CN115304229A - 一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，包括超声处理室，超声处理室内设有第一搅拌机构，第一搅拌机构包括往复丝杆，往复丝杆一端贯穿超声处理室顶面，另一端设有搅拌叶片，超声处理室内设有第二搅拌机构，超声处理室侧壁上设有第一开口，且超声处理室内壁上设有开关机构，开关机构包括挡板以及第二连杆，超声处理室侧壁上设有超声波发生器，且超声处理室顶面设有进液管。本发明通过在超声处理室内设置第一搅拌机构和第二搅拌机构，可对污泥进行充分搅拌，提高了污泥细胞破解处理的效率。

Description

一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置

技术领域

本发明涉及污泥净化技术领域，具体是涉及一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置。

背景技术

随着人们对环保的日益重视，污水处理厂也逐渐增多，伴随污水处理的污泥量也与日俱增。工业废水与生活污水处理后产生的污泥含水量接近98％，容易腐烂、有强烈的异味，并且还含有多种污染物质，此种污泥的处理成本很高，从而导致一些污水厂将污泥直接排放，对生态环境造成了严重的影响。所以开发新的污泥处理工艺，提高污泥的脱水率促进后续生物处理成为解决污泥问题的关键。

大功率超声波可以降解污泥，降低其含水率并杀死其中的微生物，利用大功率超声波产生的“空化”效应，将污泥粒径较大的颗粒破碎成小粒径污泥，超声波处理的时间越长，粒经变得越小，超声波对污泥能够产生一种海绵效应，使水分更易从波面传播产生的通道通过，从而使很小粒径的污泥颗粒团聚成絮状，当絮状物增大到一定程度时就会做热运动，进行相互碰撞、黏结、最终沉淀，超声波在处理污泥时，会使其局部发热、界面破坏、扰动和空化，能够使污泥中的微生物细胞破壁，并且加速固液分离，改善污泥的脱水性能。

现有技术中的污泥细胞超声破解装置往往只是单纯的利用超声波对污泥细胞进行破解处理，或在污泥细胞破解过程中仅对污泥进行单向搅拌，从而会导致一部分污泥细胞破解处理不充分，因此现需要一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置。

本发明的技术方案是：一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，包括超声处理室，所述超声处理室内设有第一搅拌机构，超声处理室外顶面设有驱动机构，所述第一搅拌机构包括沿竖直方向设置的往复丝杆，所述往复丝杆一端贯穿超声处理室顶面并与所述驱动机构的输出轴连接，往复丝杆另一端设有多个搅拌叶片，往复丝杆上套设有用于与其配合进行上下滑动的第一滑块；

所述超声处理室内设有第二搅拌机构，所述第二搅拌机构包括固定设于超声处理室内顶面的连接块，所述连接块上设有两根以所述往复丝杆为对称轴对称设置的滑杆，所述滑杆与往复丝杆之间呈30°夹角设置，所述滑杆上套设有第二滑块；

所述第一滑块上沿水平方向固定设有第一连杆，两个所述第二滑块均与所述第一连杆滑动连接，所述第二滑块上固定设有搅拌板；

所述搅拌板上设有与其转动连接的第一齿环以及第二齿环,所述滑杆侧壁上设有外螺纹，所述第一齿环内环面设有用于与所述外螺纹配合进行转动的内螺纹，第一齿环上端面设有第一搅拌棒，所述第二齿环外环面设有的齿与第一齿环外环面设有的齿相互啮合，第二齿环内环面设有第二搅拌棒；

所述超声处理室底面设有用于排出污泥的第一出液管，所述第一出液管上设有阀门，所述超声处理室侧壁上设有多个用于对污泥细胞进行破解处理的超声波发生器，且超声处理室顶面设有进液管。

