CN108191187B - 一种污泥超声处理系统 - Google Patents

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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor

Abstract

本发明公开了一种污泥超声处理系统，包括两个水罐、双向偏心泵、管状反应器和变频器；装有污泥的水罐出口连接双向偏心泵，双向偏心泵与管状反应器相连，管状反应器的出口连接另一个水罐，构成一套污泥超声处理系统。管状反应器内部结构采用多管并联式，污泥被分为数股细流，以近似平推流缓慢流动超声处理，不易堵塞且超声处理均匀彻底。可以处理更大面积的污泥，实现污泥处理减量化、无害化、稳定化；其结构简单，旧污泥处理厂适用无需对原有污泥处理工艺进行较大改造，简单易懂，节省了大量的人力物力及财力，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

一种污泥超声处理系统
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种污泥超声处理系统。
背景技术
利用超声方式进行生物处理的方法可以追溯到二十世纪二十年代，人们发现高频率和高强度的声波可以产生令人震惊的效果。1927年，Wood和Loomis首先发表了关于超声处理对于生物影响方面的文章，大约90年后，超声处理在许多领域已经有了不可缺少的应用，尤其是在医学和化学工程等领域。尽管部分研究表明，在实验室阶段声波降解法对于污泥的分解具有积极的作用，但是到2015年为止全球范围内仅仅有30座完全规模的超声处理设施。虽然超声处理污泥现阶段还处于起步阶段，但是应用超声处理污泥方式的前景还是令人值得期待的。
水解反应是厌氧消化的第一步，复杂的聚合物会被降解至小分子碎片溶解于水中，使它们易于被随后的消化过程所反应。在污泥的降解过程中，水解反应速率往往会受到限制，这使得污泥不能够完全被消化，污泥的降解效率只能达到20~50%并且需要大约20~50天的水力停留时间和大容量的反应池。为了提高水解反应的效率，人们研究出很多预处理的方法，包括热解、化学、生物和物理等预处理手段。在不断地探索中，声波降解法由于性能良好，并且不添加化学试剂对于环境危害极小等优良的特性被人们所注意到。声波降解法处理污泥的优势主要在三个方面，（1）提高沼气的产量；（2）提高污泥的脱水性能；（3）减少污泥量。
污泥声波降解法的原理是，电流通过转换器变成高强度的超声波，超声波传入废水污泥，产生数以百万计的微小气泡，气泡爆开时会撕破细菌的细胞壁，废水污泥接着进行厌氧消化，就可以更有效地处理掉里面的细菌。实验显示，先将废水污泥经过超声波处理，进行厌氧消化时可以更有效地分解污泥和细菌，而且可以产生更多生物气体。这些生物气体是甲烷，可以收集起来发电，处理过程不会产生其他副产品。
直到现在，大部分研究都关注于基于超声波发生器的污泥处理反应器，对于管状系统声波消解法的研究目前还不多，但是管状超声反应系统作为非常有潜力的替代方案已经引起人们的极大关注。
发明内容
目的：针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种污泥超声处理系统。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种污泥超声处理系统，其特征在于：包括两个水罐、双向偏心泵、管状反应器和变频器；
装有污泥的水罐出口连接双向偏心泵，双向偏心泵与管状反应器相连，管状反应器的内部结构采用多管并联式，管状反应器的出口连接另一个水罐，构成一套污泥超声处理系统。
所述的污泥超声处理系统，其特征在于：所述变频器安装于管状反应器的外壁上，不与消化污泥直接接触，有利于减少设备的损耗。
其中一个水罐里面装有消化污泥，其含水量约为95%，随着污泥被稳定化，将产生大量高热值的沼气，作为能源利用，使得污泥资源化。通过超声处理，产生沼气，既能使污泥资源化，还能够减少污泥量。
