一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應器加熱系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應器加熱系統，所述的系統包括UASB厭氧反應器部分、吸收式熱泵部分、燃氣鍋爐部分，所述的UASB反應器部分通過厭氧污泥厭氧菌對污泥分解產生沼氣，沼氣通入燃氣鍋爐部分燃燒產生熱蒸汽，將熱蒸汽傳入吸收式熱泵部分，在吸收式熱泵部分內部循環后，將產生的熱水通向UASB反應器部分，使反應器中的溫度保持在最佳反應溫度范圍內，反應器中的厭氧菌在較高的活性狀態。本發明專利技術設計新穎，能夠實現能量循環利用，提高污水凈化速率。

Heating system of sewage anaerobic treatment reactor based on direct combustion type absorption heat pump

The invention discloses a direct fired absorption type heat pump sewage anaerobic treatment reactor heating system based on the system, which includes the UASB anaerobic reactor, absorption heat pump, gas boiler, UASB reactor part of the anaerobic sludge anaerobic sludge decomposition to produce methane, methane into the gas boiler burning hot steam, hot steam into the absorption heat pump, in the absorption heat pump part of the internal circulation, will produce hot water to the UASB reactor, the reactor temperature is maintained at the optimum reaction temperature range in the reactor of anaerobic bacteria in the active state of higher. The invention has the advantages of novel design, energy recycling, and improved sewage purification rate.

【技術實現步驟摘要】
一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應器加熱系統
本專利技術涉及使用厭氧消化工藝處理污水時所用設備領域，具體來講涉及一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應器加熱系統。
技術介紹
升流式厭氧污泥床(UASB反應器)是在20世紀70年代開發的一種高效污水處理裝置。UASB反應器里的污水流速緩慢，但是水流方向與產氣上升方向相一致，這樣不僅可以減少堵塞，還可以加強對污泥床的攪拌混合作用從而有利于微生物與污水間的混合接觸以及顆粒污泥的形成，所以UASB反應器的污水處理效率較高。但是在冬天由于溫度較低，而大多數污泥中的厭氧菌的最佳生長溫度在33℃左右，所以如果不對反應器進行加熱，污泥中的厭氧菌的活性會下降，從而導致反應器的處理能力以及處理效率大大降低，這種問題在我國北方地區尤為突出。目前所采用的方式多為利用其他能源轉化為熱能對反應器進行加熱，這樣沒有利用反應器所產生的沼氣，造成了浪費并且增加了系統的復雜性；還有利用反應器產生的沼氣在燃氣鍋爐中燃燒產生蒸汽，但是鍋爐的利用效率低，也會造成能源的浪費。如前所述，UASB反應器在處理污水過程中會產生沼氣，而沼氣作為燃料燃燒后可以產生熱能，本專利技術就利用沼氣燃燒后產生的熱泵驅動吸收式熱泵，產生高溫熱水，再利用高溫熱水對反應器進行加熱，使反應器內的厭氧菌保持在較高的活性狀態下，提高反應器處理污水的能力及效率。
技術實現思路
