CN103936242B

CN103936242B - 一种污泥均质降粘装置

Info

Publication number: CN103936242B
Application number: CN201410133300.7A
Authority: CN
Inventors: 王树众; 钱黎黎; 李艳辉; 郭洋
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2034-04-03
Also published as: CN103936242A

Abstract

本发明公开了一种污泥均质降粘装置，主要由引射器、四通阀、筒体、顶盖、封头和搅拌装置组成；污泥下进上出，三个入口支管和污泥入口沿周向呈90°均匀布置在筒体下部，使蒸汽—稀释液混合物均进入筒体内。筒体内部设置有转轴，由电机驱动，转轴上部、中部、下部依次设有框式、螺带式和锚式搅拌器；通过组合型搅拌，筒体内混合物湍动程度高，极大地强化了混合物间的传质、传热，有助于污泥的快速均质和降粘，缩小了反应器体积，而且可以避免污泥在筒体底部的沉积。蒸汽在稀释液的引射作用下进入引射器充分混合，然后经四通阀分流进入三个入口支管，三个入口支管皆向上倾斜与筒体呈一定角度布置，这样可以避免入口支管的堵塞，并且便于清洗。

Description

一种污泥均质降粘装置

技术领域

本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种污泥均质降粘装置。

背景技术

随着我国经济的发展，城市化进程的加快，人们日常生活、生产活动产生了大量的污水，随之而来的是越来越多的污水处理厂建成并投入使用，截至2012年9月底，处理能力达到1.40亿m3/日。现阶段我国城市污水处理厂大多采用活性污泥法作为处理生活污水的主要方式，这就导致了城市污泥的排放量与日俱增。目前我国每年城市污泥产量近3000万吨（以含水率80%计），按照预测，到2020年污泥产量将突破年6000万吨。

随着水处理工程的增加，污泥处理处置已成为严重的环境和安全问题，污泥中的有毒有害物质，以及由此产生的臭气和有机污染已经成为城市环境卫生的一大公害。

从我国城市污水厂污泥处置的现状来看，土地填埋所占比例为60％～65％，污泥的好氧发酵以及农业利用所占比例为10％～15％，污泥的自然干化等综合利用所占比例为3％～6％，焚烧的方式所占比例为2％～3％，污泥的外运和露天堆放的比例分别为2％和15％。其中填埋、外运以及露天堆放的方式大多数都属于污泥的随意处置，只有不超过l5％～25％的比例属于安全的污泥处置。

在污泥处理过程中，污泥微生物细胞内有机物的释放是重要步骤。为了对污泥进行安全处置，必须提高污泥中有机质的融出率，从而可以对污泥进行高效脱水，由此产生的污泥预处理技术已成为国内外研究的热点。污泥预处理的目的是破坏污泥的结构及细性物质使其成为易降解的物质，这样不仅能够促进系统微生物的隐性生长而减少污泥产量，而且也可将胞内释放出的有机物作为碳源加以利用，改善污泥脱氮除磷的效果，实现污泥的减量化与资源化。

由于污泥中的水分存在方式复杂，其中束缚水含量占绝大多数，体积庞大，而且污泥多呈现粘稠状，流动性较差，这些问题给污泥预处理前的储存和运输带来了极大的困难。因此在对污泥进行预处理之前，对污泥进行均质降粘处理，降低污泥的粘度，提高污泥的自由水量、均匀度及流动性能，从而降低其输送成本，这是十分必要的。

然而，现有的绝大多数污泥均质降粘类工艺较为复杂，设备多、投资高、占地面积大，运行能耗高，增加了污泥处理整体工艺的投资成本与运行成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污泥均质降粘装置，以对污泥进行均质降粘处理，解决背景技术中污泥均质降粘设备复杂的问题，可以广泛应用于高粘度污泥预处理或者输运前的均质降粘。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种污泥均质降粘装置，包括引射器、四通阀、筒体和内部搅拌器；筒体的顶部设有顶盖，底部设有封头；筒体上部设有污泥出口，筒体下部设有若干蒸汽—稀释液混合物入口支管和一个污泥入口；筒体内部设置有由电机驱动的转轴，内部搅拌器包括依次设置于转轴下部、中部和上部的锚式搅拌器、螺杆式搅拌器和框式搅拌器；引射器的出口连接四通阀的入口，四通阀的出口连接对应的蒸汽—稀释液混合物入口支管。

