本實用新型涉及一種熱水解設備，具體地說是一種污泥廢液熱水解設備。

背景技術：

發酵行業廢菌渣液及污泥中含有大量的有機污染物、殘留菌、營養物質和一些難以被分解的大分子有機物，若廢菌渣等物質不經過處理或經過簡單的沉降直接進入厭氧池，廢菌渣中的上述物質會對厭氧菌造成危害進而延長厭氧處理的時間，影響厭氧處理的效果，增大后續生化處理的難度。因此，在進入厭氧池之前，需要對廢菌渣液或污泥進行處理。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是提供一種污泥廢液熱水解設備，以解決直接將污泥廢液進行厭氧處理時處理時間長、處理效果差及處理難度大的問題。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種污泥廢液熱水解設備，包括有：水平設置的底座，設置在所述底座上的打料泵、預熱冷卻器和高溫水解罐，以及用于控制各部分的控制單元，在所述預熱冷卻器和高溫水解罐之間設有噴射加熱器，在所述噴射加熱器上設有蒸汽管道，在所述蒸汽管道上設有蒸汽閥門；

在所述打料泵的進料端設置有兩條管路，其中，一路與污泥廢液儲罐相連通，另一路與清洗罐相連通，在所述打料泵的出料端與所述污泥廢液儲罐的頂部之間設有回流管，在所述回流管上設有回流閥；

在所述預熱冷卻器的內部設有兩個螺旋式通道，分別為第一通道和第二通道；

所述第一通道的底部通過管道與所述打料泵的出料端相連，所述第一通道的頂部通過管道與所述噴射加熱器的進料端相連通，所述噴射加熱器的出料端通過高溫料管與所述高溫水解罐底部的進料口相連通，在所述高溫料管上設有三通閥二，三通閥二的進口與所述噴射加熱器相連通，三通閥二的第一出口與所述高溫水解罐底部的進料口相連通；

所述第二通道的進料端通過水解料管與所述高溫水解罐頂部的出料口相連通，在所述水解料管上設有三通閥一，三通閥一的第一進口與所述高溫水解罐頂部的出料口相連通，三通閥一的出口與所述第二通道的頂部相連通；在所述第二通道的出料端設有三通閥三，三通閥三的進口與第二通道的底部相連通，三通閥三的第一出口與外排管道相連通，三通閥三的第二出口通過管道與所述清洗罐的頂部相連通；

在所述三通閥一的第二進口和所述三通閥二的第二出口之間設置有連接管。

本實用新型設備中，在所述第一通道和所述第二通道上均設有放空閥和排污閥。

本實用新型設備中，在所述高溫水解罐的罐體內部設置有導流板，在所述高溫水解罐的罐體外側設置有爬梯，在所述高溫水解罐的頂部設有檢修平臺，所述噴射加熱器位于所述檢修平臺的上方。

本實用新型設備中，所述打料泵設置為兩臺，兩臺所述打料泵并聯連接。

本實用新型的使用方法，包括以下步驟：

a、設置一套如上所述的污泥廢液熱水解設備；

b、將打料泵與污泥廢液儲罐接通，并將回流閥開至最大，然后將噴射加熱器上的蒸汽閥門開至最大，再將三通閥二的進口與第一出口連通，三通閥一的第一進口與出口連通，三通閥三的進口與第一出口連通，使污泥廢液儲罐、打料泵、預熱冷卻器的第一通道、噴射加熱器、高溫水解罐、預熱冷卻器的第二通道以及外排管道之間形成連通的料液處理通道；

c、開啟打料泵，料液經預熱冷卻器的第一通道進入噴射加熱器中，此時從蒸汽管道進入噴射加熱器內的蒸汽被壓縮成高壓飽和水，并與進來的料液瞬間混合使料液升溫，升溫后的料液經高溫料管從高溫水解罐底部的進料口進入罐內，控制單元根據噴射加熱器出口處的料液溫度自動調節打料泵的回流閥開度；

d、隨著進入高溫水解罐內的料液逐漸增多，液面逐漸上升，在上升過程中，料液中的微生物絮體逐漸解體，微生物細胞逐漸破碎，細胞中的有機物質逐漸釋放出來并進一步水解，料液中的病原菌也逐漸被消滅；當料液充滿整個高壓水解罐之后，上升至頂部的料液已經完全水解，并從高溫水解罐頂部的出料口排出；

