CN114891604A - 应用于尾菜规模化处理的回热回质系统 - Google Patents
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Abstract
应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，厌氧发酵罐（4）出料经过固液分离装置（5）后，分为沼渣和沼液两部分；沼液经污水泵（6a）送至三通阀（7），三通阀（7）回流端后安装污水泵（6b），污水泵（6b）与混合搅拌装置（2）连接；三通阀（7）出液端连接好氧池（9）；好氧池（9）底部安装有曝气装置（10）；好氧池内部侧壁架装换盘管（11）；换热器出水端设置水泵（12），水泵出水管与水源热泵（13）的蒸发端连接，水源热泵（13）与水解罐（3）和发酵罐（4）之间的热水循环管路由热泵出水管路、水解罐（3）和发酵罐（4）的内外盘管组成，采用定温差变流量控制。
Description
技术领域
本发明涉及蔬菜废弃物规模化处理技术，具体为沼液回流与余热回收技术。
背景技术
以恒温厌氧发酵为主的尾菜处理系统因可以实现蔬菜废弃物的规模化处理与循环利用而被普遍采用，但目前运行的尾菜规模化处理系统普遍存在易失稳、损耗高、效率低、处理量不足等问题。对进料物性参数进行简单有效调节及对系统持久稳定的供能成为解决此类问题的首要途径。
中国发明专利名称为“一种蔬菜边角料处理系统”，申请号为CN2016201324591，实用新型公开了一种蔬菜边角料处理系统，属于废弃物处理技术领域。该蔬菜边角料处理系统由料池、螺旋分料机、破碎装置、挤浆装置、输送装置和料仓组成，该系统能短时间内大量、连续处理，在蔬菜边角料还未自然发酵，变臭，变质前就可处理完，但缺点在于采用众多高功耗设备，不适用于废弃物规模化处理，经济性不高；忽略了蔬菜废弃物潜在的能源资源价值，可能导致大量可利用能源浪费。中国发明专利名称为“一种蔬菜秸秆和畜禽粪便就地处理系统”，申请号为CN2020216911814，实用新型公开了一种蔬菜秸秆和畜禽粪便就地处理系统，属于农业废弃物处理技术领域。该实用新型可以通过相对简单和廉价的处理保证中小畜禽养殖户对蔬菜秸秆和畜禽粪便的完全处理，缺点在于系统只是将废弃物进行简单的好氧处理后就地掩埋，表面对地表环境有了一定改善，但是处理后的废弃物仍然对土地有一定污染性，且忽视了此类废弃物应有的价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于尾菜规模化处理的回热回质系统。
本发明是应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，包括破碎装置1、混合搅拌池2、水解罐3、发酵罐4、固液分离装置5、第一污水泵6a、三通阀7、第二污水泵6b、盘管换热器11、变流量水泵12、水源热泵13，发酵罐4出料经固液分离装置5分为沼渣和沼液两部分，沼液经第一污水泵6a送至三通阀7，三通阀7回流端安装第二污水泵6b，第二污水泵6b与混合搅拌池2连接；三通阀7出液端连接好氧池9；好氧池9底部安装曝气装置10，通过螺丝及焊接将曝气装置固定；好氧池内部侧壁架装盘管换热器11，盘管换热器11由竖排格栅状不锈钢管组成，钢管表面做防腐处理；盘管换热器11与好氧池9内侧壁之间布置不锈钢架14；盘管换热器出水端安装变流量水泵12，变流量水泵出水管与水源热泵13的蒸发端连接，水解罐3及好氧罐4与水源热泵冷凝端之间的热传递由两者之间的热水管路实现；热水管路实质由水源热泵出水管路、水解罐3和发酵罐4的内盘管、水解罐3和发酵罐4的外盘管组成，采用定温差变流量控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明有效解决了现有蔬菜废弃物规模化处理系统易失稳、能耗高、处理效率低及处理量的问题，沼液回流有效解决了蔬菜废弃物厌氧发酵过程中易酸化的问题，确保了发酵系统的稳定运行，通过增加余热回收装置，满足水解罐、发酵罐的进料及保温热负荷，保证了系统产气量及处理量。2、本发明采用盘管换热器直接在好氧池内进行余热回收，换热盘管架设在好氧池内部，可以24小时工作，且由于好氧过程的持续进行，好氧池内污水温度较稳定，有效保证可回收热量，极大降低系统运行成本，提高整体经济性。