污泥的出泥口與所述污泥消化池的進(jìn)泥口連通；污泥消化池設(shè)有沼氣排出口，該沼氣排出口經(jīng)脫硫塔、儲(chǔ)氣柜和沼氣增壓器后與所述沼氣發(fā)電機(jī)的燃?xì)夤夤苈愤B通；該沼氣發(fā)電機(jī)設(shè)有余熱回收裝置，該裝置的熱水出口與所述泥水換熱器的熱水進(jìn)口連通；所述泥水換熱器的冷水出口通過循環(huán)泵與所述沼氣發(fā)電機(jī)的余熱回收裝置的冷水管和所述水源熱泵機(jī)組的冷水管連通；沼氣發(fā)電機(jī)的電輸出與所述污水處理裝置的供電電路連通。本實(shí)用新型的水源熱泵和污泥消化集成系統(tǒng)進(jìn)一步完善和實(shí)施的補(bǔ)充方案是所述污泥消化池設(shè)有二級(jí)污泥消化池。 所述污泥消化池設(shè)有多級(jí)污泥消化池。所述污泥消化池的排泥口與儲(chǔ)泥池連通，儲(chǔ)泥池的排泥口與污泥脫水機(jī)連通。污泥處理流程含水率97%的污泥經(jīng)過重力濃縮池后含水率變?yōu)?4%。含水率94%的冷泥，I 5月、9 12月的溫度約為15°C左右，5 9月的溫度約為20°C左右；為了維持中溫消化的溫度，進(jìn)入泥水換熱器與熱水換熱后溫度變?yōu)?5°C左右的熱泥。熱泥先后進(jìn)入一級(jí)消化池和二級(jí) 消化池，其中50%的有機(jī)物被分解并產(chǎn)生沼氣。消化后的污泥進(jìn)入儲(chǔ)泥池，經(jīng)壓濾機(jī)脫水后外運(yùn)。水源熱泵機(jī)組制熱流程經(jīng)污水處理裝置處理后的污水二級(jí)出水經(jīng)取水泵按需輸水，冬季在11 14°c，夏季25 27°C，經(jīng)過濾器后進(jìn)入水源熱泵機(jī)組，提取熱量后排出。水源熱泵機(jī)組將提取二級(jí)出水中5°C溫差的熱量和消耗的電能一起傳給進(jìn)入熱泵機(jī)組的冷水，制得60°C左右的熱水。補(bǔ)充熱源來源沼氣發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的余熱隨其沼氣發(fā)電機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)與負(fù)荷的不同而變化。在5 9月正常工況下，冷污泥溫度較高，沼氣發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的余熱能滿足加熱污泥所需的熱量。當(dāng)產(chǎn)氣量少或消化池檢修時(shí)，沼氣發(fā)電機(jī)未滿負(fù)荷運(yùn)行，臺(tái)數(shù)減少以及較冷季節(jié)的情況下，單憑沼氣發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的余熱不能滿足加熱消化污泥所需的熱能時(shí)，需利用水源熱泵系統(tǒng)作為補(bǔ)充熱源。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)I)結(jié)構(gòu)完善，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低；2)能充分利用城市污水和污水處理廠的余熱和污泥消化池產(chǎn)生的沼氣，巧妙地利用水源熱泵技術(shù)和沼氣發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能減排，降低污水處理的成本，環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益非常顯著；3)有效提高了污泥的消化質(zhì)量，大大減小甚至避免了污泥造成的二次污染，更好地實(shí)現(xiàn)了污泥的無害化和資源化處理，完善了污水處理廠的功能。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例參照附圖，一種水源熱泵和污泥消化集成系統(tǒng)，設(shè)有污泥重力濃縮池2、取水泵13、水源熱泵機(jī)組3、泥水換熱器
