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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201710137093.6(22)申请日2017.03.09(71)申请人北京市市政工程设计研究总院有限公司地址100082北京市海淀区西直门北大街32号3号楼(72)发明人杜强强 戴明华 张晏 黄鸥 陈怡 王平 (74)专利代理机构北京万科园知识产权代理有限责任公司11230代理人杜澄心 张亚军(51)Int.Cl.C02F11/04(2006.01)(54)发明名称一种污泥处理换热系统(57)摘要本发明公开了一种污泥处理换热系统，包括一次换热器、二次换热器、冷却水换热器、冷却水池和废水池；一次换热器的进口为热水解后的污泥输入端，一次换热器的出口将经过本级换热器后的污泥送入与其连接的二次换热器的进口；二次换热器的出口将经过本级换热器后温度降至为厌氧消化工艺设定温度的污泥送往与之连接的消化池；该一次换热器的冷却水为软水，经过冷却水换热器后循环利用；二次换热器的冷却水进口端连接冷却水池，冷却水出口连接废水池；所述废水池连接二沉池。本发明可以解决现有污水处理厂污泥处理系统改造中泥区热系统的升级后兼容，实现最大程度利用原有设备的成本低改造方式及稳定运行等技术问题。权利要求书1页说明书3页附图1页CN106746438A2017.05.31CN106746438A1.一种污泥处理换热系统，其特征在于，包括一次换热器、二次换热器、冷却水换热器、冷却水池和废水池；一次换热器的进口为热水解后的污泥输入端，一次换热器的出口将经过本级换热器后温度降幅为热水解处理后出泥温度与厌氧消化工艺设定温度差值的65％-75％的污泥送入与其连接的二次换热器的进口；二次换热器的出口将经过本级换热器后温度降至为厌氧消化工艺设定温度的污泥送往与之连接的消化池；一次换热器的冷却水进、出端与冷却水换热器的一侧热交换进、出口连接，该一次换热器的冷却水为软水，经过冷却水换热器后循环利用；冷却水热交换器的另一侧冷却水进口端与冷却水池连接，冷却水出口端与废水池连接；二次换热器的冷却水进口端连接冷却水池，冷却水出口连接废水池；所述废水池连接二沉池，所述冷却水池采用自来水、再生水或者经过处理的二沉池出水供水。2.根据权利要求1所述的一种污泥处理换热系统，其特征在于，冷却水池和废水池设置于冷却水泵房内，废水池出水经水源热泵利用剩余热源或排放二沉池。3.根据权利要求1所述的一种污泥处理换热系统，其特征在于，二次换热器设置于消化池内。4.根据权利要求1所述的一种污泥处理换热系统，其特征在于，所述一次换热器、二次换热器均采用套管式换热器，冷却水换热器为板式换热器。5.根据权利要求1所述的一种污泥处理换热系统，其特征在于，冷却水池的水为经过转鼓格栅处理后的二沉池出水。权 利 要 求 书1/1页2CN106746438A2一种污泥处理换热系统技术领域[0001]本发明涉及一种污水处理技术。背景技术[0002]由于热水解为成套设备，相关技术参数由设备厂商提供，但如何与水厂现有热系统相匹配，仍处于探索。部分学者虽然指出了污泥可采用两级换热方式，但并未对消化池温度精确控制提出具体方法，也未提出两级换热设施与原厂区热交换设备的结合性和利用性，同时，并未交代用于热交换的冷却水来源及去向，属于局部设计，并未从整体进行热系统的布置与升级。热水解-厌氧消化工艺中的热系统，主要是供热及换热系统，直接决定了整套流程能否成功实施，也关系到后期运行是否可持续，是整个设计考虑的核心环节。热水解的改造是基于厌氧消化工艺进行的，而污泥处理的厌氧消化设施中，已建有相应换热器，若采用新建新购的方式，无异于极大的增加了投资成本，也造成了原有设备的浪费，急需相关技术和方法，使升级后的热系统能够兼容已有系统，降低成本，实现稳定运行。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种污泥处理换热系统，以解决现有污水处理厂污泥处理系统改造中泥区热系统的升级后兼容，实现最大程度利用原有设备的成本低改造方式及稳定运行等技术问题。[0004]为了实现上述发明目的，本发明所采用技术方案如下：[0005]一种污泥处理换热系统，包括一次换热器、二次换热器、冷却水换热器、冷却水池和废水池；一次换热器的进口为热水解后的污泥输入端，一次换热器的出口将经过本级换热器后温度降幅为热水解处理后出泥温度与厌氧消化工艺设定温度差值的65％-75％的污泥送入与其连接的二次换热器的进口；二次换热器的出口将经过本级换热器后温度降至为厌氧消化工艺设定温度的污泥送往与之连接的消化池；一次换热器的冷却水进、出端与冷却水换热器的一侧热交换进、出口连接，该一次换热器的冷却水为软水，经过冷却水换热器后循环利用；冷却水热交换器的另一侧冷却水进口端与冷却水池连接，冷却水出口端与废水池连接；二次换热器的冷却水进口端连接冷却水池，冷却水出口连接废水池；所述废水池连接二沉池，所述冷却水池采用自来水、再生水或者经过处理的二沉池出水供水。[0006]所述的一种污泥处理换热系统，冷却水池和废水池设置于冷却水泵房内，废水池出水经水源热泵利用剩余热源或排放二沉池。