本專利技術解決的技術問題是提供一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應器加熱系統，在UASB反應器部分產生的沼氣，通入燃氣鍋爐部分內燃燒，通過熱量吸收式熱泵部分將熱量傳至UASB反應器部分，使UASB反應器中的溫度保持在最佳反應溫度范圍內，保證反應器中的厭氧菌在較高的活性狀態，提高UASB的處理效率。本專利技術的技術方案為：一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應器加熱系統,所述的系統包括UASB反應器部分、吸收式熱泵部分、燃氣鍋爐部分，所述的UASB反應器部分包括污泥反應區、沉淀區、污水進水管、排泥管、污水出水管、熱水送水管、三相分離器、集氣室、集氣送氣泵、溫度傳感器，所述的吸收式熱泵部分包括發生器、溶液熱交換器、吸收器、蒸發器、冷凝器、節流閥，所述的燃氣鍋爐部分包括燃氣鍋爐、燃氣鍋爐排氣換熱器、蒸汽送氣泵，所述的污水進水管、排泥管置于污泥反應區的底部，所述的污水出水管置于污泥反應區的上部，所述的熱水送水管置于污泥反應區的中間位置，所述的溫度傳感器置于污泥反應區的一側，所述的三相分離器置于污泥反應區的上部中間位置，所述的三相分離器連接集氣室，所述的集氣室另一端連接集氣送氣泵，所述的集氣送氣泵連接燃氣鍋爐，所述的燃氣鍋爐上端接有燃氣鍋爐排氣換熱器，內部連接蒸汽送氣泵，蒸汽送氣泵連接有發生器，發生器連接有所述吸收器、冷凝器，所述的溶液熱交換器置于發生器和吸收器之間，所述的蒸發器與吸收器、冷凝器連接，所述的節流閥置于蒸發器、冷凝器之間，所述的冷凝器經過燃氣鍋爐排氣換熱器與熱水送水管連接。進一步的，所述的污泥反應區底部有厭氧污泥，所述的厭氧污泥中有厭氧菌，所述的污水進水管從污泥反應區的底部一側深入厭氧污泥中。進一步的，所述的熱水送水管在厭氧污泥區中分為兩條管路，形成“Z”字形，熱水流出水管后會產生扭矩，能使兩只分管旋轉。進一步的，所述的兩條管路末端有2-20個直徑為2-5mm的微型孔，當兩只分管旋轉時，能夠增加熱水與污水的混合速率。進一步的，所述的蒸汽送氣泵與發生器通過管道連接，所述的管道通過發生器后繞回燃氣鍋爐，蒸汽送氣泵將燃氣鍋爐燃燒產生的熱蒸汽輸送至吸收式熱泵部分。進一步的，所述的冷凝器和污泥反應區連接的管道經過燃氣鍋爐排氣換熱器，促進余熱回收再利用。進一步的，所述的發生器內部有溴化鋰溶液，所述的溴化鋰溶液的質量濃度為20-40％，濃度高時會結晶析出，溴化鋰溶液無毒，水蒸汽分壓力低。進一步的，所述的系統工作流程為：從污水進水管將污水輸送至污泥反應區的厭氧污泥內，產生沼氣，沼氣在集氣室收集后經集氣送氣泵送至燃氣鍋爐，在燃氣鍋爐內燃燒產生蒸汽，10-20％排入燃氣鍋爐排氣換熱器進行余熱回收，其余通過蒸汽送氣泵排入管道進行循環，管道經過發生器，發生器內溴化鋰溶液被加熱產生水蒸氣，水蒸氣流入冷凝器中向冷卻水放熱，凝結成冷劑水，再依次流向蒸發器、吸收器、發生器完成循環，被加熱的冷卻水流向UASB反應器的污泥反應區，使厭氧菌的溫度保持在最佳的反應溫度范圍內。本專利技術的有效果為：1、本專利技術的系統能夠將UASB反應器產生的沼氣，沼氣在燃氣鍋爐部分內燃燒，產生的熱量作用于UASB反應器部分，使UASB反應器中的溫度保持在最佳反應溫度范圍內，保證反應器中的厭氧菌在較高的活性狀態，提高UASB的處理效率，使整個系統實現自給自足的良性循環過程；2、本專利技術的系統吸收式熱泵部分能夠降低噪音，并且使用溴化鋰水溶液作為工質，溴化鋰溶液水蒸汽分壓力低，無毒，對環境友好，使系統運行安全可靠；3、本專利技術的系統使用“Z”字型加熱水管對厭氧污泥進行加熱，熱水流出水管后會產生扭矩，使兩只分管旋轉，增加熱水與污水的混合速率，提高了厭氧菌對污水的分解速率；4、本專利技術的系統設計新穎，在污水處理過程中無二次污染，可廣泛應用于污水處理。附圖說明圖1是本專利技術所述的一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應器加熱系統結構示意圖；圖2是本專利技術的系統中熱水送水管的局部圖；其中，1-污泥反應區、2-沉淀區、3-污水進水管、4-排泥管、5-污水出水管、6-熱水送水管、7-三相分離器、8-集氣室、9-集氣送氣泵、10-溫度傳感器、11-發生器、12-溶液熱交換器、13-吸收器、14-蒸發器、15-冷凝器、16-節流閥、17-燃氣鍋爐、18-燃氣鍋爐排氣換熱器、19-蒸汽送氣泵。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。為便于對本專利技術實施例的理解，下面將結合附圖及具體實施例為例做進一步的解釋說明，實施例并不構成對本專利技術實施例的限定。