本发明属于环保技术领域，具体涉及一种用于污水处理厂的污泥处理系统。
背景技术：
近年来，我国城市污水处理厂的数目和处理能力迅速增长，但普遍存在运行费用偏高问题，其中主要是电耗大，一般约占整个运行费用的50%左右。
由于我国长期存在“重水轻泥”的现象，对污泥处理的重视程度不够，有大量的污泥未经过稳定化处理处置，造成环境污染，危害了人类的健康。如何合理地处置污泥，经济有效地实现污泥减量化、无害化和资源化是世界各国政府、企业和环保工作者面临的一项重要课题。污水处理厂的建设投运伴随产生大量的剩余污泥，以含水率80%计，全国年污泥总产生量很快将突破3000万吨。按照预测，到2020年污泥产量将突破年6000万吨。
随着政府和公民对环保的重视，人们开始注意到生物质能的潜力，污水处理厂每天产生大量污泥，污泥中含有有机质，在厌氧微生物的作用下，大分子有机物分解成稳定物质，比照消化前污泥能大量减容，同时能够得到以甲烷为主的沼气。厌氧消化后的残渣中仍有养分，也可作为肥料或土壤改良剂，能做到最大资源化，达到“减量化”“稳定化”和“资源化”的目标。但如何利用污水处理厂的可再生资源来实现高效发电是本领域技术的难题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种用于污水处理厂的污泥处理系统，它能处理大量剩余污泥，污泥中的生物质能能用于发电，污泥处理后的残渣作为肥料，实现污泥“减量化”“稳定化”和“资源化”的目的。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括有污泥浓缩池、太阳能集热装置、热交换器、厌氧发酵罐和热电联产装置，污泥浓缩池分为a池和b池，a池通过管路依次连接板框压滤机、污泥干燥间和污泥焚烧炉；b池通过管路依次连接厌氧发酵罐、沼液沼渣收集器和分离器；污泥焚烧炉的一部分蒸汽通过管道输送至热交换器，热交换器的低温液体经管道与厌氧发酵罐的夹层和太阳能集热装置的管道循环相通；厌氧发酵罐的出气口通过管道依次连通储气室、沼气脱硫器、沼气提纯器和甲烷压缩器接入热电联产装置的燃气轮机，污泥焚烧炉的另一部分蒸汽通过管道输送至热电联产装置的蒸汽轮机发电器，热电联产装置电连接电力输出装置。
与现有技术相比，本发明的技术效果是：
能处理污水处理厂的大量剩余污泥，利用生物质能所产生的能源再供给板框压滤机，实现以废治废的目的；本发明实现污水处理厂污泥和臭气的同时处理，处理效率高，节能环保，大幅降低剩余污泥的处理及排放压力；污泥厌氧消化所产生沼气不仅满足自身发酵所需能量，还能供给热电联产装置；另外污泥厌氧消化所产生的沼液沼渣，经过发酵已杀死病原菌和寄生虫卵，可以作为有机农肥；污泥干化焚烧所产生的能量可以供给热交换器和热电联产装置，实现了剩余污泥“减量化”“稳定化”和“资源化”的目的。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明一种实施方式的技术路线图；
图2为本发明一个实施例结构示意图；
图3为图2中的热电联产装置的结构示意图。
图中，1、污泥浓缩池；2、板框压滤机；3、污泥干燥间；4、污泥焚烧炉；5、太阳能集热装置；6、热交换器；7、厌氧发酵罐；8、储气室；9、沼气脱硫器；10、沼气提纯器；11、甲烷压缩器；12、燃气轮机；13、电机；14、排烟器；15、余热锅炉；16、蒸汽轮机发电器；17、电力输出装置；18、沼液沼渣收集器；19、分离器；20、热电联产装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明的技术路线是，整个系统分为污泥资源化模块和生物质发电供电模块两部分：污泥资源化模块包括污泥浓缩池，污泥浓缩池通过一条管路依次相连板框压滤机、污泥干燥间和污泥焚烧炉，并通过另一条管路依次相连的厌氧发酵罐、沼液沼渣收集器和分离器，热交换器和太阳能集热装置均与厌氧发酵罐相连，为发酵罐提供发酵所需热量。生物质发电供电模块包括储气室、沼气脱硫器、沼气提纯器、甲烷压缩器、热交换器、热电联产装置和蓄电池。
污泥浓缩池由挡墙划分为a池和b池，a池污泥占30%，b池污泥占70%。污泥浓缩池a池与板框压滤机通过管道相连，污泥厌氧发酵罐与污泥浓缩池b池通过管道相连；污泥浓缩池a池中的剩余污泥经板框压滤机压滤脱水后，进入污泥干燥间的转筒式干燥器，污泥在转筒炒板的搅拌下与热气流充分接触，将污泥的含水率控制在40%以下，再运至污泥焚烧炉，焚烧所产生热量的提供给热交换器和热电联产系统。污泥浓缩池b池与厌氧发酵罐相连，厌氧发酵罐产生的沼气进入储气室储存，沼气运送入沼气脱硫器中经高压水洗工艺脱硫,再经沼气提纯器提纯及甲烷压缩器压缩，最后输送至热电联产装置发电。同时厌氧发酵罐中的沼液及沼渣经收集器收集，由分离器分离出液体肥料和沼渣。