说明：利用上述微孔超声破解装置，通过在超声处理室内设置第一搅拌机构和第二搅拌机构进行相互配合，可对细胞破解处理过程中的污泥进行快速充分搅拌，增加超声波在污泥中的传播效率，提高了污泥的处理效率，同时，利用搅拌板带动设于其上的第一齿环、第二齿环转动，从而带动第一搅拌棒、第二搅拌棒转动，可进一步增强第二搅拌机构对污泥的搅拌效率。

进一步地，所述超声处理室侧壁下部上设有第一开口，且超声处理室内壁上设有用于控制所述第一开口开启或闭合的开关机构。

说明：为了污泥的处理效果和时长的平衡，一般在污泥通过超声处理室时，采用从入口流入后直接从出口流出的方式，若需要让污泥在超声处理室内停留的话，只能采用缩小污泥出口大小或提高污泥注入速率的方式，而第一种方式由于污泥出口过小经常会造成污泥出口堵塞，影响污泥细胞破解处理的效率，第二种方式很难控制污泥的流速，因此，通过上述设置，可对污泥的排出进行联动控制，增加了污泥在超声处理室内的停留时间，可使污泥细胞破解处理更加充分。

进一步地，所述搅拌叶片上方的往复丝杆上套设有橡胶圈。

说明：通过上述设置，可在对第一滑块起到减震作用的同时，防止搅拌叶片受到第一滑块的直接撞击，从而影响搅拌叶片、往复丝杆及第一滑块的使用寿命。

进一步地，所述搅拌板与所述滑杆之间呈90°角设置，多个所述搅拌叶片均与水平面之间呈30°夹角设置。

说明：通过上述设置，可使搅拌板在上下位移的过程中将污泥导流顺着搅拌板流向搅拌叶片，提高了第一搅拌机构对污泥的搅拌效率，将多个搅拌叶片以 30°角设置可降低搅拌过程中污泥对搅拌叶片的阻力，提高了污泥的搅拌效率。

进一步地，所述超声处理室侧壁上部设有第二开口，且所述第一开口通过回流管与所述第二开口连接，所述回流管上设有污泥泵，所述污泥泵通过连接杆固定设于超声处理室侧壁上。

说明：通过上述设置，可对超声处理后的污泥进行回流，对污泥进行二次超声处理，使污泥细胞破解处理更加全面，提高了污泥的处理效率。

进一步地，与所述第一开口相对的所述超声处理室侧壁下部设有第三开口，所述第三开口上设有与所述第一连杆配合控制第三开口开启或闭合的开关机构。

说明：通过上述设置，可利用第一连杆的上下位移来控制开关机构的开合，从而控制污泥的流通，减轻了工人的作业负担。

进一步地，所述开关机构包括与超声处理室内壁滑动连接的挡板，超声处理室内壁上设有用于利用第一连杆下压使所述挡板进行滑动的第二连杆，所述第二连杆一端与所述挡板铰接，且第二连杆中部通过转轴与所述超声处理室内壁铰接。

说明：通过上述设置，可在第一连杆向下位移时下压第二连杆的一端，在设于第二连杆中部转轴的作用下，使第二连杆另一端带动与其铰接的挡板向上移动使第一开口、第三开口打开。

进一步地，所述挡板上设有用于辅助挡板封闭所述第一开口的配重块。

说明：通过上述设置，可辅助挡板下落对污泥进行阻挡，避免了因挡板下落过程中污泥阻力过大而造成第一开口封闭不完全的问题。

进一步地，所述第三开口处的超声处理室侧壁上设有向地面一侧倾斜的第一导流管，所述第一导流管下方设有沉淀池，且第一导流管底面中部设有与所述沉淀池连通的第二导流管；

所述第一导流管内设有用于控制污泥间歇通过所述第二导流管的密封块，所述密封块与所述第一导流管滑动密封连接，且密封块通过至少一个弹簧与所述超声处理室侧壁连接。

说明：通过上述设置，可对细胞破解处理后的污泥进行沉淀处理，通过在第一导流管内设置密封块，可控制污泥间歇性流入至沉淀池内，增加了污泥在超声处理室内的停留时间。

进一步地，所述第一导流管远离所述第三开口的一端设有与所述沉淀池连通的第三导流管，与第三导流管位置相对应的第一导流管顶面设有与第一导流管内部连通的输药管，所述输药管上端设有药剂罐，所述沉淀池一侧侧面下部设有第二出液管，所述第二出液管上设有阀门。