本发明进一步的改进在于：所述蒸汽—稀释液混合物入口支管与筒体非垂直安装；所述引射器上设置有蒸汽入口和稀释液入口，用于实现稀释液和蒸汽的混合；所述封头底部设有排污口。

本发明进一步的改进在于：所述蒸汽—稀释液混合物入口支管有三个，分别设置在筒体的三个侧面，这三个入口支管和污泥入口沿筒体周向呈90°均匀布置；三个入口支管皆向上倾斜45°以上。

本发明进一步的改进在于：所述引射器包括喷嘴、接收室、混合室和扩散室；引射器中引射流体为稀释液，被引射流体为蒸汽；稀释液通过喷嘴进入接收室中引射四周的蒸汽，在混合室中蒸汽和稀释液强力混合，最后进入扩散室升压后进入四通阀。

本发明进一步的改进在于：下部锚式搅拌器和筒体底部封头的形状贴合；中部螺杆式搅拌器外部设有螺杆式搅拌器套筒，螺杆式搅拌器套筒下部设有支撑螺杆式搅拌器套筒的支撑件；污泥出口设置于顶部框式搅拌器上部。

本发明进一步的改进在于：所述顶盖上设置有残余蒸汽出口。

本发明进一步的改进在于：所述排污口偏离封头最底部中心。

与现有装置相比，本发明装置的优点在于：

1、蒸汽—稀释液混合物入口支管向上倾斜，与筒体呈一定的角度布置，避免筒体内污泥堵塞蒸汽—稀释液混合物入口支管，而且便于冲洗蒸汽—稀释液混合物入口支管。另外，三个支管分别设置在筒体的三个侧面，使蒸汽—稀释液混合物尽可能均匀的进入筒体内，从而提高装置的均质降粘效率。

2、转轴的下部、中部、上部分别设有锚式搅拌器、螺杆式搅拌器、框式搅拌器。下部锚式搅拌器和筒体底部封头的形状贴合，可以避免污泥在筒体底部的沉积，同时可以起到底部快递均质的作用；中部螺杆式搅拌器外部设有螺杆式搅拌器套筒，套筒下部设有支撑件来进行定位支撑，螺杆式搅拌器本身轴向力较强，套筒的设置可以提高螺杆式搅拌器的剪切作用，使得污泥在筒体中部能同时受到大轴向力和强剪切力，从而快速均质；顶部框式搅拌器轴向力很小，仅靠下部污泥的轴向推动作用进入污泥出口，这样可以保证装置均质降粘的停留时间。通过这三种搅拌器的组合设置，污泥、蒸汽及稀释液在筒体内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，总体流动复杂，湍动程度高，极大地强化了混合物间的传质、传热，有助于污泥的快速均质和降粘。

3、在引射器中，蒸汽是在稀释液的引射作用下进入引射器，这样不但可以实现二者的快速充分混合，而且节省了蒸汽的输送机械，降低了蒸汽的输运成本。

4、排污口不设置在封头最底部，而偏离最底部一定距离，这样可以避免由于转轴的设置而影响排污。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明装置的结构示意图。

图中：1、锚式搅拌器；2、转轴；3、支撑件；4、螺杆式搅拌器；40、螺杆式搅拌器套筒；5、框式搅拌器；6、顶盖；7、电机；8、筒体；9a、入口支管；10、四通阀；11、引射器；110、引射器喷嘴；111、引射器接收室；112、引射器混合室；113、引射器扩散室；12、封头。

N1、污泥入口；N2、残余蒸汽出口；N3、污泥出口；N4、四通阀入口；N5、引射器出口；N6、稀释液入口；N7、蒸汽入口；N8、排污口。

具体实施方式

参见图1所示，本发明一种污泥均质降粘装置，包括引射器11、四通阀10、筒体8和内部搅拌器；内部搅拌器包括锚式搅拌器1、螺杆式搅拌器4和框式搅拌器5。筒体8顶部的顶盖6上设有残余蒸汽出口N2，筒体8底部设有封头12，封头12底部设有排污口N8。筒体8上部设置有污泥出口N3，筒体8下部设置有三个入口支管（图1中只示出了9a，另两个入口支管未图示）和一个污泥入口N1，三个入口支管和一个污泥入口N1呈90°均匀分布。筒体8内部设置有转轴2，转轴2通过设置于顶盖6上的电机7驱动。转轴2上部设置有框式搅拌器5，中部设置有螺杆式搅拌器4，螺杆式搅拌器4外部设有螺杆式搅拌器套筒40，下部设置有锚式搅拌器1。

