CN202508960U - 一种联合超声波和缺氧/好氧消化的污泥处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种联合超声波和缺氧/好氧消化的污泥处理装置，包括集泥井和消化装置，消化装置设有腔体，腔体由设有潜污泵的污泥管道连接集泥井，其特征在于，所述腔体设有超声进泥口，经管道泵连接超声波装置，超声波装置通过设有潜污泵的污泥管道还与集泥井联通。本实用新型采用联合超声波装置和缺氧/好氧消化装置的处理污泥方式，通过间歇式曝气提供好氧/缺氧交替环境，使污泥在缺氧阶段会发生反硝化反应，其产生的碱度可补偿在好氧阶段中硝化反应所消耗的碱度，降低了运行成本，经过超声波装置处理后的污泥在消化装置中消化得更快更彻底，减少对环境造成污染，提高消化效率的同时达到环保的要求。

Description

一种联合超声波和缺氧/好氧消化的污泥处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理后所产生污泥的处理装置，尤其涉及一种联合超声波和缺氧/好氧消化的污泥处理装置。

背景技术

在环境工程领域中，污（废）水处理是现阶段的重要内容，而生物法是目前最为普遍的废水处理技术，生物法可分为活性污泥法和生物膜法两大类。由于活性污泥法具有基建费用相对少、工艺成熟、运行经验丰富的优点，是国内外应用最为广泛的城市生活污水生物处理技术。废水中的有机物经过生物降解转化后得到削减，但与此同时，产生了大量的剩余污泥。

随着城市生活污水处理量和处理率的增加, 剩余污泥产生量也将急速增加。按照我国城市污水处理厂的建设规划,我国城市污水的处理量和处理率都将增加,污泥年产量也将相应增加。剩余污泥通常含有相当量的有毒有害物质(如寄生虫卵、病原微生物、重金属)及未稳定化的有机物,如果不进行妥善的处理与处置,将会对环境造成直接或潜在的污染。但传统的剩余污泥处理采用生物处理，处置工艺的投资和运行费用昂贵，一般约占污水处理厂总投资的30%-40%，甚至能占到60%。因此, 昂贵费用是制约污水生物处理技术进一步发展的“瓶颈”。为解决剩余污泥问题，近几年，政府及各污水厂也提出了一些解决思路，如方法一，对污泥加药稳定后进行填埋的做法，由于含水量太高无法实施下去；方法二，资源化制砖的做法由于消化能力的问题，造成污泥堆积，二次污染问题严重；方法三，焚烧的方式由于投资运行成本过高，且产生的二次污染气体对周围环境的影响非常大而受到限制。上述提供的污泥处理方法都不能解决污泥的消化效率低，运行成本高且还会给环境造成污染。

发明内容

本实用新型的主要目的在于克服上述现有技术的缺点与不足，提供一种高消化效率、低运行成本且环保的联合超声波和缺氧/好氧消化的污泥处理装置。

为达上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：一种联合超声波和缺氧/好氧消化的污泥处理装置，包括集泥井和消化装置，消化装置设有腔体，腔体通过第二污泥管道与集泥井联通，其特征在于，所述腔体设有超声进泥口，超声进泥口通过管道泵与超声波装置联通，能抽出集泥井内污泥的潜污泵通过污泥管道与超声波装置联通。

上述消化装置还设有位于腔体上部的进泥口和腔体下部的排泥口及腔体底部的污泥清空口，集泥井内的潜污泵经第二污泥管道与进泥口联通，集泥井经出泥管道泵分别与排泥口和污泥清空口联通。

上述消化装置还设有第一水位控制器、若干个第一取样口和水位显示器，第一水位控制器设于腔体上部内侧，若干个第一取样口设于腔体的不同高度方向上，水位显示器设于腔体的外侧且与腔体相通，所述第二污泥管道上设有第二阀门，所述管道泵联通消化装置的排泥口和污泥清空口的管道上分别设有第四阀门和第五阀门。