说明：通过上述设置，在密封块控制污泥间歇性进入沉淀池的同时，也可以控制药剂罐间歇性的向沉淀池内输送沉淀药剂，节省了沉淀药剂的使用成本，并且可在污泥充分沉淀后再打开阀门对处理完成后的污泥进行回收。

本发明的有益效果是：

（1）本发明微孔超声破解装置，通过在超声处理室内设置第一搅拌机构和第二搅拌机构进行相互配合，可对污泥细胞进行破解处理过程中的污泥进行搅拌，增加超声波在污泥中的传播效率，提高了污泥细胞破解的处理效率，利用搅拌板带动第一齿环、第二齿环进行转动，使用第一搅拌棒、第二搅拌棒转动进一步增加第二搅拌机构对污泥的搅拌效率，提高了污泥细胞破解处理的效率；

（2）本发明微孔超声破解装置，利用第一连杆的上下移动带动开关机构控制污泥间歇性流出，增加了污泥在超声处理室内的停留时间，提高了污泥细胞破解的效率，使污泥细胞破解更加充分；

（3）本发明微孔超声破解装置，通过设置沉淀池可对细胞破解后污泥进行二次沉淀处理，提高了污泥细胞破解处理效率，降低了污泥排放对环境的影响，通过第一导流管、第二导流管、密封块的设置，可控制污泥间歇性流入至沉淀池内，增加了污泥在沉淀池内的沉淀时间，提高了污泥的沉淀效率；

（4）本发明微孔超声破解装置，通过在第一导流管一端设置输药管，可在密封块对污泥进行间歇导流的同时，控制药剂罐间歇性向沉淀池内输送沉淀药剂，从而节省了沉淀药剂的使用成本。

附图说明

图1是本发明实施例1超声破解装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例1超声破解装置的局部剖视图；

图3是本发明超声破解装置第一搅拌机构与第二搅拌机构的结构示意图；

图4是本发明超声破解装置开关机构的结构示意图；

图5是本发明实施例2超声破解装置的整体结构示意图；

图6是本发明实施例2超声破解装置的局部剖视图；

图7是本发明实施例2超声破解装置第一导流管的剖视图；

其中，1-超声处理室、11-进液管、12-第一出液管、2-第一搅拌机构、21-往复丝杆、22-搅拌叶片、23-第一滑块、24-第一连杆、25-限位块、3-第二搅拌机构、31-连接块、32-滑杆、33-第二滑块、34-搅拌板、35-第一齿环、351-第一搅拌棒、36-第二齿环、361-第二搅拌棒、4-开关机构、41-挡板、42-第二连杆、5-超声波发生器、6-回流管、61-污泥泵、7-驱动机构、8-第一导流管、81-第二导流管、82-密封块、83-输药管、84-药剂罐、85-第三导流管、9-沉淀池、91-第二出液管。

具体实施方式

下面结合具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明，以更好地体现本发明的优势。

实施例1

如图1、2所示，一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，包括超声处理室1，所述超声处理室1内设有第一搅拌机构2，超声处理室1外顶面设有驱动机构7，所述第一搅拌机构2包括沿竖直方向设置的往复丝杆21，所述往复丝杆21上设有相互交叉的往复螺纹，所述往复丝杆21一端贯穿超声处理室1顶面并与所述驱动机构7的输出轴连接，所述驱动机构7为市售电机，往复丝杆21另一端设有八个搅拌叶片22，八个所述搅拌叶片22均与水平面之间呈30°夹角设置，所述往复丝杆21上套设有用于与其配合进行上下滑动的第一滑块23，所述搅拌叶片22上方1cm处的所述往复丝杆21上套设有橡胶圈25，所述超声处理室1底面设有用于排出污泥的第一出液管12，所述第一出液管12上设有阀门，所述超声处理室1侧壁上设有六个相互对称设置的超声波发生器5，所述超声波发生器5为市售HS-4SH-5028型号超声波发生器，且超声处理室1顶面设有进液管11；