4、一級(jí)污泥消化池5、二級(jí)污泥消化池6、沼氣發(fā)電機(jī)11，所述取水泵的進(jìn)水口與污水處理廠污水處理裝置I的二級(jí)處理出水口連通，取水泵的出水口通過一個(gè)過濾器與所述水源熱泵機(jī)組連通，該水源熱泵機(jī)組的熱水出口與所述泥水換熱器的熱水進(jìn)口連通；所述污泥重力濃縮池的污泥進(jìn)口與污水處理廠污水處理裝置的處理后排出污泥的排泥口連通，濃縮池的出泥口與所述泥水換熱器的進(jìn)泥口連通，經(jīng)過泥水換熱器后被加熱后的污泥的出泥口與所述污泥消化池的進(jìn)泥口連通；污泥消化池設(shè)有沼氣排出口，該沼氣排出口經(jīng)脫硫塔8、儲(chǔ)氣柜9和沼氣增壓器10后與所述沼氣發(fā)電機(jī)的燃?xì)夤夤苈愤B通；該沼氣發(fā)電機(jī)設(shè)有余熱回收裝置12，該裝置的熱水出口與所述泥水換熱器的熱水進(jìn)口連通；所述泥水換熱器的冷水出口通過循環(huán)泵與所述沼氣發(fā)電機(jī)的余熱回收裝置的冷水管和所述水源熱泵機(jī)組的冷水管連通；沼氣發(fā)電機(jī)的電輸出與所述污水處理裝置的供電電路連通。所述污泥消化池的排泥口與儲(chǔ)泥池7連通，儲(chǔ)泥池的排泥口與污泥脫水機(jī)連通。本實(shí)施例與一大型污水處理廠的A2/0工藝的污水處理裝置進(jìn)行組合，經(jīng)半年的試運(yùn)行取得非常好的效果，污水污泥處理過程中節(jié)電30%，污泥的排放量減少了 20%，特別是排出的污泥中有機(jī)物、病原菌等有害生物的含量減少了 80%，明顯提高了污泥處理的有益效果。應(yīng)該指出，對(duì)本實(shí)用新型專利的技術(shù)特征所做的任何類似替換或相近改變，仍在本實(shí)用新型專利的權(quán)利保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種水源熱泵和污泥消化集成系統(tǒng)，其特征是設(shè)有污泥重力濃縮池(2)、取水泵(13)、水源熱泵機(jī)組(3)、泥水換熱器⑷、污泥消化池(5、6)、沼氣發(fā)電機(jī)(11)，所述取水泵的進(jìn)水口與污水處理廠污水處理裝置(I)的二級(jí)處理出水口連通，取水泵的出水口通過一個(gè)過濾器與所述水源熱泵機(jī)組連通，該水源熱泵機(jī)組的熱水出口與所述泥水換熱器的熱水進(jìn)口連通；所述污泥重力濃縮池的污泥進(jìn)口與污水處理廠污水處理裝置的排出處理后污泥的排泥口連通，污泥重力濃縮池的出泥口與所述泥水換熱器的進(jìn)泥口連通，用于排出經(jīng)過泥水換熱器而被加熱的污泥的出泥口與所述污泥消化池的進(jìn)泥口連通；污泥消化池設(shè)有沼氣排出口，該沼氣排出口經(jīng)脫硫塔(8)、儲(chǔ)氣柜(9)和沼氣增壓器(10)后與所述沼氣發(fā)電機(jī)的燃?xì)夤夤苈愤B通；該沼氣發(fā)電機(jī)設(shè)有余熱回收裝置(12)，該裝置的熱水出口與所述泥水換熱器的熱水進(jìn)口連通；所述泥水換熱器的冷水出口通過循環(huán)泵與所述沼氣發(fā)電機(jī)的余熱回收裝置的冷水管和所述水源熱泵機(jī)組的冷水管連通；沼氣發(fā)電機(jī)的電輸出與所述污水處理裝置的供電電路連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水源熱泵和污泥消化集成系統(tǒng)，其特征是所述污泥消化池設(shè)有二級(jí)污泥消化池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水源熱泵和污泥消化集成系統(tǒng)，其特征是所述污泥消化池設(shè)有多級(jí)污泥消化池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水源熱泵和污泥消化集成系統(tǒng)，其特征是所述污泥消化池的排泥口與儲(chǔ)泥池(7)連通，儲(chǔ)泥池的排泥口與污泥脫水機(jī)連通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水源熱泵和污泥消化集成系統(tǒng)，設(shè)有污泥重力濃縮池、取水泵、水源熱泵機(jī)組、泥水換熱器、污泥消化池、沼氣發(fā)電機(jī)，取水泵二級(jí)處理出水口連通，出水口通過過濾器與水源熱泵機(jī)組連通，熱泵機(jī)組的熱水出口與泥水換熱器連通；污泥重力濃縮池與污水處理裝置排泥口連通，出泥口與泥水換熱器的進(jìn)泥口連通，被加熱后的污泥與污泥消化池連通；污泥消化池的沼氣排出口經(jīng)脫硫塔、儲(chǔ)氣柜和沼氣增壓器后與沼氣發(fā)電機(jī)的供氣管路連通；沼氣發(fā)電機(jī)余熱回收裝置的熱水泥水換熱器的熱水進(jìn)口連通。本實(shí)用新型適用于污水處理廠內(nèi)部水、熱、能的綜合利用，大大提高節(jié)能減排和污泥處理的效果，節(jié)能環(huán)保效果非常明顯。
文檔編號(hào)F02B43/10GK202898179SQ20122061276
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者程慶, 楊凱, 高保華, 張榮兵, 陸學(xué)興 申請(qǐng)人:北京百氏源環(huán)保技術(shù)有限公司