CN114702214B

CN114702214B - 一种立式污泥细胞破解用旋流装置

Info

Publication number: CN114702214B
Application number: CN202210631948.1A
Authority: CN
Inventors: 张明杨; 胡小英; 任艳玲; 黄凯华; 段振菡; 杜建伟
Original assignee: South China Institute of Environmental Science of Ministry of Ecology and Environment
Current assignee: South China Institute of Environmental Science of Ministry of Ecology and Environment
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2042-06-07
Also published as: CN114702214A

Abstract

本发明涉及污泥处理技术领域，具体公开了一种立式污泥细胞破解用旋流装置，包括用于进行污泥细胞破解的第一处理装置、第二处理装置；所述第一处理装置包括垂直于水平面设置的立式处理腔体，设置在所述立式处理腔体内部的三螺旋破解器，设置在所述立式处理腔体侧壁上的超声破解组件；所述第二处理装置包括设置在所述立式处理腔体下方且与立式处理腔体连通的水平处理腔体，设置在所述水平处理腔体内部的双旋流盘式破解器；所述立式处理腔体包括垂直设置的三棱腔本体，设置在所述三棱腔本体上端的进水口，设置在所述三棱腔本体下端的中部连接出水口；本装置在污泥减量中能够有效提高处理效率及改善现有技术的处理质量。

Description

一种立式污泥细胞破解用旋流装置

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体是涉及一种立式污泥细胞破解用旋流装置。

背景技术

随着可用土地的减少，和考虑到人体的健康，在污泥用于农业之前必须进行进一步处理等，污泥的最终处置越来越困难，这使人们对于能减少污泥产量的生物处理工艺更加感兴趣；污泥减量化是使整个污水处理系统在保证污水处理效能的前提下，采用适当的物理、化学、生物等方法，使向外排放的生物量达到最少，从而实现从“源头”上减少污泥的产量。

目前，国内外主要污泥破解减量化方法有机械法、加热法、物理法、化学法和生物法等。利用物理溶胞法的超声空化作用打碎污泥聚集体和破碎细胞壁，释放出包覆的大量水分和细胞内物质，从而实现剩余污泥减量的目的；在污泥处置与处理技术领域里已展开了超声与碱联合处理、超声联合热处理、微波辐射与碱联合处理、超声与磁场联合处理等多种联合破解技术研究。

现有的机械破解污泥法通常只能部分实现污泥破解，破解技术存在处理效率低，处理质量差的问题；其原因是现有技术所提供的结构没有充分利用旋流剪切力，不能够快速破碎污泥絮体结构，从而实现对细胞的高效破解作用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种立式污泥细胞破解用旋流装置，充分利用旋流剪切力快速破解污泥中的细胞，在污泥减量中有效提高处理效率及改善现有技术的处理质量。

本发明的技术方案是：一种立式污泥细胞破解用旋流装置，包括用于进行污泥细胞破解的第一处理装置、第二处理装置；

所述第一处理装置包括垂直于水平面设置的立式处理腔体，设置在所述立式处理腔体内部的三螺旋破解器，设置在所述立式处理腔体侧壁上的超声破解组件；

所述第二处理装置包括设置在所述立式处理腔体下方且与立式处理腔体连通的水平处理腔体，设置在所述水平处理腔体内部的双旋流盘式破解器；

所述立式处理腔体包括垂直设置的三棱腔本体，设置在所述三棱腔本体上端的进水口，设置在所述三棱腔本体下端的中部连接出水口；

所述水平处理腔体包括水平设置且与所述中部连接出水口连通的圆腔侧壁，设置在所述圆腔侧壁两端的侧部出水处理组件；

所述双旋流盘式破解器包括设置在所述圆腔侧壁中心轴线上且两端分别与侧部出水处理组件连接的中心安装轴，两组分别转动套设在所述中心安装轴上的连接套筒，两组分别设置在所述连接套筒上的双旋流破解盘，以及设置在所述圆腔侧壁上用于驱动双旋流破解盘转动的驱动装置；

所述双旋流破解盘包括旋流盘A、旋流盘B；

所述连接套筒的一端部上设置有与所述旋流盘A螺纹连接的螺纹槽A，另一端部上设置有与旋流盘B螺纹连接的螺纹槽B包括均匀设置在圆腔侧壁上且与旋流盘A、旋流盘B对应活动连接的转动环，活动设置在所述转动环与旋流盘A、旋流盘B之间的连接杆；

