CN112551861B - 一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备，主要包括：处理罐、处理机构、缓冲机构；所述处理罐包括：一个进泥口和一个出泥口，在所述进泥口位置处设置有一个微泡发生机构；所述微泡发生机构包括：气体进口、出气管、驱动齿轮、设置在出气管内的切割盘，切割盘和驱动齿轮上均设置有多个进气口；所述处理机构包括：驱动环、多根驱动柱、处理柱；所述处理柱包括：轴承、超声发生器、搅拌扇叶、挤压头；本发明通过处理柱内的超声发生器来使污泥内部分子壁破碎，更深的去除污泥中的水分，且通过处理柱的伸缩搅拌和曝气装置的配合，加快处理效率，适合广泛推广。

Description

一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备。

背景技术

随着工业的飞速发展以及城市人口的不断增加，使得城市污水的排放量空前增加。目前，我国城市污水处理厂的数量已经突破2000座，在污水处理工艺运行过程中，将产生大量市政污泥。这些市政污泥的量是惊人的，其含水率较高、体积庞大、易腐烂、气味恶臭且含有大量的重金属、病菌等有毒有害物质，如果不经过科学的处理处置就直接排放到外界环境中就会对地面水体、土壤、地下水和空气造成极大的污染，对人体健康造成不利影响。

现有污水处理厂污泥脱水至含水率50％的深度脱水技术主要为前段化学调理+压滤脱水或添加调理剂+压滤脱水，此种技术方法主要的问题在于：1.主要分离污泥中的间隙水和毛细水，污泥微生物细胞内的结晶水较难脱除，污泥含水率降低至50％后很难进一步降低；2.需要添加大量化学调理药剂，对污泥生化性状产生影响，易引起二次污染；3.污泥调理剂成本较高，污水处理厂污泥处置成本压力大。

对国内外的研究文献进行收集、整理发现，超声波技术应用于污泥破解具有以下特点：1.可改善污泥脱水性能，减少污泥产生量；2.消毒灭菌，提高金属浸出和回收率；3.提高污泥消化性能，促进污泥中氮磷量的释放。

但到目前为止，我国这方面工作非常有限，多为高校和科研院所的研究课题，其工程研究也局限于声能密度和作用时间对污泥减量化效果分析，并未能完成工程实地应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备。

本发明的技术要点为：

一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备，主要包括：用于污泥处理的处理罐、设置在所述处理罐上的处理机构、设置在所述处理罐内的缓冲机构，在所述处理机构内设置多个磁力搅拌转子；

所述处理罐包括：一个进泥口和一个出泥口，在所述进泥口位置处设置有一个微泡发生机构；

所述微泡发生机构包括：用于连接外部供气装置的气体进口、位于与所述气体进口相对一端的多个出气管、设置在每个所述出气管内的用于气体切割的切割盘、用于驱动所述切割盘的从动轮、设置在所述微泡发生机构内部中心轴位置上的第一转轴、设置在所述第一转轴上的驱动齿轮、设置在所述驱动齿轮上用于驱动所述从动轮的驱动槽，所述从动轮和所述切割盘之间通过第二转轴相连接，所述切割盘和所述驱动齿轮上均设置有多个进气口；

所述处理机构包括：套装在所述处理罐上的驱动环、与所述驱动环相啮合的多根驱动柱、与所述驱动柱相啮合的处理柱，所述驱动柱转动设置在所述处理罐的侧面上，所述处理柱贯穿所述处理罐的表面；

所述处理柱包括：设置在所述处理柱位于处理罐内部一端上的轴承、套装设置在所述处理柱内部的超声发生器、设置在所述处理柱侧面上用于搅拌污泥的搅拌扇叶、设置在所述轴承另一侧的挤压头。

进一步的，所述驱动环上设置驱动螺纹，所述驱动柱和所述处理柱均为丝杠结构，驱动螺纹可使驱动柱转动，与驱动柱相啮合的处理柱因为丝杠原理，向处理罐内部旋进，并通过搅拌扇叶完成污泥搅拌。

进一步的，所述超声发生器的两侧设置滑轨，滑轨为环形的螺纹滑轨，配合处理柱进行旋转递进。

进一步的，在所述处理柱上位于所述超声发生器的位置处设置有一个滤网，防止污泥进入处理柱内，使处理柱内的超声发生器收到影响。

进一步的，所述缓冲机构包括：设置在所述处理罐中心线上的中心轴、设置在所述中心轴内部中心处的支撑轴、贯穿中心轴且设置在支撑轴四周表面上的多根缓冲柱、设置在每根所述缓冲柱顶端的缓冲片、设置在每根所述缓冲柱上的缓冲弹簧，防止污泥量太多，导致的处理柱顶住中心轴后还继续旋进，使处理柱上的螺纹和滑轨上的螺纹受损，导致装置损坏，所以通过设置一个缓冲的装置，延长了处理柱的运动轨迹，提高了装置的使用寿命。