上述超声波装置包括第二腔体和若干个超声波能量转换器，第二腔体顶部设有第二进泥口和设于底部的第二排泥口，第二进泥口经污泥管道与集泥井内的潜污泵联通，第二排泥口经管道泵与消化装置的超声进泥口联通，所述若干个超声波能量转换器均匀装设于第二腔体内侧且其超声出口方向均分别朝向第二腔体的轴心。

上述消化装置还设有曝气装置和第一搅拌装置，所述曝气装置装设于腔体的内腔底部，与腔体外的空气压缩机连接，所述第一搅拌装置设有位于腔体顶部的第一搅拌电机和与位于腔体的内腔的第一搅拌桨，第一搅拌桨与第一搅拌电机的输出轴连接且位于曝气装置的上方。

上述曝气装置设有曝气板，曝气板经连接管道与空气压缩机连接相通，连接管道上设有曝气阀门，曝气板位于第一搅拌桨下方。

上述超声波装置还包括设于第二腔体上的第二搅拌装置，所述第二搅拌装置设有位于第二腔体顶部的第二搅拌电机和与位于第二腔体的内腔的第二搅拌桨，第二搅拌桨与第二搅拌电机输出轴连接，所述若干个超声波能量转换器的超声出口方向均分别朝向第二搅拌桨，所述污泥管道上设有第一阀门。

上述超声波装置的第二腔体上还设有第二水位控制器和第二取样口，第二水位控制器位于第二腔体的内侧，第二取样口位于第二腔体的底部第二排泥口处。

上述超声波装置上还设有溢流口，溢流口位于第二腔体的中间部位。

上述管道泵的管道上设有第三阀门。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：采用联合超声波装置和缺氧/好氧消化装置的处理污泥方式，通过间歇式曝气提供好氧/缺氧交替环境，污泥在缺氧阶段会发生反硝化反应，其产生的碱度可补偿在好氧阶段中硝化反应所消耗的碱度，降低了运行成本，经过超声波装置处理后的污泥在消化装置中消化得更快更彻底，减少对环境造成污染，提高消化效率的同时达到环保的要求；消化装置设有进泥口和排泥口及污泥清空口，且分别均由相应的泵带动，整个过程实现自动化控制；消化装置同时设有第一水位控制器、若干个第一取样口和水位显示器，方便对消化装置内的污泥数量及质量随时监控；消化装置还设有曝气装置和第一搅拌装置，搅拌的同时通过间歇式曝气提供好氧/缺氧交替环境，促使硝化反应加快，提高消化效率；超声波装置设有第二搅拌装置和若干个超声波能量转换器，采用污泥搅拌的同时超声波装置对污泥进行细胞破碎，出来的污泥进入消化装置更加容易消化。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型污泥流经示意图；

图3是本实用新型消化装置纵截面示意图；

图4是本实用新型消化装置横截面示意图；

图5是本实用新型超声处理装置纵截面示意图；

图6是本实用新型超声处理装置横截面示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2和图3所示，本实用新型为一种联合超声波和缺氧/好氧消化的污泥处理装置，包括集泥井1和消化装置2，消化装置2设有腔体201，腔体201通过第二污泥管道与集泥井1联通，其特征在于，所述腔体201设有超声进泥口19，超声进泥口19通过管道泵5与超声波装置3联通，能抽出集泥井1内污泥的潜污泵4通过第一污泥管道与超声波装置3联通，潜污泵4通过第一污泥管道和第二污泥管道分别联通超声波装置3和消化装置2，当潜污泵4选择将集泥井1的污泥抽到超声波装置3中时，打开第一污泥管道上的第一阀门10并关闭第二污泥管道上的第二阀门11，反之，当潜污泵4选择将集泥井1的污泥抽到消化装置2中时，打开第二污泥管道上的第二阀门11并关闭第一污泥管道上的第一阀门10。所述消化装置2还设有位于腔体201上部的进泥口18和腔体201下部的排泥口21及腔体201底部的污泥清空口22，集泥井1内的潜污泵4经第二污泥管道与进泥口18联通，污泥由潜污泵4抽出，经第二污泥管道从进泥口18排入消化装置2的腔体201内，集泥井1经出泥管道泵6分别与排泥口21和污泥清空口22联通，经消化装置2消化处理后的污泥流回集泥井1。