所述转动环上设置有与连接杆连接的滑动槽。

进一步地，三螺旋破解器包括设置在进水口、中部连接出水口上的安装架，三个均匀设置在所述安装架上的螺旋破解器；三螺旋破解器的设置能够在三棱腔本体内产生较强的旋流剪切力，完成对污泥细胞壁的裂解，从而改善污泥减量的处理质量。

进一步地，所述螺旋破解器包括活动安装在安装架上的旋转轴杆，多个均匀设置在所述旋转轴杆上的螺旋带；多个螺旋带能够在不同高度驱动流体旋转，使得含有污泥细胞的污水在通过时连续多次被剪切，从而实现有效的细胞破解，提高污泥细胞的裂解效率。

进一步地，所述旋流盘A、旋流盘B均包括转动光盘，以及多段均匀设置在所述转动光盘上的条形带；条形带的设置能够有效增加在旋流过程中的旋流速度，通过旋流盘A、旋流盘B在旋转过程中间距的变化产生旋流剪切力的波动，从而充分利用旋流剪切力快速破解污泥中的细胞。

进一步地，所述超声破解组件包括三组分别设置在三棱腔本体侧壁上且与三棱腔本体内部连通的超声处理组件；通过超声破解组件的设置能够产生空化作用，并结合旋流剪切力完成高质量的细胞破解。

进一步地，所述侧部出水处理组件包括设置在圆腔侧壁的外锥形腔体，设置在所述外锥形腔体内的内锥面，以及设置在外锥形腔体、内锥面连接口处的环形排水口；

所述外锥形腔体、内锥面之间夹设形成V型的旋转腔体；

所述内锥面上设置有位于V型旋转腔体内的切割片；

所述环形排水口内设置有与内锥面连接的驱动电机；V型的旋转腔体的设置能够增大流速，通过切割片的设置能够在两端出水处再次进行旋流剪切。

进一步地，所述切割片一面均匀布设有圆形凸起、另一面均匀布设有圆形凹槽；

所述圆形凸起、圆形凹槽的的直径为5~10mm；通过在切割片上设置圆形凸起、圆形凹槽能够有效增强破解效果，提升污泥减量的处理质量。

进一步地，所述圆腔侧壁、三棱腔本体内均设置有温度控制组件；温度控制组件的设置能够调节处理环境的温度，能够确保破解在适宜条件下进行。

进一步地，所述三棱腔本体、中部连接出水口之间设置有过滤装置；

所述过滤装置包括连通三棱腔本体、中部连接出水口的连通腔体，沿所述连通腔体轴向均匀设置的过滤格栅，活动设置在连通腔体上且与过滤格栅表面接触的刮板，以及设置在所述连通腔体外用于驱动刮板刮动的动力组件；通过过滤组件的设置能够进行简单的过滤，根据需要可以改变过滤组件的过滤粒径；有效避免双旋流盘式破解器发生堵塞。

本发明的有益效果是：提供了一种机械式的污泥减量处理装置，通过充分利用旋流剪切力快速破解污泥中的细胞，在污泥减量中有效提高处理效率及改善现有技术的处理质量；双旋流盘式破解器通过两组旋流盘A、旋流盘B、驱动装置以及螺纹槽的设置能够实现旋流盘的变距旋转，使得圆腔侧壁内部产生的旋流力产生波动，从而实现对细胞的有效裂解；三螺旋破解器通过旋转轴杆、螺旋带的设置能够在不同高度驱动流体旋转，使得含有污泥细胞的污水在通过时连续多次被剪切，从而实现有效的细胞破解，提高污泥细胞的裂解效率。

附图说明

图1是本发明实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明实施例1第二处理装置的结构示意图；

图3是本发明实施例1双旋流盘式破解器的结构示意图；

图4是本发明实施例1三螺旋破解器的结构示意图；

图5是本发明实施例1双旋流破解盘的结构示意图；

图6是本发明实施例2侧部出水处理组件的结构示意图；

图7是本发明实施例2切割片的结构示意图；

图8是本发明实施例3过滤装置的结构示意图；

其中，1-第一处理装置、10-立式处理腔体、100-三棱腔本体、101-进水口、102-中部连接出水口、11-三螺旋破解器、110-安装架、111-旋转轴杆、112-螺旋带、12-超声破解组件、120-超声处理组件、13-过滤装置、130-连通腔体、131-过滤格栅、132-刮板、133-动力组件、2-第二处理装置、20-水平处理腔体、201-圆腔侧壁、21-双旋流盘式破解器、210-中心安装轴、211-连接套筒、212-双旋流破解盘、213-驱动装置、2120-旋流盘A、2121-旋流盘B、2110-螺纹槽A、2111-螺纹槽B、214-转动环、215-连接杆、216-滑动槽、2122-转动光盘、2123-条形带、22-侧部出水处理组件、220-外锥形腔体、221-内锥面、222-环形排水口、223-切割片、224-驱动电机。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种立式污泥细胞破解用旋流装置，包括用于进行污泥细胞破解的第一处理装置1、第二处理装置2；