如图1、3所示，所述超声处理室1内设有第二搅拌机构3，所述第二搅拌机构3包括固定设于超声处理室1内顶面的连接块31，所述连接块31上设有两根以所述往复丝杆21为对称轴对称设置的滑杆32，所述滑杆32与往复丝杆21之间呈30°夹角设置，所述滑杆32上套设有第二滑块33；

所述第一滑块23上沿水平方向固定设有第一连杆24，两个所述第二滑块33均与所述第一连杆24滑动连接，所述第二滑块33上固定设有搅拌板34，所述搅拌板34与所述滑杆32之间呈90°角设置；

所述搅拌板34上设有与其转动连接的第一齿环35以及第二齿环36，转动连接具体为，搅拌板34上设有环形槽，第一齿环35下端面、第二齿环36下端面均设有与环形槽转动卡接的卡环，所述滑杆32侧壁上设有外螺纹，所述第一齿环35内环面设有用于与所述外螺纹配合进行转动的内螺纹，第一齿环35上端面设有第一搅拌棒351，所述第二齿环36外环面设有的齿与第一齿环35外环面设有的齿相互啮合，第二齿环36内环面设有第二搅拌棒361；

如图1、4所示，所述超声处理室1侧壁下部上设有第一开口，且超声处理室1内壁上设有用于控制所述第一开口开启或闭合的开关机构4，所述开关机构4包括与超声处理室1内壁滑动连接的挡板41，滑动连接具体为，超声处理室1内壁设有滑槽，挡板41上设有与滑槽滑动卡接的卡条，所述挡板41上设有用于辅助挡板41封闭所述第一开口的配重块，超声处理室1内壁上设有用于利用第一连杆24下压使所述挡板41滑动的第二连杆42，所述第二连杆42左端与所述挡板41铰接，且第二连杆42中部通过转轴与所述超声处理室1内壁铰接；

如图1所示，所述超声处理室1侧壁上部设有第二开口，且所述第一开口通过回流管6与所述第二开口连接，所述回流管6上设有污泥泵61，所述污泥泵61通过连接杆固定设于超声处理室1侧壁上。

上述微孔超声破解装置的使用方法：

首先将污泥通过进液管11注入至超声处理室1内，打开驱动机构7，驱动机构7带动往复丝杆21旋转，往复丝杆21带动设于往复丝杆21底端的八个搅拌叶片22旋转，搅拌叶片22带动污泥形成漩涡，

在往复丝杆21旋转的同时，第一滑块23顺着往复丝杆21向下移动，第一滑块23向下移动的同时带动第一连杆24向下移动，第一连杆24带动两个第二滑块33分别沿着两个滑杆32向下移动，在第二滑块33沿着滑杆32向下移动的同时，第二滑块33分别沿着第一连杆24向左侧、右侧移动，同时，第二滑块33带动搅拌板34向下移动，在搅拌板34向下移动的同时带动第一齿环35、第二齿环36向下移动，第一齿环35在设于滑杆32上的外螺纹的作用下带动第一搅拌棒351进行正转，同时，第一齿环35带动第二齿环36使第二齿环36反转，从而使第二搅拌棒361进行反转，在第一滑块23移动至与橡胶圈25接触时，在往复丝杆21与第一滑块23的配合下，使第一滑块23带动第一连杆24向上移动，与上述原理相同，在搅拌期间，打开超声波发生器5对污泥进行污泥细胞破解处理；