本系统可保证蔬菜废弃物厌氧发酵过程高效低成本稳定运行的同时，将好氧池内污水热量进行回收并用于水解罐及发酵罐的加热保温，有效降低系统能耗，实现高效低成本运行。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图，图2为好氧池内换热盘管结构示意图，图3为好氧池底部曝气装置示意图，图4为内置盘管的好氧池整体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明是应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，包括破碎装置1、混合搅拌池2、水解罐3、发酵罐4、固液分离装置5、第一污水泵6a、三通阀7、第二污水泵6b、盘管换热器11、变流量水泵12、水源热泵13，发酵罐4出料经固液分离装置5分为沼渣和沼液两部分，沼液经第一污水泵6a送至三通阀7，三通阀7回流端安装第二污水泵6b，第二污水泵6b与混合搅拌池2连接；三通阀7出液端连接好氧池9；好氧池9底部安装曝气装置10，通过螺丝及焊接将曝气装置固定；好氧池内部侧壁架装盘管换热器11，盘管换热器11由竖排格栅状不锈钢管组成，钢管表面做防腐处理；盘管换热器11与好氧池9内侧壁之间布置不锈钢架14；盘管换热器出水端安装变流量水泵12，变流量水泵出水管与水源热泵13的蒸发端连接，水解罐3及好氧罐4与水源热泵冷凝端之间的热传递由两者之间的热水管路实现；热水管路实质由水源热泵出水管路、水解罐3和发酵罐4的内盘管、水解罐3和发酵罐4的外盘管组成，采用定温差变流量控制。
本发明的应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，通过调节三通阀回流端后的污水泵的开度，调整回流沼液的量，调控TS、pH等参数，确保系统顺利稳定运行；发酵罐及水解罐采用搪瓷钢板+混凝土+聚苯乙烯+彩钢板的建筑结构，保温性能良好；通过污水换热器+热泵的加热方式，可以有效确保发酵温度；通过在好氧池内放置盘管换热器，回收废水余热大大降低系统整体能耗，同时可以维持好氧处理的适宜温度，提高好氧处理效率，综合提高系统处理效率及处理量，确保尾菜规模化处理系统高效低成本的运行。
以上所述系统，所述三通阀7将来流沼液分流，一去处为经第二污水泵6b回流至混合池2，另一去处为进入好氧池9；第二污水泵6b的流量能调节。
以上所述系统，盘管换热器11由竖排格栅状不锈钢管组成，通过螺栓与好氧池9内壁的钢结构连接，不与池底池壁接触；通过焊接将不锈钢架14固定在好氧池9内部。
以上所述系统，曝气装置通过焊接与螺丝固定在好氧池9底部，共布置四出气口，安装控制器实时控制曝气机功率。
以上所述系统，混合搅拌池2内安装控制器，检测池内物料参数，偏离设定值±10%时，反馈至第二污水泵6b。
以上所述系统，盘管换热器11直接通过变流量水泵12与水源热泵蒸发端连接，冷凝端通过热水管路与水解罐3、发酵罐4连接。
以上所述系统，水源热泵13与水解罐3和发酵罐4之间的热水循环管路由水源热泵出水管路、水解罐3和发酵罐4的内外盘管组成，采用定温差变流量控制。
下面结合附图进一步展开本发明，如图1~图4所示，本发明的应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，尾菜经破碎装置1简单破碎后送入混合池2，与尾菜滤液及回流沼液充分混合后送入水解罐3。厌氧发酵罐4出料经过固液分离装置5后，分为沼渣和沼液两部分。沼液经第一污水泵6a送至三通阀7，三通阀7回流端后安装第二污水泵6b，第二污水泵6b与混合搅拌装置2连接；三通阀7出液端连接好氧池9，连接方式为装置自带螺旋接口。好氧池9底部安装有曝气装置10，通过螺丝及焊接将曝气装置固定；好氧池内部侧壁架装换盘管11，换热盘管11由竖排格栅状不锈钢管组成，钢管表面做防腐处理。盘管换热器11与好氧池9内侧壁之间布置不锈钢架14。换热器出水端设置变流量水泵12，水泵出水管与水源热泵13的蒸发端连接，水解罐3及好氧罐4与热泵冷凝端之间的热传递由两者之间的热水管路实现。热泵冷凝端出水依次进入水解罐3、发酵罐4的内部盘管，后流经水解罐3与发酵罐4外壁的盘管，最终回流至热泵冷凝端吸热。
如图1所示，经过固液分离装置5分离出的沼液，通过三通阀7部分通过第二污水泵6b回流至混合池2，可以依据混合池2内的控制器反馈调整回流量。