所述第一处理装置1包括垂直于水平面设置的立式处理腔体10，设置在所述立式处理腔体10内部的三螺旋破解器11，设置在所述立式处理腔体10侧壁上的超声破解组件12；

如图2所示，所述第二处理装置2包括设置在所述立式处理腔体10下方且与立式处理腔体10连通的水平处理腔体20，设置在所述水平处理腔体20内部的双旋流盘式破解器21；

所述立式处理腔体10包括垂直设置的三棱腔本体100，设置在所述三棱腔本体100上端的进水口101，设置在所述三棱腔本体100下端的中部连接出水口102；

所述水平处理腔体20包括水平设置且与所述中部连接出水口102连通的圆腔侧壁201，设置在所述圆腔侧壁201两端的侧部出水处理组件22；

如图3所示，所述双旋流盘式破解器21包括设置在所述圆腔侧壁201中心轴线上且两端分别与侧部出水处理组件22连接的中心安装轴210，两组分别转动套设在所述中心安装轴210上的连接套筒211，两组分别设置在所述连接套筒211上的双旋流破解盘212，以及设置在所述圆腔侧壁201上用于驱动双旋流破解盘212转动的驱动装置213；

所述双旋流破解盘212包括旋流盘A2120、旋流盘B2121；

如图6所示，所述连接套筒211的一端部上设置有与所述旋流盘A2120螺纹连接的螺纹槽A2110，另一端部上设置有与旋流盘B2121螺纹连接的螺纹槽B2111；

所述驱动装置213包括均匀设置在圆腔侧壁201上且与旋流盘A2120、旋流盘B2121对应活动连接的转动环214，活动设置在所述转动环214与旋流盘A2120、旋流盘B2121之间的连接杆215；

所述转动环214上设置有与连接杆215连接的滑动槽216。

如图4所示，三螺旋破解器11包括设置在进水口101、中部连接出水口102上的安装架110，三个均匀设置在所述安装架110上的螺旋破解器。

所述螺旋破解器包括活动安装在安装架110上的旋转轴杆111，4个均匀设置在所述旋转轴杆111上的螺旋带112。

所述旋流盘A2120、旋流盘B2121均包括转动光盘2122，以及多段均匀设置在所述转动光盘2122上的条形带2123。

所述超声破解组件12包括三组分别设置在三棱腔本体100侧壁上且与三棱腔本体100内部连通的超声处理组件120。

侧部出水处理组件22为常规出水管道。

其中，超声处理组件120、旋转轴杆111、转动环214均采用现有技术市售组件且具体的产品型号本领域内技术人员可根据需要进行选择。

实施例2

与实施例1不同之处在于：

如图6、图7所示，所述侧部出水处理组件22包括设置在圆腔侧壁201的外锥形腔体220，设置在所述外锥形腔体220内的内锥面221，以及设置在外锥形腔体220、内锥面221连接口处的环形排水口222；

所述外锥形腔体220、内锥面221之间夹设形成V型的旋转腔体；

所述内锥面221上设置有位于V型旋转腔体内的切割片223；

所述环形排水口222内设置有与内锥面221连接的驱动电机224。

所述切割片223一面均匀布设有圆形凸起、另一面均匀布设有圆形凹槽；

所述圆形凸起、圆形凹槽的的直径为5~10mm。

所述圆腔侧壁201、三棱腔本体100内均设置有温度控制组件。

其中，驱动电机224、切割片223、温度控制组件、超声处理组件120、旋转轴杆111、转动环214均采用现有技术市售组件且具体的产品型号本领域内技术人员可根据需要进行选择。

实施例3

与实施例2不同之处在于：

如图8所示，所述三棱腔本体100、中部连接出水口102之间设置有过滤装置13；

所述过滤装置13包括连通三棱腔本体100、中部连接出水口102的连通腔体130，沿所述连通腔体130轴向均匀设置的过滤格栅131，活动设置在连通腔体130上且与过滤格栅131表面接触的刮板132，以及设置在所述连通腔体130外用于驱动刮板132刮动的动力组件133。

所述圆形凸起、圆形凹槽的的直径为10mm。

其中，动力组件133、驱动电机224、切割片223、温度控制组件、超声处理组件120、旋转轴杆111、转动环214均采用现有技术市售组件且具体的产品型号本领域内技术人员可根据需要进行选择。

