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失活污泥降解水力空化技術

發布時間:2019-10-7 7:11:47  中國污水處理工程網

  申請日2019.07.16

  公開(公告)日2019.09.10

  IPC分類號C02F11/00; C02F11/06; C02F11/04; C02F11/18; C02F101/30

  摘要

  一種失活污泥降解水力空化裝置,包括定子和轉軸,定子內部形成空化腔,定子上設置有進水管和出水管;轉軸安裝在定子中,轉軸一端伸出定子,該伸出端與傳動裝置連接,轉軸上設置有通過軸套隔開的兩個輪盤,輪盤處于定子的空化腔中,兩個輪盤的與空化腔內壁相對的一側分布有空化孔洞,空化孔洞為盲孔。通過水力空化產生的高溫高壓使污泥中的水分子和溶解的氧分子的原子之間的化學鍵斷裂,并形成具有強氧化性的羥自由基,從而達到降解大分子有機物的目的。本發明采用水力空化裝置降解失活污泥,處理量大,可連續作業,具有高效性,零排放,無污染,具有良好的環保性;具有適應性強,易控制,結構簡單,效率高的失活污泥降解水力空化裝置的特點。

  權利要求書

  1.一種失活污泥降解水力空化裝置,其特征是:包括定子和轉軸,定子內部形成空化腔,定子上設置有進水管和出水管;轉軸安裝在定子中,轉軸一端伸出定子,該伸出端與傳動裝置連接,轉軸上設置有通過軸套隔開的兩個輪盤,輪盤處于定子的空化腔中,兩個輪盤的與空化腔內壁相對的一側分布有空化孔洞,空化孔洞為盲孔。

  2.根據權利要求1所述失活污泥降解水力空化裝置,其特征是:所述定子下部兩側均設置有進水管,定子上部設置有出水管。

  3.根據權利要求1所述失活污泥降解水力空化裝置,其特征是:所述空化孔洞的外端面與定子的內壁之間的距離為4-8mm。

  4.根據權利要求1所述失活污泥降解水力空化裝置,其特征是:所述空化孔洞的直徑與深度之比為2:5。

  5.根據權利要求1所述失活污泥降解水力空化裝置,其特征是:所述空化孔洞的直徑為20mm,深度為50mm。

  6.根據權利要求1所述失活污泥降解水力空化裝置,其特征是:所述轉軸的轉速范圍為1600r/min-3600r/min。

  7.根據權利要求1所述失活污泥降解水力空化裝置,其特征是:所述進水管和出水管在定子上對角設置。

  8.一種污水處理系統,包括權利要求1-8所述失活污泥降解水力空化裝置,還包括格柵池、調水池、中和池、初沉池、IC反應器、水解酸化池、高溫失活處理池、泥漿泵和處理水收集池,格柵池、調水池、中和池、初沉池、IC反應器、水解酸化池、高溫失活處理池、泥漿泵、所述水力空化裝置和處理水收集池依次連接。

  說明書

  一種失活污泥降解水力空化裝置

  技術領域

  本發明涉及一種通過水力空化降解失活污泥的環保裝置,屬于失活污泥降解技術領域。

  背景技術

  城市污水處理工藝仍在應用的有一級處理、二級處理、深度處理,但是應用最普遍的是以傳統活性污泥法為核心的二級處理。活性污泥法主要是利用微生物對污水進行處理。將空氣通入污水中,增加污水中氧氣的含量,促進污泥中各種微生物的大量繁殖活動,有效的去除污泥中的大分子有機物。此外,還有對該方法的改進,如間歇式活性污泥法,在處理廢水中的大量有機物具有很高的針對性,降低了污水中磷硫等元素的含量,因此普遍應用于化學、造紙等廢水的處理中。

  但是在活性污泥法中,微生物分解有機物對反應器要求較高,要保證微生物有良好的生存環境,保持反應器內較高的污泥濃度和良好的傳質效果,需定期投加營養物質,這增加了運行費用。上述的污水處理方法尤其是活性污泥法會產生大量泥狀物質,每座污水處理廠每天要排放含水率約99.2%的剩余污泥,其量可達數百乃至上萬噸,這些數量巨大的污泥將成為未來急需處理的難題。而目前處理污泥的方法主要是衛生填埋、土地利用、焚燒和投海。但是這些方法在二次污染、大氣污染控制、投資及運營成本等方面存在的問題限制了其實際應用。目前我國對城市污泥主要采用臨時填埋的處置方式,既占用了大量土地,又對生態環境造成了破壞。污泥中含有大量的高分子有機物可以利用,因此急需一種高效,適應性強,易控制的污泥有機物降解裝置。