在第一连杆24向下移动的同时，第一连杆24向下压动第二连杆42的右端，使第二连杆42以转轴为圆心进行摆动，从而使挡板41以第二连杆42的圆形轨迹抬起，此时第一开口开启；

当第一开口开启时，回流管6与超声处理室1连通，污泥泵61将超声处理室1内的污泥抽入至回流管6中，污泥在污泥泵61的作用下沿着回流管6从第二开口62再次注入至超声处理室1内进行污泥细胞破碎处理，在超声处理室1内的污泥进行一段时间的污泥细胞破碎处理后，打开第一出液管12上的阀门将污泥细胞破碎处理完成的污泥排出进行收集排放。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于，如图5、6、7所示，与所述第一开口相对的所述超声处理室1右侧壁下部设有第三开口，所述第三开口上设有与所述第一连杆24配合控制第三开口开启或闭合的开关机构4；

所述第三开口处的超声处理室1侧壁上设有向地面一侧倾斜的第一导流管8，所述第一导流管8下方设有沉淀池9，且第一导流管8底面中部设有与所述沉淀池9连通的第二导流管81；

所述第一导流管8内设有用于控制污泥间歇通过所述第二导流管81的密封块82，所述密封块82与所述第一导流管8滑动密封连接，且密封块82通过两个弹簧与所述超声处理室1侧壁连接；

所述第一导流管8远离所述第三开口的一端设有与所述沉淀池9连通的第三导流管85，与第三导流管85位置相对应的第一导流管8顶面设有与其内部连通的输药管83，所述输药管83上端设有药剂罐84，所述沉淀池9右侧侧面下部设有第二出液管91，所述第二出液管91上设有阀门。

本实施例的分类处理装置的使用方法：在实施例1的基础上，在第一连杆24向下移动的同时，第一连杆24右端向下压动第二连杆42，使第二连杆42以转轴为圆心进行摆动，从而使挡板41以第二连杆42的圆形轨迹抬起，此时第三开口开启，当第三开口打开的同时，第一导流管8与超声处理室1连通，污泥流入第一导流管8内，在污泥流入第一导流管8内时，由于重力的作用，污泥压迫密封块82克服弹簧弹力并沿着第一导流管8向下滑动，在密封块82沿着第一导流管8滑动的同时，第一导流管8与第二导流管81连通，使污泥流入至沉淀池9内，同时向药剂罐84内加入市售絮凝剂，当挡板41下落封闭第三开口时，第一导流管8内的污泥顺着第二导流管81流入至沉淀池9内，此时，密封块82通过弹簧的作用重新封闭第一导流管8与第二导流管81连通的开口，此时，药剂罐84内的絮凝剂顺着输药管83流入至沉淀池9内，在第一搅拌机构2与第二搅拌机构3对污泥进行搅拌时，密封块82重复着上述操作，在沉淀池9内的污泥进行沉淀一段时间后，打开第二出液管91上的阀门，将沉淀完成的污泥排出进行收集排放。

Claims (10)

1.一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，其特征在于，包括超声处理室（1），所述超声处理室（1）内设有第一搅拌机构（2），超声处理室（1）外顶面设有驱动机构（7），所述第一搅拌机构（2）包括沿竖直方向设置的往复丝杆（21），所述往复丝杆（21）一端贯穿超声处理室（1）顶面并与所述驱动机构（7）的输出轴连接，往复丝杆（21）另一端设有多个搅拌叶片（22），往复丝杆（21）上套设有用于与其配合进行上下滑动的第一滑块（23）；

所述超声处理室（1）内设有第二搅拌机构（3），所述第二搅拌机构（3）包括固定设于超声处理室（1）内顶面的连接块（31），所述连接块（31）上设有两根以所述往复丝杆（21）为对称轴对称设置的滑杆（32），所述滑杆（32）与往复丝杆（21）之间呈30°夹角设置，所述滑杆（32）上套设有第二滑块（33）；