引射器11上设置有蒸汽入口N7和稀释液入口N6，引射器出口N5管道与四通阀入口N4通过法兰连接，四通阀10的三个出口与对应的三个入口支管通过法兰连接。引射器11的稀释液由稀释液入口N6进入引射器喷嘴110中，蒸汽从N7进入引射器接收室111中被高速流动的稀释液所引射，共同进入引射器混合室112中强力混合，充分混合后的蒸汽—稀释液混合物经引射器扩散室113中升压后经引射器出口N5、四通阀入口N4进入四通阀10。

蒸汽—稀释液混合物由四通阀10三个出口流出，分别经三个入口支管进入筒体8中，同时污泥由污泥泥入口N1进入筒体8。转轴2在电机7的驱动下，带动框式搅拌器5、螺杆式搅拌器4、锚式搅拌器1运转。下部锚式搅拌器1和筒体8底部封头12的形状贴合，可以避免污泥在筒体底部的沉积，同时可以起到底部快递均质的作用；中部螺杆式搅拌器4外部设有螺杆式搅拌器套筒40，套筒40下部设有支撑件3来进行定位支撑，螺杆式搅拌器4本身轴向力较强，套筒40的设置可以提高螺杆式搅拌器4的剪切作用，使得污泥在筒体8中部能同时受到大轴向力和强剪切力的共同作用，从而快速均质；顶部框式搅拌器5轴向力很小，仅靠下部污泥的轴向推动作用进入污泥出口N3，这样可以保证装置均质降粘的停留时间。三者的联合作用下，污泥、蒸汽及稀释液在筒体8内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，湍动程度高，极大地强化了混合物间的传质、传热，污泥经这三种搅拌器的作用下，粘度显著降低，最后由污泥出口N3流出，残余的蒸汽由顶盖6上的残余蒸汽出口N2排出筒体8。

装置运行一定周期后，切断污泥供给，关闭残余蒸汽出口N2，启动电机7驱动转轴2带动搅拌器1,4,5在筒体8内转动，清洗水由污泥出口N3和三个入口支管进入筒体8内，残余污泥及清洗污水由排污口N8流出，从而实现清洗功能。

Claims

1.一种污泥均质降粘装置，其特征在于，包括引射器(11)、四通阀(10)、筒体(8)和内部搅拌器；筒体(8)的顶部设有顶盖(6)，底部设有封头(12)；筒体(8)上部设有污泥出口(N3)，筒体(8)下部设有3个蒸汽—稀释液混合物入口支管和一个污泥入口(N1)；筒体(8)内部设置有由电机驱动的转轴(2)，内部搅拌器包括依次设置于转轴(2)下部、中部和上部的锚式搅拌器(1)、螺杆式搅拌器(4)和框式搅拌器(5)；所述引射器(11)包括喷嘴、接收室、混合室和扩散室；引射器中引射流体为稀释液，被引射流体为蒸汽；稀释液通过喷嘴进入接收室中引射四周的蒸汽，在混合室中蒸汽和稀释液强力混合，最后进入扩散室升压后进入四通阀；四通阀的出口连接对应的蒸汽—稀释液混合物入口支管；下部锚式搅拌器(1)和筒体(8)底部封头(12)的形状贴合；中部螺杆式搅拌器(4)外部设有螺杆式搅拌器套筒(40)，螺杆式搅拌器套筒(40)下部设有支撑螺杆式搅拌器套筒(40)的支撑件(3)；污泥出口(N3)设置于顶部框式搅拌器(5)上部；所述蒸汽—稀释液混合物入口支管有三个，分别设置在筒体(8)的三个侧面，这三个入口支管和污泥入口(N1)沿筒体(8)周向呈90°均匀布置；三个入口支管皆向上倾斜45°以上。

2.根据权利要求1所述的一种污泥均质降粘装置，其特征在于，所述引射器(11)上设置有蒸汽入口和稀释液入口，用于实现稀释液和蒸汽的混合；所述封头(12)底部设有排污口(N8)。

3.根据权利要求1所述的一种污泥均质降粘装置，其特征在于，所述顶盖(6)上设置有残余蒸汽出口(N2)。

4.如权利要求2所述的污泥均质降粘装置，其特征在于，所述排污口偏离封头最底部中心位置。