e、從高溫水解罐頂部的出料口排出的料液通過水解料管進入預熱冷卻器的第二通道，在第二管道中自上而下流動，并與此時正在第一管道中自下而上流動的低溫未水解料液發生熱交換，將熱量傳遞給低溫未水解料液，將其預熱，而自身則降溫冷卻，降溫后的水解料液通過外排管道排出；此后，高溫水解罐處于滿罐狀態，料液不斷地從罐體底部進入罐內，在罐內水解后從罐體頂部排出，整個系統進入正常工作狀態；

f、點擊自控屏幕，將系統切換至“自動”狀態，此時，系統處于完全自控的狀態，由控制單元根據各點處物料的溫度和壓力的變化，自動調節蒸汽進量和料液進量；

g、當料液處理完后，關閉蒸汽閥門，將系統切換至“清洗”狀態，此時，打料泵與污泥廢液儲罐之間的管道自動關閉，打料泵與清洗罐之間的管道自動接通，同時，三通閥一、三通閥二和三通閥三分別切換方向，即三通閥一的第二進口與出口連通，三通閥二的進口與第二出口連通，三通閥三的進口與第二出口連通，使清洗罐的底部、打料泵、預熱冷卻器的第一通道、噴射加熱器、連通管、預熱冷卻器的第二通道以及清洗罐的頂部之間形成連通的清洗液循環流動通道，清洗罐中的清洗液經打料泵依次流經預熱冷卻器的第一管道、噴射加熱器和預熱冷卻器的第二管道，最后回流入清洗罐內，如此循環，直至清洗干凈；

h、清洗完畢后，關閉打料泵，打開放空閥和排污閥，將系統內殘留的清洗液排凈。

本實用新型的污泥廢液熱水解設備可將污泥中的微生物絮體解體、微生物細胞破碎，從而使細胞中的有機物質（如蛋白質、脂肪、碳水化合物等）釋放出來，并進一步將這些物質水解，水解得到的中間產物更適合作為微生物生長的基質，由此，使污泥的物理化學性質發生變化，使其厭氧消化性能大大改善，并可提高其消化效率，增加甲烷產量，加快后續處理工藝的進程，并極大地減少廢渣的產生量，減輕了處理壓力和處理成本。本實用新型還可殺死污泥中的病原菌，提高后續厭氧消化過程中有機物的轉化率。

本實用新型的設備結構設計巧妙，制作精密，熱能利用率高，設備內部結構無死角、不存料，可實現在線清洗，不結垢，阻力小，且自動化程度高，可實現在無人控制的情況下連續運轉，解放了人工勞動力，便于推廣應用。

另外，本實用新型的設備采用集成化設計，出廠前整機調試，整體運輸，使用時，用戶只需要將相應接口與相應管路連接即可，大大減少了用戶的現場工程量。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統結構示意圖。

圖2是本實用新型的底座、打料泵、預熱冷卻器、高溫水解罐和噴射加熱器的裝配結構示意圖。

圖中：1、底座，2、打料泵，3、預熱冷卻器，4、高溫水解罐，5、噴射加熱器，6、污泥廢液儲罐，7、清洗罐，8、控制單元，9、第一通道，10、第二通道，11、三通閥一，12、三通閥二，13、三通閥三，14、爬梯，15、檢修平臺。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本實用新型主要由底座1、打料泵2、預熱冷卻器3、高溫水解罐4、噴射加料器和控制單元8等部分組成。

如圖2所示，底座1作為承載體，用以承托其他各部分，打料泵2、預熱冷卻器3和高溫水解罐4等都安裝在底座1上，從而使設備整體形成集成化結構。設備在出廠前整機調試，出場后整體運輸，在使用時，用戶只需要將相應接口與相應管路連接即可，可大大減少現場安裝工程量。

打料泵2安裝在底座1上，用于輸送料液（即污泥廢液）或清洗液。如圖1所示，在打料泵2的進料端設置有兩條管路，其中，一路連通到污泥廢液儲罐6的底部，另一路連通到清洗罐7的底部。在打料泵2的出料端與污泥廢液儲罐6的頂部之間設置有回流管，在回流管上設有回流閥，回流閥與控制單元8電連接。污泥廢液儲罐6與清洗泵之間的切換也是通過控制單元8來控制實現的。