进一步的，所述缓冲片与所述挤压头均带有弧面，且弧度相同，通过相同弧度的缓冲片和挤压头对污泥进行挤压，提高污泥的除水效果。

进一步的，所述处理机构内部表面上铺设有一层加热板，加热板可连接外部电源，对污泥进行干燥加热，提高装置对污泥的除水效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

第一，本发明通过使用超声波污泥处理技术，有效地避免繁琐的物理和化学处理工艺，减少或免除污泥处理药剂用量和大量热能消耗，同时本装置的投资较少、占地面积较小，且可使污泥絮体、菌胶团和细胞体破解，从而释放出胞外聚合物，促使细胞质溶出，加速污泥破解速率；

第二，本发明通过将超声发生器上套装设置在处理柱内，并通过驱动机构完成处理柱的旋转和递进，并通过处理柱上的搅拌扇叶完成污泥的搅拌，通过处理柱前端的挤压头和缓冲机构的缓冲片对污泥进行挤压，挤压后的污泥在超声环境下经行搅拌，搅拌后再挤压，提高了装置对污泥中水分的处理速度；

第三，通过在进泥口位置处设置微泡发生机构，并通过驱动齿轮和切割盘对气体进行切割，使气体形成更微小的气泡，通过气泡发生和搅拌提高超声空化的效果。

附图说明

图1是本发明内部结构示意图的主视图；

图2是本发明内部结构示意图剖视图的右视图；

图3是本发明A区域结构示意图的放大图；

图4是本发明B区域结构示意图的放大图；

其中，1、处理罐，11、进泥口，12、出泥口，2、微泡发生机构，21、气体进口，22、第一转轴，23、驱动齿轮，231、驱动槽，232、进气口，24、出气管，25、从动轮，26、切割盘，27、第二转轴，3、处理机构，31、驱动环，311、驱动螺纹，32、驱动柱，33、处理柱，331、轴承，332、滤网，333、搅拌扇叶，334、挤压头，4、加热板，5、超声发生器，6、滑轨，7、缓冲机构，71、缓冲片，72、缓冲柱，73、缓冲弹簧，74、支撑轴，75、中心轴，8、磁力搅拌转子。

具体实施方式

实施例：

如图1和图2所示，一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备，主要包括：用于污泥处理的处理罐1、设置在所述处理罐1上的处理机构3、设置在所述处理罐1内的缓冲机构7，在所述处理机构3内设置两个磁力搅拌转子8；

所述处理罐1包括：一个进泥口11和一个出泥口12，在所述进泥口11位置处设置有一个微泡发生机构2；

如图1所示，所述微泡发生机构2包括：用于连接外部供气装置的气体进口21、位于与所述气体进口21相对一端的多个出气管24、设置在每个所述出气管24内的用于气体切割的切割盘26、用于驱动所述切割盘26的从动轮25、设置在所述微泡发生机构2内部中心轴位置上的第一转轴22、设置在所述第一转轴22上的驱动齿轮23、设置在所述驱动齿轮23上用于驱动所述从动轮25的驱动槽231，所述从动轮25和所述切割盘26之间通过第二转轴27相连接，所述切割盘26和所述驱动齿轮23上均设置有多个进气口232，驱动齿轮23和切割盘26通过进气口232完成气体的打散和切割；

如图1和图4所示，所述处理机构3包括：套装在所述处理罐1上的驱动环31、与所述驱动环31相啮合的多根驱动柱32、与所述驱动柱32相啮合的处理柱33，所述驱动柱32转动设置在所述处理罐1的侧面上，所述处理柱33贯穿所述处理罐1的表面，驱动柱32和处理柱33间歇设置；

如图4所示，所述处理柱33包括：设置在所述处理柱33位于处理罐1内部一端上的轴承331、套装设置在所述处理柱33内部的超声发生器5、设置在所述处理柱33侧面上用于搅拌污泥的搅拌扇叶333、设置在所述轴承331另一侧的挤压头334，磁力搅拌转子8的方向和处理柱33的方向相互垂直，且磁力搅拌转子8的长度未达到搅拌扇叶333的临界值，不会影响挤压头334对污泥的挤压。

如图2所示，所述驱动环31上设置驱动螺纹311，所述驱动柱32和所述处理柱33均为丝杠结构。

如图4所示，所述超声发生器5的两侧设置滑轨6，滑轨6上设置螺纹，且滑轨6上的螺纹和处理柱33螺纹相互匹配。

在所述处理柱33上位于所述超声发生器5的位置处设置有一个滤网332。

如图3所示，所述缓冲机构7包括：设置在所述处理罐1中心线上的中心轴75、设置在所述中心轴75内部中心处的支撑轴74、贯穿中心轴75且设置在支撑轴74四周表面上的多根缓冲柱72、设置在每根所述缓冲柱72顶端的缓冲片71、设置在每根所述缓冲柱72上的缓冲弹簧73，所述支撑轴74的截面为正方形，其每个表面上均设置一排缓冲柱72。