b池中有由污水处理厂剩余污泥和少量垃圾渗滤液按比例混合成c/n为10～20:1的混合污泥；该混合污泥中投加50～150mg/gvs的fe3o4和30～50mg/gvszvi(零价铁)，促进污泥中有机物水解的同时，降低后续发酵系统氧化还原电位，还能作为导电材料促进乙酸化微生物和产甲烷菌之间的种间电子传递过程；所述zvi(零价铁)直径约为0.15mm，纯度大于80%；所述fe3o4直径约为0.15mm，纯度以铁计算含量大于62%。
厌氧发酵罐采用双层蛋型结构，蛋型结构受力条件好，同时搅拌充分无死角，污泥不易在池底固结，池子总表面积比圆柱形小，散热面积小易保温。双层蛋型的厌氧发酵罐夹层充有加热保温水。双层蛋型的厌氧发酵罐采用中温发酵时，有机负荷一般为1.6～6.4kgvss/(m3•d)左右，水力停留时间较长，停留时间为10～15d。双层蛋型的厌氧发酵罐采用太阳能集热装置和热交换器为中温发酵提供所需热量。
太阳能集热装置由全玻璃镜面反射镜、太阳能集热板、温度传感器等组成。由太阳能集热装置吸收热量，输送到双层蛋型的发酵罐夹层内调节温度，保证在外部气温较低的条件下正常产气。聚光器反射采用全玻璃镜面反射镜反射，具有较高的光学效率。太阳能集热装置采用强制循环，光热效率高，系统效率可达60%～80%。
污泥焚烧炉所产生热量将水煮沸，5%～10%的蒸汽提供给热交换器，90%～95%的蒸汽提供给热电联产装置。
热电联产装置包括燃气轮机、发电机、排烟器、余热锅炉和蒸汽轮机发电器。燃气轮机的进气口与甲烷压缩器的出气口通过管路相连。经压缩后的甲烷及空气进入燃气轮机，在燃烧室内混合燃烧，之后在汽轮机里膨胀，驱动叶轮转动，使其驱动发电机发电。燃气轮机的尾气温度很高（一般在500℃以上），是优良的驱动热源，高温尾气经过排烟器排烟后进行余热回收，经余热锅炉产生蒸汽，并使蒸汽在蒸汽轮机发电器中继续做功发电。污泥焚烧炉产生的蒸汽也将进入蒸汽轮机发电器中做功发电。热电联产装置总热效率可达75%-82%。
热电联产装置与电力输出装置相连，产生电能经电力输出装置向电网或用电器供电，为板框压滤机、园区照明系统、臭气吸收处理装置等提供所需电力。
如图2所示，本实施例包括有污泥浓缩池1、太阳能集热装置5、热交换器6、厌氧发酵罐7和热电联产装置20，污泥浓缩池1分为a池和b池，a池通过管路依次连接板框压滤机2、污泥干燥间3和污泥焚烧炉4；b池通过管路依次连接厌氧发酵罐7、沼液沼渣收集器18和分离器19；污泥焚烧炉4的一部分蒸汽通过管道输送至热交换器6，热交换器6的低温液体经管道与厌氧发酵罐7的夹层和太阳能集热装置5的管道循环相通；厌氧发酵罐7的出气口通过管道依次连通储气室8、沼气脱硫器9、沼气提纯器10和甲烷压缩器11，向热电联产装置20的燃气轮机12供气，污泥焚烧炉4的另一部分蒸汽通过管道输送至热电联产装置20的蒸汽轮机发电器16，热电联产装置20电连接电力输出装置17。
厌氧发酵罐7为双层蛋型结构，厌氧发酵罐7的中间夹层充满加热保温水。
如图3所示，热电联产装置20包括燃气轮机12、发电机13、排烟器14、余热锅炉15和蒸汽轮机发电器16，燃气轮机转轴连接发电机13主轴，燃气轮机12的排气口连通排烟器14，排烟器14接入余热锅炉15，余热锅炉15的蒸汽经管道送至蒸汽轮机发电器16。
1.一种用于污水处理厂的污泥处理系统，其特征是：包括有污泥浓缩池（1）、太阳能集热装置（5）、热交换器（6）、厌氧发酵罐（7）和热电联产装置（20），污泥浓缩池（1）分为a池和b池，a池通过管路依次连接板框压滤机（2）、污泥干燥间（3）和污泥焚烧炉（4）；b池通过管路依次连接厌氧发酵罐（7）、沼液沼渣收集器（18）和分离器（19）；污泥焚烧炉（4）的一部分蒸汽通过管道输送至热交换器（6），热交换器（6）的低温液体经管道与厌氧发酵罐（7）的夹层和太阳能集热装置（5）的管道循环相通；厌氧发酵罐（7）的出气口通过管道依次连通储气室（8）、沼气脱硫器（9）、沼气提纯器（10）和甲烷压缩器（11）接入热电联产装置（20）的燃气轮机（12），污泥焚烧炉（4）的另一部分蒸汽通过管道输送至热电联产装置（20）的蒸汽轮机发电器（16），热电联产装置（20）电连接电力输出装置（17）。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理厂的污泥处理系统，其特征是：所述厌氧发酵罐（7）为双层蛋型结构，厌氧发酵罐（7）的中间夹层充满加热保温水。
3.根据权利要求1或2所述的用于污水处理厂的污泥处理系统，其特征是：热电联产装置（20）包括燃气轮机（12）、发电机（13）、排烟器（14）、余热锅炉（15）和蒸汽轮机发电器（16），燃气轮机转轴连接发电机（13）主轴，燃气轮机（12）的排气口连通排烟器（14），排烟器（14）接入余热锅炉（15），余热锅炉（15）的蒸汽经管道送至蒸汽轮机发电器（16）。
技术总结