打料泵2設置為兩個，兩個打料泵2并聯連接，其中一個為主泵，另一個為備用泵，當主泵需要檢修時，接通備用泵，系統仍然可以正常運行。

如圖1所示，預熱冷卻器3用于將來自打料泵2的料液預熱，同時將來自高溫水解罐4的水解料冷卻。在預熱冷卻器3內設有兩條螺旋式通道，分別為第一通道9和第二通道10。第一通道9的底部通過管道與打料泵2的出料端相連通，頂部通過管道與噴射加熱器5的進料端相連通。第二通道10的頂部通過水解料管與高溫水解罐4頂部的出料口相連通，底部連通到外排管道上，在第二通道10的出料端設有三通閥三13；三通閥三13包括一個進口和兩個出口，其中，三通閥三13的進口與第二通道10的出料端相連，三通閥三13的第一出口與外排管道相連，三通閥三13的第二出口通過管道與清洗罐7的頂部相連。在第一通道9和第二通道10上均設有放空閥和排污閥，當設備停止運行時，打開放空閥和排污閥可將通道內的殘留的雜物或清洗液等排凈。

第一通道9是輸送污泥廢液原料的管道，稱其為冷料通道，第二通道10是輸送水解后的高溫料液的管道，稱其為熱料通道。進行污泥廢液處理時，第一通道9內自下而上流動的冷料與第二通道10內自上而下流動的熱料在預熱冷卻器3中完成換熱，從而達到冷料被熱料預熱（預熱后的料液溫度為130℃左右），熱料被冷料冷卻的目的，從而大大提高了系統的熱能利用率，達到節能、節水的目的，有效降低了污泥廢液的處理成本。

噴射加熱器5設置在第一通道9與高溫水解罐4之間的管道上，用于將來自第一通道9的冷料或預熱料加熱升溫（當系統剛開始運行時，第二通道內沒有熱料，通過第一通道的料液沒有預熱直接進入噴射加熱器中，此時噴射加熱器加熱的是冷料；當系統進入正常工作狀態后，第一通道內的料液與第二通道內的熱料換熱后被預熱至130℃左右，此時噴射加熱器加熱的是預熱料）。在噴射加熱器5上設有蒸汽進口，蒸汽進口與蒸汽管道相連通，在蒸汽管道上設有蒸汽閥門，通過調節蒸汽的進量來調節對料液的加熱程度。蒸汽進入噴射加熱器5之后被壓縮成高壓飽和水，高壓飽和水與冷料或預熱料瞬間混合，并將其加熱至150~160℃，得到的高溫料液從高溫水解罐4的底部進入罐內。

高溫水解罐4為立式罐體，在其底部設有進料口，在其頂部設有出料口，采用下進上出的方式可保證料液在罐內有充足的停留時間以使其徹底水解。

在高溫水解罐4的進料口與噴射加熱器5的出料端之間設有高溫料管，在高溫料管上設有三通閥二12；三通閥二12包括一個進口和兩個出口，其中三通閥二12的進口與高溫料管相連，三通閥二12的第一出口與高溫水解罐4底部的進料口相連。

在高溫水解罐4的出料口與預熱冷卻器3的第二通道10的頂部之間設有水解料管，在水解料管上設有三通閥一11；三通閥一11包括兩個進口和一個出口，其中三通閥一11的第一進口與高溫水解罐4頂部的出料口相連，三通閥一11的出口與第二通道10的頂部相連。在三通閥一11的第二進口與三通閥二12的第二出口之間設有連接管。

如圖1中所示，當三通閥一11、三通閥二12和三通閥三13均調至位置時，噴射加熱器5、高溫水解罐4、預熱冷卻器3的第二通道10和外排通道依次相連，形成連通的料液處理通道，用于污泥廢液的處理過程。當三通閥一11、三通閥二12和三通閥三13均調至位置時，噴射加熱器5、連接管、預熱冷卻器3的第二通道10和清洗罐7依次相連（繞過了高溫水解罐4），形成連通的清洗液回流通道，用于污泥廢液處理結束后整個設備的清洗過程。

在高溫水解罐4的罐體內部設置有導流板，以保證料液能夠先進先出；在高溫水解罐4的罐體外壁上設有縱向的爬梯14，以便于對罐體的各個位置進行檢修；在高溫水解罐4的頂部設置有檢修平臺15，以便于對頂部結構進行檢修和維護，噴射加熱器5設置在該檢修平臺15上。