所述第一滑块（23）上沿水平方向固定设有第一连杆（24），两个所述第二滑块（33）均与所述第一连杆（24）滑动连接，所述第二滑块（33）上固定设有搅拌板（34）；

所述搅拌板（34）上设有与其转动连接的第一齿环（35）以及第二齿环（36）,所述滑杆（32）侧壁上设有外螺纹，所述第一齿环（35）内环面设有用于与所述外螺纹配合进行转动的内螺纹，第一齿环（35）上端面设有第一搅拌棒（351），所述第二齿环（36）外环面设有的齿与第一齿环（35）外环面设有的齿相互啮合，第二齿环（36）内环面设有第二搅拌棒（361）；

所述超声处理室（1）底面设有用于排出污泥的第一出液管（12），所述第一出液管（12）上设有阀门，所述超声处理室（1）侧壁上设有多个用于对污泥细胞进行破解处理的超声波发生器（5），且超声处理室（1）顶面设有进液管（11）。

2.根据权利要求1所述的一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，其特征在于，所述超声处理室（1）侧壁下部上设有第一开口，且超声处理室（1）内壁上设有用于控制所述第一开口开启或闭合的开关机构（4）。

3.根据权利要求1所述的一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，其特征在于，所述搅拌叶片（22）上方的所述往复丝杆（21）上套设有橡胶圈（25）。

4.根据权利要求1所述的一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，其特征在于，所述搅拌板（34）与所述滑杆（32）之间呈90°角设置，多个所述搅拌叶片（22）均与水平面之间呈30°夹角设置。

5.根据权利要求2所述的一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，其特征在于，所述超声处理室（1）侧壁上部设有第二开口，且所述第一开口通过回流管（6）与所述第二开口连接，所述回流管（6）上设有污泥泵（61），所述污泥泵（61）通过连接杆固定设于超声处理室（1）侧壁上。

6.根据权利要求2所述的一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，其特征在于，与所述第一开口相对的所述超声处理室（1）侧壁下部设有第三开口，所述第三开口上设有与所述第一连杆（24）配合控制第三开口开启或闭合的开关机构（4）。

7.根据权利要求6所述的一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，其特征在于，所述开关机构（4）包括与超声处理室（1）内壁滑动连接的挡板（41），超声处理室（1）内壁上设有用于利用第一连杆（24）下压使所述挡板（41）进行滑动的第二连杆（42），所述第二连杆（42）一端与所述挡板（41）铰接，且第二连杆（42）中部通过转轴与所述超声处理室（1）内壁铰接。

8.根据权利要求7所述的一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，其特征在于，所述挡板（41）上设有用于辅助挡板（41）封闭所述第一开口的配重块。

9.根据权利要求6所述的一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，其特征在于，所述第三开口处的超声处理室（1）侧壁上设有向地面一侧倾斜的第一导流管（8），所述第一导流管（8）下方设有沉淀池（9），且第一导流管（8）底面中部设有与所述沉淀池（9）连通的第二导流管（81）；

所述第一导流管（8）内设有用于控制污泥间歇通过所述第二导流管（81）的密封块（82），所述密封块（82）与所述第一导流管（8）滑动密封连接，且密封块（82）通过至少一个弹簧与所述超声处理室（1）侧壁连接。

10.根据权利要求9所述的一种用于污泥细胞破解的微孔超声破解装置，其特征在于，所述第一导流管（8）远离所述第三开口的一端设有与所述沉淀池（9）连通的第三导流管（85），与第三导流管（85）位置相对应的第一导流管（8）顶面设有与第一导流管（8）内部连通的输药管（83），所述输药管（83）上端设有药剂罐（84），所述沉淀池（9）一侧侧面下部设有第二出液管（91），所述第二出液管（91）上设有阀门。

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