  水力空化過程中,空化結構附近產生極高壓高溫的條件,水中的水分子和溶解的氧分子的原子之間的化學鍵會斷裂,并形成具有強氧化性的羥自由基。所產生的大量高活性羥自由基·OH能夠氧化污泥中的化學物質,極高溫高壓會使分子中的化學鍵斷裂從而達到降解大分子有機物的目的。對空化現象中產生的高壓、高溫加以利用,以實現對化學、物理等過程的強化,達到降解污泥中大分子有機物的效果。如中國專利文獻CN106745489A公開的一種通過由多孔孔板、文丘里管和空化噴嘴組成的空化裝置實現高效污水處理功能。CN104556266A公開了一種強化水力空化處理裝置,使流體空化后崩潰產生大量自由基,有效提高水力空化降解有機污染物的能力,以達到提高和強化空化處理廢水效果的目的。

  但是目前市面上的水力空化污水處理裝置基本采用文丘里管,空化噴嘴的結構實現空化的目的,上述結構均存在空化效率低、污水處理量小、處理效率低的問題,無法應用于實際污泥處理過程中。

  因此亟需一種適應性強,易控制,結構簡單,效率高的水力空化裝置實現失活污泥降解。

  發明內容

  本發明針對失活污泥降解技術存在的不足,提出一種適應性強,易控制,結構簡單,效率高的失活污泥降解水力空化裝置。

  本發明的失活污泥降解水力空化裝置,采用如下技術方案:

  該裝置,包括定子和轉軸,定子內部形成空化腔,定子上設置有進水管和出水管;轉軸安裝在定子中,轉軸一端伸出定子,該伸出端與傳動裝置連接,轉軸上設置有通過軸套隔開的兩個輪盤,輪盤處于定子的空化腔中,兩個輪盤的與空化腔內壁相對的一側分布有空化孔洞,空化孔洞為盲孔。

  所述定子下部兩側均設置有進水管,定子上部設置有出水管。

  所述空化孔洞的外端面與定子的內壁之間的距離為4-8mm,保證空化現象的形成。

  所述空化孔洞的直徑與深度之比為2:5。

  所述空化孔洞的直徑為20mm,深度為50mm。

  所述轉軸的轉速范圍為1600r/min-3600r/min。

  所述進水管和出水管在定子上對角設置,以防短流。

  上述裝置,用于處理含水率在99.2%左右的污泥,處理污泥與處理污水原理基本一致,可以實現水力空化。由電機帶動轉軸高速旋轉,使轉子上的空化孔洞與失活污泥作相對運動,從而引發空化現象。空化現象是指液體內部局部壓力降低時,液體中形成氣泡并潰滅的過程,當液體流經水力結構時,由于水力結構的限流作用(污泥含水量較高,約99.2%),流速急劇上升,壓力下降,當壓力降低到工作溫度下液體飽和蒸氣壓時產生空化現象,在空化氣泡破滅的瞬間其周圍極小范圍會產生高壓高溫,在高溫高壓條件下污泥中的水分子和溶解的氧分子的原子之間的化學鍵會斷裂,并形成具有強氧化性的羥自由基,產生的大量高活性羥自由基·OH能夠氧化污泥中的化學物質,極高溫高壓會使分子中的化學鍵斷裂從而達到降解大分子有機物的目的,同時產生的熱效應可以降低污泥的粘度,使之更加容易處理。

  一種污泥處理系統,包括上述水力空化裝置,還包括格柵池、調水池、中和池、初沉池、IC反應器、水解酸化池、高溫失活處理池、泥漿泵和處理水收集池;格柵池、調節池、中和池、初沉池、IC反應器(厭氧反應器)、水解酸化池、高溫失活處理池、泥漿泵、所述水力空化裝置和處理水收集池依次連接。污水自流進入格柵集水池,除去大顆粒固體物質并調節水量水質,自流進入調節池,均衡水質和水量,然后由污泥泵提升至中和池。在中和池中通過加入氫氧化鈣對污水進行pH調節。調節后的污水進入初沉池通過添加絮凝劑去除懸浮物。污水經物化反應后由泥漿泵提升至IC反應器進行大量有機物的去除。之后廢水進入水解酸化池進行反應去除大分子有機物和改善可生化性等,經高溫滅活后由泥漿泵將污泥送入水力空化裝置,對失活污泥進行降解,將大分子有機物進行分解,獲得處理水,輸送至處理水收集池。污泥含水量達99%,污泥顆粒為大粒徑固體,空化裝置對固體有機物處理,降解為小分子物質,獲得較為渾濁的處理水。

  本發明具有以下特點:

  1.采用水力空化裝置降解失活污泥,處理量大,可連續作業,具有高效性。

  2.采用雙輪盤式空化的對稱結構,運轉時可以有效的平衡軸向力,使設備運行更加平穩,有效的增加了設備使用壽命。

  3.采用電能為能源,零排放,無污染,具有良好的環保性。

  4.采用電機作為污泥處理系統的動力來源,不受環境因素的影響,可根據需求隨用隨開,具有很高的靈活性。

  5.本發明工作狀態為常壓,污水處理系統可以安全穩定運行;本發明結構較為簡單,清理及檢修拆卸方便。

  7.本發明可大型化,只需改變轉子、定子尺寸,保證定子與轉子之間的間距,更換大功率變頻電機便可以滿足更大污泥處理量的需求。

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