控制單元8用于對整個設備進行控制，三通閥一11、三通閥二12和三通閥三13，以及回流閥、蒸汽閥門等都由控制單元8控制，污泥廢液儲罐6與清洗泵之間的切換也是由控制單元8控制實現。

本實用新型的具體使用方法如下：

a、設置一套如上所說的污泥廢液熱水解設備。

b、將打料泵2與污泥廢液儲罐6接通，并將回流閥開至最大，然后將噴射加熱器5上的蒸汽閥門開至最大，再將三通閥二12的進口與第一出口連通，三通閥一11的第一進口與出口連通，三通閥三13的進口與第一出口連通，使污泥廢液儲罐6、打料泵2、預熱冷卻器3的第一通道9、噴射加熱器5、高溫水解罐4、預熱冷卻器3的第二通道10以及外排管道之間形成連通的料液處理通道。

c、開啟打料泵2，料液經預熱冷卻器3的第一通道9進入噴射加熱器5中，此時從蒸汽管道進入噴射加熱器5內的蒸汽被壓縮成高壓飽和水，并與進來的料液瞬間混合使料液升溫至150~160℃，升溫后的高溫料液經高溫料管從高溫水解罐4底部的進料口進入罐內，控制單元8根據噴射加熱器5出口處的料液溫度自動調節打料泵2的回流閥開度。

d、隨著時間的推移，高溫水解罐4內的液面逐漸上升，料液從罐體底部上升至罐體頂部所需時間為料液在高溫水解罐4內的停留時間，該停留時間控制在30min最好，能夠保證料液充分水解；在上升過程中，料液中的微生物絮體逐漸解體，微生物細胞逐漸破碎，細胞中的有機物質（例如：脂肪、蛋白質、碳水化合物等）逐漸釋放出來并進一步水解，料液中的病原菌也逐漸被消滅；上升至頂部的料液已經完全水解，完全水解的料液從高溫水解罐頂部的出料口排出。

e、從高溫水解罐4頂部的出料口排出的料液通過水解料管進入預熱冷卻器3的第二通道10，并在第二通道中自上而下流動，并與此時正在第一管道中自下而上流動的低溫未水解料液發生熱交換，將熱量傳遞給低溫未水解料液，將其預熱，而自身則降溫冷卻，降溫后的水解料液通過外排管道排出；此后，高壓水解罐4保持滿灌狀態，料液不斷地從罐體底部進入罐內，并從罐體頂部排出，整個系統進入正常工作狀態。

f、點擊自控屏幕，將系統切換至“自動”狀態，此時，系統處于完全自控的狀態，即：污泥廢液由打料泵2泵入預熱冷卻器3的第一通道9中，被第二通道10的熱料預熱至130℃后，再經噴射加熱器5加熱升溫至150~160℃，然后進入高溫水解罐4內維持30min，使污泥廢液充分水解，水解后的料液從罐體頂部進入預熱冷卻器3的第二通道10內，與第一通道9內的冷料換熱之后，通過外排管道進入調節池或厭氧塔；整個處理過程中，由控制單元8根據各點處物料的溫度和壓力的變化，自動調節蒸汽進量和污泥廢液進量。

g、當污泥廢液處理完后，關閉蒸汽閥門，將系統切換至“清洗”狀態，此時，打料泵2與污泥廢液儲罐6之間的管道自動關閉，打料泵2與清洗罐7之間的管道自動接通，同時，三通閥一11、三通閥二12和三通閥三13分別切換方向，即三通閥一11的第二進口與出口連通，三通閥二12的進口與第二出口連通，三通閥三13的進口與第二出口連通，使清洗罐7的底部、打料泵2、預熱冷卻器3的第一通道9、噴射加熱器5、連接管、預熱冷卻器3的第二通道10以及清洗罐7的頂部之間形成連通的清洗液循環流動通道，清洗罐7中的清洗液經打料泵2依次流經預熱冷卻器3的第一管道、噴射加熱器5和預熱冷卻器3的第二管道，最后回流入清洗罐7內，如此循環，直至清洗干凈。

h、清洗完畢后，關閉打料泵2，打開放空閥和排污閥，將系統內殘留的清洗液排凈。