所述缓冲片71与所述挤压头334均带有弧面，且弧度相同，且每根缓冲柱72对应一根处理柱33。

所述处理机构3内部表面上铺设有一层加热板4，加热板4通过外接电源完成加热。

本发明的使用方法：

将污泥从进泥口11加入处理罐1内，打开微泡发生机构2和超声发生器5，使气体从气体进口21进入，并通过第一转轴22使驱动齿轮23转动，并通过进气口232将气体打散，由于污泥中本身就含有污水，所以气体被打散后会形成气泡，驱动齿轮23带动从动轮25转动，并通过第二转轴27带动切割盘26转动，切割盘26通过其上的进气口232将被打散的气泡再经行更精细的打碎，使气泡半径更小，气泡会跟随污泥一起进入处理机构3内，通过驱动环31的正转和反转完成处理柱33的伸缩，使搅拌扇叶33不停的搅拌污泥，使挤压头334不停的挤压污泥中的水分，其中微孔气泡的孔径为150μm，污泥在处理机构3内的处理时间为10min。

本次实施例，一共设置四个超声发生器5，现有技术经过超声处理的污泥含水率多保持在40％-50％的水平，而本次实施例的装置通过优化增加微泡发生、搅拌等方式增加超声空化效果，在相同功耗情况下将污泥含水率降低至30％。

Claims (6)

1.一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备，其特征在于，主要包括：用于污泥处理的处理罐（1）、设置在所述处理罐（1）上的处理机构（3）、设置在所述处理罐（1）内的缓冲机构（7），在所述处理机构（3）内设置多个磁力搅拌转子（8）；

所述处理罐（1）包括：一个进泥口（11）和一个出泥口（12），在所述进泥口（11）位置处设置有一个微泡发生机构（2）；

所述微泡发生机构（2）包括：用于连接外部供气装置的气体进口（21）、位于与所述气体进口（21）相对一端的多个出气管（24）、设置在每个所述出气管（24）内的用于气体切割的切割盘（26）、用于驱动所述切割盘（26）的从动轮（25）、设置在所述微泡发生机构（2）内部中心轴位置上的第一转轴（22）、设置在所述第一转轴（22）上的驱动齿轮（23）、设置在所述驱动齿轮（23）上用于驱动所述从动轮（25）的驱动槽（231），所述从动轮（25）和所述切割盘（26）之间通过第二转轴（27）相连接，所述切割盘（26）和所述驱动齿轮（23）上均设置有多个进气口（232）；

所述处理机构（3）包括：套装在所述处理罐（1）上的驱动环（31）、与所述驱动环（31）相啮合的多根驱动柱（32）、与所述驱动柱（32）相啮合的处理柱（33），所述驱动柱（32）转动设置在所述处理罐（1）的侧面上，所述处理柱（33）贯穿所述处理罐（1）的表面；

所述处理柱（33）包括：设置在所述处理柱（33）位于处理罐（1）内部一端上的轴承（331）、套装设置在所述处理柱（33）内部的超声发生器（5）、设置在所述处理柱（33）侧面上用于搅拌污泥的搅拌扇叶（333）、设置在所述轴承（331）朝向处理罐（1）中心一侧的挤压头（334）；

所述驱动环（31）上设置驱动螺纹（311），所述驱动柱（32）和所述处理柱（33）均为丝杠结构。

2.如权利要求1所述的一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备，其特征在于，所述超声发生器（5）的两侧设置滑轨（6）。

3.如权利要求1所述的一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备，其特征在于，在所述处理柱（33）上位于所述超声发生器（5）的位置处设置有一个滤网（332）。

4.如权利要求1所述的一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备，其特征在于，所述缓冲机构（7）包括：设置在所述处理罐（1）中心线上的中心轴（75）、设置在所述中心轴（75）内部中心处的支撑轴（74）、贯穿中心轴（75）且设置在支撑轴（74）四周表面上的多根缓冲柱（72）、设置在每根所述缓冲柱（72）远离支撑轴（74）一端的缓冲片（71）、设置在每根所述缓冲柱（72）上的缓冲弹簧（73）。

5.如权利要求4所述的一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备，其特征在于，所述缓冲片（71）与所述挤压头（334）均带有弧面，且弧度相同。

6.如权利要求1所述的一种超声破解市政污泥降低污泥含水率的装备，其特征在于，所述处理机构（3）内部表面上铺设有一层加热板（4）。

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