进一步地，所述消化装置2还设有第一水位控制器25、若干个第一取样口17和水位显示器16，第一水位控制器25设于腔体201上部内侧，若干个第一取样口17设于腔体201的不同高度方向上，水位显示器16设于腔体201的外侧且与腔体201相通，方便对消化装置内2的污泥数量及质量随时监控，所述第二污泥管道上设有第二阀门11，用于控制由集泥井1流向消化装置2的污泥流量大小，所述管道泵6联通消化装置2的排泥口21和污泥清空口22的管道上分别设有第四阀门13和第五阀门14，用于控制由消化装置2流向集泥井1的污泥流量大小。排泥口21和污泥清空口22联通同一个出泥管道泵6，当使用排泥口21排污泥时，打开排泥口21管道上的第四阀门13并关闭污泥清空口22管道上的第五阀门14，相反，当使用污泥清空口22清除污泥时，打开污泥清空口22管道上的第五阀门14并关闭排泥口21管道上的第四阀门13。

如图3和图4所示，所述消化装置2还设有曝气装置20和第一搅拌装置8，所述曝气装置20装设于腔体201的内腔底部，与腔体201外的空气压缩机7管道连接，其管道上设有曝气阀门23，由曝气阀门23调节进风大小，所述第一搅拌装置8设有位于腔体201顶部的第一搅拌电机31和与位于腔体201的内腔的第一搅拌桨15，第一搅拌桨15与第一搅拌电机31的输出轴连接且位于曝气装置20的上方。所述曝气装置20设有曝气板24，曝气板24经连接管道与空气压缩机7连接相通，连接管道上设有曝气阀门23，曝气板24位于第一搅拌桨15下方，通过启动第一搅拌电机31带动第一搅拌桨15转动，配合曝气装置20间歇性提供空气，加速消化装置2内的污泥进行硝化反应。

如图5和图6所示，所述超声波装置3包括第二腔体301和若干个超声波能量转换器28，第二腔体301顶部设有第二进泥口33和设于底部的第二排泥口29，第二进泥口33经设有潜污泵4的第二污泥管道与集泥井1联通，污泥由潜污泵4抽出，经第二污泥管道从第二进泥口33流入超声波装置3的第二腔体301内，第二污泥管道上还设有第一阀门10，用于控制由集泥井1流向超声波装置3的污泥流量大小；第二排泥口29经管道泵5与消化装置2的超声进泥口19连接，经超声波装置3处理后的污泥由管道泵5从消化装置2的超声进泥口19流入消化装置2的腔体201内，其管道上设有第三阀门12，用于控制由超声波装置3流向消化装置2的污泥流量大小；所述若干个超声波能量转换器28均匀装设于第二腔体301内侧且其超声出口方向均分别朝向第二腔体301的轴心，若干个超声波能量转换器28数量为30个，沿超声波槽周围均匀分布，圆周水平方向6排，上下方向5行，其中超声波槽为圆筒状的规格为Φ600×1000mm。

进一步地，所述超声波装置3还包括设于第二腔体301上的第二搅拌装置9，所述第二搅拌装置9设有位于第二腔体301顶部的第二搅拌电机30和与位于第二腔体301的内腔的第二搅拌桨27，第二搅拌桨27与第二搅拌电机30的输出轴连接，所述超声波能量转换器28的超声出口方向均分别朝向第二搅拌桨27，污泥在第二搅拌装置9搅拌的同时超声波能量转换器28对污泥进行细胞破碎，出来的污泥进入消化装置2更加容易消化。所述超声波装置3的第二腔体301上还设有第二水位控制器34和第二取样口32，第二水位控制器34位于第二腔体301的内侧，第二取样口32位于第二腔体301的底部第二排泥口29处，方便对超声波装置3的污泥数量及质量随时监控，第二腔体301的中间部位还设有溢流口26，用于漂除浮于污泥上的杂物。

本实施例工作步骤是：

（1）如图2所示，首先，接通电源启动潜污泵4，打开第一污泥管道上的第一阀门10并关闭第二污泥管道上的第二阀门11，集泥井1内的污泥由潜污泵4从集泥井1抽到超声波装置3，此时，第一阀门10控制从集泥井1流向超声波装置3的污泥流量大小。