如图1~4所示，换热盘管11与好氧池内壁间安装有钢结构支架14，用于固定盘管换热器。
如图3所示，曝气装置的风机10置于好氧池9的底部，共布置四组曝气装置，采用智能控制，依据每日进水量调整曝气机功率。
如图2所示，换热盘管11内流通水，与管外沼液进行顺流逆流交替换热，盘管通过螺栓固定在好氧池内壁的钢结构，不与池内壁、池底接触，清洗简单方便。
如图2所示，换热盘管11由竖排格栅状不锈钢管组成，表面做防腐处理。
如图1所示，换热器出水端设置变流量水泵12，水泵出水管与水源热泵13的蒸发端连接，水解罐3及好氧罐4与热泵冷凝端之间的热传递由两者之间的热水管路实现，通过调整热泵13与换热器11之间水泵12的流量，改变输入系统的热量。
如图1、4所示，换热盘管11出水通过热泵系统13提升热量品位后首先输送至水解罐3与厌氧罐4的内盘管内，满足其进料热负荷，而后输入水解罐3与厌氧罐4的外盘管满足保温热负荷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干等同替换和改进，这些等同替换和改进也应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，包括破碎装置（1）、混合搅拌池（2）、水解罐（3）、发酵罐（4）、固液分离装置（5）、第一污水泵（6a）、三通阀（7）、第二污水泵（6b）、盘管换热器（11）、变流量水泵（12）、水源热泵（13），其特征在于发酵罐（4）出料经固液分离装置（5）分为沼渣和沼液两部分，沼液经第一污水泵（6a）送至三通阀（7），三通阀（7）回流端安装第二污水泵（6b），第二污水泵（6b）与混合搅拌池（2）连接；三通阀（7）出液端连接好氧池（9）；好氧池（9）底部安装曝气装置（10），通过螺丝及焊接将曝气装置固定；好氧池内部侧壁架装盘管换热器（11），盘管换热器（11）由竖排格栅状不锈钢管组成，钢管表面做防腐处理；盘管换热器（11）与好氧池（9）内侧壁之间布置不锈钢架（14）；盘管换热器出水端安装变流量水泵（12），变流量水泵出水管与水源热泵（13）的蒸发端连接，水解罐（3）及好氧罐（4）与水源热泵冷凝端之间的热传递由两者之间的热水管路实现；热水管路实质由水源热泵出水管路、水解罐（3）和发酵罐（4）的内盘管、水解罐（3）和发酵罐（4）的外盘管组成，采用定温差变流量控制。
2.根据权利要求1所述的应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，其特征在于，所述三通阀（7）将来流沼液分流，一去处为经第二污水泵（6b）回流至混合池（2），另一去处为进入好氧池（9）；第二污水泵（6b）的流量能调节。
3.根据权利要求1所述的应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，其特征在于，盘管换热器（11）由竖排格栅状不锈钢管组成，通过螺栓与好氧池（9）内壁的钢结构连接，不与池底池壁接触；通过焊接将不锈钢架（14）固定在好氧池（9）内部。
4.根据权利要求1所述的应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，其特征在于，曝气装置通过焊接与螺丝固定在好氧池（9）底部，共布置四出气口，安装控制器实时控制曝气机功率。
5.根据权利要求1所述的应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，其特征在于，混合搅拌池（2）内安装控制器，检测池内物料参数，偏离设定值±10%时，反馈至第二污水泵（6b）。
6.根据权利要求1所述的应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，其特征在于，盘管换热器（11）直接通过变流量水泵（12）与水源热泵蒸发端连接，冷凝端通过热水管路与水解罐（3）、发酵罐（4）连接。
7.根据权利要求1所述的应用于尾菜规模化处理的回热回质系统，其特征在于，水源热泵（13）与水解罐（3）和发酵罐（4）之间的热水循环管路由水源热泵出水管路、水解罐（3）和发酵罐（4）的内外盘管组成，采用定温差变流量控制。
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