[0007]所述的一种污泥处理换热系统，二次换热器设置于消化池内。[0008]所述的一种污泥处理换热系统，所述一次换热器、二次换热器均采用套管式换热器，冷却水换热器为板式换热器。[0009]所述的一种污泥处理换热系统，冷却水池的水为经过转鼓格栅处理后的二沉池出水。[0010]本发明的优点与积极效果：说 明 书1/3页3CN106746438A3[0011]1.利用厂区原有消化池，在消化池可承受的温度应力内，污泥通过两次换热，即一次换热器、二次换热器对热水解污泥进行冷却，精确的达到厌氧消化所需的反应温度，实现泥区改造后最佳的厌氧消化效果；[0012]2.热水解后高温污泥，经一次换热后温度为45-55℃，可满足厂区内长距离输送的要求，不发生温度过低出现油脂凝固的“蜡化”现象；[0013]3.二次换热器设置于消化池内，可在最短时间内完成对消化池内污泥温度的精确调控，使消化池内处于最佳消化温度；[0014]4.运用冷却水换热器与一次热交换器进行水水热交换，可得到温度更高的换热水，此换热水可用于厂区溶药、配水以及采暖等用途，实现“热”资源的综合利用；[0015]5.一次换热器冷却水为软水，在换热过程中最大限度地减少换热器的板结现象，实现泥水高效的换热效率；同时此软水闭路循环利用，可减少软水用水，降低用水成本；[0016]6.在泥区改造中，可以利用原厌氧消化系统中的换热器等设备，不对现况消化池结构进行改动；[0017]7.所有换热系统中未被使用的换热水均排放至废水池，此换热水有部分热能未经利用，可结合厂区需要运用水源热泵利用剩余热源。附图说明[0018]图1是本发明的系统组成原理框图。具体实施方式[0019]本发明的具体组成及工作原理参见图1所示。一种污泥处理换热系统，包括一次换热器、二次换热器、冷却水换热器、冷却水池和废水池；一次换热器的进口为热水解后的污泥输入端，一次换热器的出口将经过本级换热器后温度降幅为热水解处理后出泥温度与厌氧消化工艺设定温度差值的65％-75％的污泥送入与其连接的二次换热器的进口；二次换热器的出口将经过本级换热器后温度降至为厌氧消化工艺设定温度的污泥送往与之连接的消化池；一次换热器的冷却水进、出端与冷却水换热器的一侧热交换进、出口连接，该一次换热器的冷却水为软水，经过冷却水换热器后循环利用；冷却水热交换器的另一侧冷却水进口端与冷却水池连接，冷却水出口端与废水池连接；二次换热器的冷却水进口端连接冷却水池，冷却水出口连接废水池；所述废水池连接二沉池，所述冷却水池采用自来水、再生水或者经过处理的二沉池出水供水。[0020]本发明的工作过程如下：热水解后的污泥经过依次经过一次换热器、二次换热器，进入消化池，一次换热器冷却水经过冷却水换热器后循环利用。热水解后的污泥经过热水解处理后出泥温度为70-90℃，污泥经过二次换热器后温度为厌氧消化工艺设定温度，污泥经一次换热器后温度降幅为热水解处理后出泥温度与厌氧消化工艺设定温度差值的65％-75％。这样的处理既保证降温需求，同时可获得高温冷却水利于再利用，并同时增加厌氧消化工艺温度控制精确性。[0021]二次换热器设置于消化池内，可利用原有换热器或新建；二次换热器冷却水来自冷却水池，采用自来水、再生水或者经过处理的二沉池出水，经过二次换热器后排放至废水池。冷却水换热器可利用原有换热器或新建，冷却水换热器冷却水来自冷却水池，采用自来说 明 书2/3页4CN106746438A4水、再生水或者经过处理的二沉池出水，经过冷却水换热器后排放至废水池。一次换热器冷却水为软水，通过冷却水换热器降温后，回到一次换热器，闭路循环利用。冷却水池和废水池设置于冷却水泵房内，废水池出水可经水源热泵利用剩余热源或排放二沉池。[0022]在图1中，热水解后的污泥温度T1为86℃；污泥经过一次换热器后的温度T2为53℃；污泥经过二次换热器后的温度T3为40℃；冷却水I进入冷却水换热器前的温度T4为25℃；冷却水I进入一次换热器前的温度T5为32℃；冷却水II和冷却水III进入换热器前的温度T6为25℃；冷却水II从二次换热器后的温度T7为38℃；冷却水III从冷却水换热器后的温度T8为52℃。[0023]冷却水I：用于一次换热器和冷却水换热器之间，闭路循环，软水；[0024]冷却水II：用于二次换热器冷却；[0025]冷却水III：用于冷却水换热器冷却。[0026]以某污水处理厂水线升级改造为例，因泥线不能满足处理需求，需同时进行改造，[0027]核心工艺采用热水解-厌氧消化，在不扩建消化池的情况下，满足污泥处理需求，达到污泥处理标准。设计污泥处理量由改造前的137.5tDS/d增至180tDS/d，采用“浓缩→预脱水→热水解→厌氧消化→板框脱水”工艺流程。为满足工艺要求，对热水解后污泥进行两次换热方案。[0028]污泥两次换热，一次在新建热交换车间内完成(热污泥与冷却水I)，二次在消化池内利用现况的管式换热器(热污泥与冷却水II)。冷却水I再次换热在热交换车间内完成(冷却水I、冷却水III)，设计参数如附表1所示，共新建热交换车间1座，冷却水泵房1座，整体热交换工艺流程同图1所示。[0029]附表1：[0030]说 明 书3/3页5CN106746438A5图1说 明 书 附 图1/1页6CN106746438A6