（2）接着，接通电源启动超声波装置3内的第二搅拌电机30和超声波能量转换器28，由第二搅拌电机30带动第二搅拌装置9转动，搅拌超声波装置3的第二腔体301内的污泥，污泥在第二搅拌装置9搅拌的同时超声波能量转换器28对污泥进行细胞破碎辐射处理，超声波辐射参数组合为：超声频率28kHz,声能密度0.15W/mL,超声时间 10min。

（3）接着，经超声波装置3处理后的污泥由管道泵5从消化装置2的超声进泥口19流入消化装置2的腔体201内，期间第三阀门12控制由超声波装置3流向消化装置2的污泥流量大小。

（4）其次，接通电源启动消化装置2内的第一搅拌电机31和空气压缩机7，由第一搅拌电机31带动装设于其上的第一搅拌装置8转动，搅拌消化装置2的腔体201内的污泥，搅拌的同时由空气压缩机7通过曝气装置20提供足够的空气给污泥进行有氧消化，反应时温度控制在25-30℃，时间为12小时，期间由曝气阀门23调节进气量。

（5）再次，关闭空气压缩机7电源，停止提供空气，同时第一搅拌装置8还继续转动工作，此时，消化装置2的腔体201内的污泥进行缺氧消化反应，反应时温度控制在25-30℃，时间为12小时，由于在缺氧段是以硝酸氮代替O₂作为最终电子受体，需氧量比较少，在一定程度上既节省了能源，又能达到较好的处理效果。

（6）最后，打开污泥清空口22管道上的第五阀门14并关闭排泥口21管道上的第四阀门13，使处理完成污泥从消化装置2的腔体201底部的污泥清空口22排出，通过出泥管道泵6抽到集泥井1中，此时，第五阀门14控制从消化装置2流向集泥井1的污泥流量大小。

（1）如图2所示，接通电源启动潜污泵4，打开第二污泥管道上的第二阀门11并关闭第一污泥管道上的第一阀门10，将集泥井1的原料污泥由潜污泵4抽出，通过第二污泥管道从进泥口18排进消化装置2的腔体201内，期间第二阀门11控制由集泥井1流向消化装置2的污泥流量大小。           

（2）接通电源启动第一搅拌电机31和空气压缩机7 ，由第一搅拌电机31带动装设于其上的第一搅拌装置8转动，搅拌消化装置2的腔体201内的污泥，搅拌的同时由空气压缩机7通过曝气装置20提供足够的空气给污泥进行有氧消化，反应时温度控制在25-30℃，时间为12小时，期间由曝气阀门23调节进气量。

（3）关闭空气压缩机7电源，停止提供空气，同时第一搅拌装置8还继续转动工作，此时，消化装置2的腔体201内的污泥进行缺氧消化反应，反应时温度控制在25-30℃，时间为12小时，由于在缺氧段是以硝酸氮代替O₂作为最终电子受体，需氧量比较少，在一定程度上既节省了能源，又能达到较好的处理效果。

（4）打开排泥口21管道上的第四阀门13并关闭污泥清空口22管道上的第五阀门14，将经过好氧/缺氧消化反应后的污泥由出泥管道泵6从消化装置2抽到集泥井1，期间由第四阀门13控制从消化装置2流向集泥井1的污泥流量大小，接着，打开第一污泥管道上的第一阀门10并关闭第二污泥管道上的第二阀门11，集泥井1内的污泥由潜污泵4从集泥井1抽到超声波装置3，此时，第一阀门10控制从集泥井1流向超声波装置3的污泥流量大小。