所述的污泥超声处理系统，其特征在于：所述管状反应器内部结构采用多管并联式，污泥被分为数股细流，以近似平推流缓慢流动超声处理，不易堵塞且超声处理均匀彻底。
作为优选方案，所述的污泥超声处理系统，其特征在于：所述管状反应器的长度为1250毫米。
作为优选方案，所述的污泥超声处理系统，其特征在于：所述水罐的容积为100升。
作为优选方案，所述的污泥超声处理系统，其特征在于：所述污泥超声处理系统的在频率为25kHz，恒定电压为2kW的工作条件下运行。
有益效果：本发明提供的污泥超声处理系统，采用并联流动形式，罐中污泥被分为数股细流，以低速流动的形式通过管状反应器，反应器外部安装的变频器为其提供能量超声处理污泥。本发明能明显促进污泥消化过程中的甲烷产量，提高了污泥处理的质量；变频器安装于管状反应器的外部，与反应器中污泥无直接接触，管理方便；与以超声发生器为基础的处理系统相比，利用超声消解法的该系统可以处理更大面积的污泥，实现污泥处理减量化、无害化、稳定化；其结构简单，旧污泥处理厂适用无需对原有污泥处理工艺进行较大改造，简单易懂，节省了大量的人力物力及财力，具有很强的实用性和广泛的适用性。具有以下优点：
1、一次性处理污泥量大，效率高；
2、设备损耗较小，占地面积小，节约成本；
3、操作简单，易于管理，节省大量人力；
4、无化学添加剂，对环境影响很小。
附图说明
图1为本发明污泥超声处理系统的示意图；
图2为管状反应器内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1和图2所示，本发明公开了一种污泥超声处理系统，包括两个100升的水罐、一个双向偏心泵、一个长度为1250毫米的管状反应器以及一个变频器；该系统在频率为25kHz，恒定电压为2kW的工作条件下运行。
由双向偏心泵将消化污泥从水罐中，流入管状反应器中。管状反应器的内部结构为多管并联式，水罐中的污泥在管状反应器中被分为数股细流，以近似平推流的形式缓缓流动至另一个水罐中，如此循环，可使消化污泥充分处理。变频器安装在管状反应器的外壁上，不与污泥直接接触，对于管中污泥进行充分彻底的超声处理。管状反应器的出口连接另一个水罐，如此构成一套污泥超声处理系统。
声波消解法的能量输入大小根据管状反应器中污泥水力停留时间调整。流速控制在50~500L/h，泵的速率通过时钟与水罐重量变化进行校准，超声波能量输入大小由kJ/kgTS所表示。
实施例
水罐中装有100L消化污泥，系统在频率为25kHz，恒定电压为2kW的工作条件下运行，双向偏心泵的流量为50L/h，通过不断变化能量输入可以看出，随着能量的逐渐加大，甲烷产量逐步升高，在能量输入为5450kJ/kgTS时，甲烷的产量达到60mlCH4/gVS,与传统污泥处理工艺相比，增加了62%。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种污泥超声处理系统，其特征在于：包括两个水罐、双向偏心泵、管状反应器和变频器；
装有污泥的水罐出口连接双向偏心泵，双向偏心泵与管状反应器相连，管状反应器的内部结构采用多管并联式，管状反应器的出口连接另一个水罐，构成一套污泥超声处理系统；
所述管状反应器内部结构采用多管并联式，污泥被分为数股细流，以近似平推流缓慢流动超声处理，不易堵塞且超声处理均匀彻底；
所述变频器安装于管状反应器的外壁上，不与消化污泥直接接触，有利于减少设备的损耗。
2.根据权利要求1所述的污泥超声处理系统，其特征在于：所述管状反应器的长度为1250毫米。
3.根据权利要求1所述的污泥超声处理系统，其特征在于：所述水罐的容积为100升。
4.根据权利要求1所述的污泥超声处理系统，其特征在于：所述污泥超声处理系统的在频率为25kHz，恒定电压为2kW的工作条件下运行。
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