一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應器加熱系統,系統包括UASB反應器部分、吸收式熱泵部分、燃氣鍋爐部分，UASB反應器部分包括污泥反應區1、沉淀區2、污水進水管3、排泥管4、污水出水管5、熱水送水管6、三相分離器7、集氣室8、集氣送氣泵9、溫度傳感器10，吸收式熱泵部分包括發生器11、溶液熱交換器12、吸收器13、蒸發器14、冷凝器15、節流閥16，燃氣鍋爐部分包括燃氣鍋爐17、燃氣鍋爐排氣換熱器18、蒸汽送氣泵19，污水進水管3、排泥管4置于污泥反應區1的底部，污水出水管5置于污泥反應區1的上部，熱水送水管6置于污泥反應區1的中間位置，溫度傳感器10置于污泥反應區1的一側，三相分離器7置于污泥反應區1的上部中間位置，三相分離器7連接集氣室8，集氣室8另一端連接集氣送氣泵9，集氣送氣泵9連接燃氣鍋爐17，燃氣鍋爐17上端接有燃氣鍋爐排氣換熱器18，內部連接蒸汽送氣泵19，蒸汽送氣泵19連接有發生器11，發生器11連接有所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應器加熱系統,其特征在于，所述的系統包括UASB反應器部分、吸收式熱泵部分、燃氣鍋爐部分，所述的UASB反應器部分包括污泥反應區(1)、沉淀區(2)、污水進水管(3)、排泥管(4)、污水出水管(5)、熱水送水管(6)、三相分離器(7)、集氣室(8)、集氣送氣泵(9)、溫度傳感器(10)，所述的吸收式熱泵部分包括發生器(11)、溶液熱交換器(12)、吸收器(13)、蒸發器(14)、冷凝器(15)、節流閥(16)，所述的燃氣鍋爐部分包括燃氣鍋爐(17)、燃氣鍋爐排氣換熱器(18)、蒸汽送氣泵(19)，所述的污水進水管(3)、排泥管(4)置于污泥反應區(1)的底部，所述的污水出水管(5)置于污泥反應區(1)的上部，所述的熱水送水管(6)置于污泥反應區(1)的中間位置，所述的溫度傳感器(10)置于污泥反應區(1)的一側，所述的三相分離器(7)置于污泥反應區(1)的上部中間位置，所述的三相分離器(7)連接集氣室(8)，所述的集氣室(8)另一端連接集氣送氣泵(9)，所述的集氣送氣泵(9)連接燃氣鍋爐(17)，所述的燃氣鍋爐(17)上端接有燃氣鍋爐排氣換熱器(18)，內部連接蒸汽送氣泵(19)，蒸汽送氣泵(19)連接有發生器(11)，發生器(11)連接有所述吸收器(13)、冷凝器(15)，所述的溶液熱交換器(12)置于發生器(11)和吸收器(13)之間，所述的蒸發器(14)與吸收器(13)、冷凝器(15)連接，所述的節流閥(16)置于蒸發器(14)、冷凝器(15)之間，所述的冷凝器(15)經過燃氣鍋爐排氣換熱器與熱水送水管(6)連接。...

【技術特征摘要】
1.一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應器加熱系統,其特征在于，所述的系統包括UASB反應器部分、吸收式熱泵部分、燃氣鍋爐部分，所述的UASB反應器部分包括污泥反應區(1)、沉淀區(2)、污水進水管(3)、排泥管(4)、污水出水管(5)、熱水送水管(6)、三相分離器(7)、集氣室(8)、集氣送氣泵(9)、溫度傳感器(10)，所述的吸收式熱泵部分包括發生器(11)、溶液熱交換器(12)、吸收器(13)、蒸發器(14)、冷凝器(15)、節流閥(16)，所述的燃氣鍋爐部分包括燃氣鍋爐(17)、燃氣鍋爐排氣換熱器(18)、蒸汽送氣泵(19)，所述的污水進水管(3)、排泥管(4)置于污泥反應區(1)的底部，所述的污水出水管(5)置于污泥反應區(1)的上部，所述的熱水送水管(6)置于污泥反應區(1)的中間位置，所述的溫度傳感器(10)置于污泥反應區(1)的一側，所述的三相分離器(7)置于污泥反應區(1)的上部中間位置，所述的三相分離器(7)連接集氣室(8)，所述的集氣室(8)另一端連接集氣送氣泵(9)，所述的集氣送氣泵(9)連接燃氣鍋爐(17)，所述的燃氣鍋爐(17)上端接有燃氣鍋爐排氣換熱器(18)，內部連接蒸汽送氣泵(19)，蒸汽送氣泵(19)連接有發生器(11)，發生器(11)連接有所述吸收器(13)、冷凝器(15)，所述的溶液熱交換器(12)置于發生器(11)和吸收器(13)之間，所述的蒸發器(14)與吸收器(13)、冷凝器(15)連接，所述的節流閥(16)置于蒸發器(14)、冷凝器(15)之間，所述的冷凝器(15)經過燃氣鍋爐排氣換熱器與熱水送水管(6)連接。2.如權利要求1所述的一種基于直燃型吸收式熱泵的污水厭氧處理反應器加熱系統，其特征在于，所述的污泥反應區(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝顯傳，賀輝輝，王芳，丁玨，朱海嘯，秦龍，
申請(專利權)人：南京大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32