同时，本实施例中污泥还可以实现仅需经消化装置2处理方法：接通电源启动潜污泵4，打开第二污泥管道上的第二阀门11并关闭第一污泥管道上的第一阀门10，将集泥井1的原料污泥由潜污泵4抽出，通过第二污泥管道从进泥口18排进消化装置2的腔体201内，期间第二阀门11控制由集泥井1流向消化装置2的污泥流量大小， 再进行步骤（4）、步骤（5）和步骤（6）。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种联合超声波和缺氧/好氧消化的污泥处理装置，包括集泥井（1）和消化装置（2），消化装置（2）设有腔体（201），腔体（201）通过第二污泥管道与集泥井（1）联通，其特征在于，所述腔体（201）设有超声进泥口（19），超声进泥口（19）通过管道泵（5）与超声波装置（3）联通，能抽出集泥井（1）内污泥的潜污泵（4）通过第一污泥管道与超声波装置（3）联通。

2.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其特征在于，所述消化装置（2）还设有位于腔体（201）上部的进泥口（18）和腔体（201）下部的排泥口（21）及腔体（201）底部的污泥清空口（22），集泥井（1）内的潜污泵（4）经第二污泥管道与进泥口（18）联通，集泥井（1）经出泥管道泵（6）分别与排泥口（21）和污泥清空口（22）联通。

3.根据权利要求2所述的污泥处理装置，其特征在于，所述消化装置（2）还设有第一水位控制器（25）、若干个第一取样口（17）和水位显示器（16），第一水位控制器（25）设于腔体（201）上部内侧，若干个第一取样口（17）设于腔体（201）的不同高度方向上，水位显示器（16）设于腔体（201）的外侧且与腔体（201）相通，所述第二污泥管道上设有第二阀门（11），所述管道泵（6）联通消化装置（2）的排泥口（21）和污泥清空口（22）的管道上分别设有第四阀门（13）和第五阀门（14）。

4.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其特征在于，所述超声波装置（3）包括第二腔体（301）和若干个超声波能量转换器（28），第二腔体（301）顶部设有第二进泥口（33）和设于底部的第二排泥口（29），第二进泥口（33）经第一污泥管道与集泥井（1）内的潜污泵（4）联通，第二排泥口（29）经管道泵（5）与消化装置（2）的超声进泥口（19）联通，所述若干个超声波能量转换器（28）均匀装设于第二腔体（301）内侧且其超声出口方向均分别朝向第二腔体（301）的轴心。

5.根据权利要求1至4任一项所述的污泥处理装置，其特征在于，所述消化装置（2）还设有曝气装置（20）和第一搅拌装置（8），所述曝气装置（20）装设于腔体（201）的内腔底部，与腔体（201）外的空气压缩机（7）连接，所述第一搅拌装置（8）设有位于腔体（201）顶部的第一搅拌电机（31）和与位于腔体（201）的内腔的第一搅拌桨（15），第一搅拌桨（15）与第一搅拌电机（31）的输出轴连接且位于曝气装置（20）的上方。

6.根据权利要求5所述的污泥处理装置，其特征在于，所述曝气装置（20）设有曝气板（24），曝气板（24）经连接管道与空气压缩机（7）连接相通，连接管道上设有曝气阀门（23），曝气板（24）位于第一搅拌桨（15）下方。

7.根据权利要求4所述的污泥处理装置，其特征在于，所述超声波装置（3）还包括设于第二腔体（301）上的第二搅拌装置（9），所述第二搅拌装置（9）设有位于第二腔体（301）顶部的第二搅拌电机（30）和与位于第二腔体（301）的内腔的第二搅拌桨（27），第二搅拌桨（27）与第二搅拌电机（30）输出轴连接，所述若干个超声波能量转换器（28）的超声出口方向均分别朝向第二搅拌桨（27），所述第一污泥管道上设有第一阀门（10）。

8.根据权利要求7所述的污泥处理装置，其特征在于，所述超声波装置（3）的第二腔体（301）上还设有第二水位控制器（34）和第二取样口（32），第二水位控制器（34）位于第二腔体（301）的内侧，第二取样口（32）位于第二腔体（301）的底部第二排泥口（29）处。

9.根据权利要求7所述的污泥处理装置，其特征在于，所述超声波装置（3）上还设有溢流口（26），溢流口（26）位于第二腔体（301）的中间部位。

10.根据权利要求1至9任一项所述的污泥处理装置，其特征在于，所述管道泵（5）的管道上设有第三阀门（12）。

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