Claims

1.一种立式污泥细胞破解用旋流装置，其特征在于，包括用于进行污泥细胞破解的第一处理装置（1）、第二处理装置（2）；

所述第一处理装置（1）包括垂直于水平面设置的立式处理腔体（10），设置在所述立式处理腔体（10）内部的三螺旋破解器（11），设置在所述立式处理腔体（10）侧壁上的超声破解组件（12）；

所述第二处理装置（2）包括设置在所述立式处理腔体（10）下方且与立式处理腔体（10）连通的水平处理腔体（20），设置在所述水平处理腔体（20）内部的双旋流盘式破解器（21）；

所述立式处理腔体（10）包括垂直设置的三棱腔本体（100），设置在所述三棱腔本体（100）上端的进水口（101），设置在所述三棱腔本体（100）下端的中部连接出水口（102）；

所述水平处理腔体（20）包括水平设置且与所述中部连接出水口（102）连通的圆腔侧壁（201），设置在所述圆腔侧壁（201）两端的侧部出水处理组件（22）；

所述双旋流盘式破解器（21）包括设置在所述圆腔侧壁（201）中心轴线上且两端分别与侧部出水处理组件（22）连接的中心安装轴（210），两组分别转动套设在所述中心安装轴（210）上的连接套筒（211），两组分别设置在所述连接套筒（211）上的双旋流破解盘（212），以及设置在所述圆腔侧壁（201）上用于驱动双旋流破解盘（212）转动的驱动装置（213）；

所述双旋流破解盘（212）包括旋流盘A（2120）、旋流盘B（2121）；

所述连接套筒（211）的一端部上设置有与所述旋流盘A（2120）螺纹连接的螺纹槽A（2110），另一端部上设置有与旋流盘B（2121）螺纹连接的螺纹槽B（2111）；

所述驱动装置（213）包括均匀设置在圆腔侧壁（201）上且与旋流盘A（2120）、旋流盘B（2121）对应活动连接的转动环（214），活动设置在所述转动环（214）与旋流盘A（2120）、旋流盘B（2121）之间的连接杆（215）；

所述旋流盘A（2120）、旋流盘B（2121）均包括转动光盘（2122），以及多段均匀设置在所述转动光盘（2122）上的条形带（2123）；

所述转动环（214）上设置有与连接杆（215）连接的滑动槽（216）；

三螺旋破解器（11）包括设置在进水口（101）、中部连接出水口（102）上的安装架（110），三个均匀设置在所述安装架（110）上的螺旋破解器；

所述螺旋破解器包括活动安装在安装架（110）上的旋转轴杆（111），多个均匀设置在所述旋转轴杆（111）上的螺旋带（112）。

2.根据权利要求1所述的一种立式污泥细胞破解用旋流装置，其特征在于，所述超声破解组件（12）包括三组分别设置在三棱腔本体（100）侧壁上且与三棱腔本体（100）内部连通的超声处理组件（120）。

3.根据权利要求1所述的一种立式污泥细胞破解用旋流装置，其特征在于，所述侧部出水处理组件（22）包括设置在圆腔侧壁（201）的外锥形腔体（220），设置在所述外锥形腔体（220）内的内锥面（221），以及设置在外锥形腔体（220）、内锥面（221）连接口处的环形排水口（222）；

所述外锥形腔体（220）、内锥面（221）之间夹设形成V型的旋转腔体；

所述内锥面（221）上设置有位于V型旋转腔体内的切割片（223）；

所述环形排水口（222）内设置有与内锥面（221）连接的驱动电机（224）。

4.根据权利要求3所述的一种立式污泥细胞破解用旋流装置，其特征在于，所述切割片（223）一面均匀布设有圆形凸起、另一面均匀布设有圆形凹槽；

所述圆形凸起、圆形凹槽的直径为5~10mm。

5.根据权利要求1所述的一种立式污泥细胞破解用旋流装置，其特征在于，所述圆腔侧壁（201）、三棱腔本体（100）内均设置有温度控制组件。

6.根据权利要求1所述的一种立式污泥细胞破解用旋流装置，其特征在于，所述三棱腔本体（100）、中部连接出水口（102）之间设置有过滤装置（13）；

所述过滤装置（13）包括连通三棱腔本体（100）、中部连接出水口（102）的连通腔体（130），沿所述连通腔体（130）轴向均匀设置的过滤格栅（131），活动设置在连通腔体（130）上且与过滤格栅（131）表面接触的刮板（132），以及设置在所述连通腔体（130）外用于驱动刮板（132）刮动的动力组件（133）。