CN204265618U - 水力两相流污泥细胞破壁系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于污泥处理领域，特别涉及水力两相流污泥细胞破壁系统。该单元系统包括两相流破壁反应器、水箱、高压水泵、引射器、高压磨料罐，所述的两相流破壁反应器由喷嘴、污泥进料口、污泥出料口及厚壁板组成，污泥进料口位于两相流破壁反应器顶部，厚壁板位于喷嘴出口对面位置。该系统提高了破壁效果，以水作为动力源，经济安全，以较少的投入，大大降低污泥破壁成本。
Description
技术领域
本实用新型属于污泥处理领域，特别涉及水力两相流污泥细胞破壁系统。
背景技术
活性污泥法是目前世界上应用最广泛的污水生物处理技术，但其弊端是会产生大量的剩余活性污泥。这些剩余活性污泥通常含有一定量的有毒有害物质(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。
活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称。微生物群体主要包括细菌，原生动物和藻类等。其中，细菌和原生动物是主要的两大类。活性污泥从外观上看，似絮绒颗粒，统称生物絮凝体，其粒径一般介于0.02-0.2MM之间。
污泥中的水主要有毛细水、间隙水、吸附水和内部水，普通的机械脱水能够去除毛细水、间隙水和吸附水，难以去除内部水，污泥常规压滤脱水后内部水占比例在80%以上。可见脱除内部水是降低泥饼含水率的关键，而对于污泥中的细胞进行破壁预处理是脱除污泥内部水，从而降低泥饼含水率的一项重要技术。此外，采用一定的预处理方式，可以使细胞壁破裂，细胞内含物溶出，加速污泥的水解过程。从而达到缩短消化时间，减少消化池容积，提高甲烷产量的目的。
目前，国内外关于污泥细胞破壁技术的方法有物理法和化学法，物理法有热处理法、高压喷射法、超声波处理法、冷冻处理法、辐照法；化学法有碱处理法、臭氧氧化法等。在工程应用中，根据实际需要，开发新型的剩余污泥细胞破壁技术仍是今后重点研究的方向。
发明内容
本实用新型的目的就是提供一种不需要热源、不需要添加化学物质、可连续回收磨料介质的水力两相流污泥细胞破壁系统。
本实用新型的发明目的是通过以下技术方案实现的。
水力两相流污泥细胞破壁系统，该单元系统包括两相流破壁反应器1、水箱2、高压水泵3、引射器4、高压磨料罐5，所述的两相流破壁反应器1由喷嘴9、污泥进料口10、污泥出料口12及厚壁板11组成，污泥进料口10位于两相流破壁反应器1顶部，厚壁板11位于喷嘴9出口对面位置，污泥出料口10位于两相流破壁反应器1底部，水箱2与高压水泵3的进水管相接，引射器4进口端与高压水泵3相连通，引射器4出口端与喷嘴9进口端相连，高压水泵3出水管通过阀分别与高压磨料罐5底部、侧面相连；高压磨料罐5的底部与引射器4的中部相连。
进一步，该单元系统还包括磨料缓存斗7、磨料回收机8、破壁污泥出口13，磨料回收机8与污泥出料口10连接，破壁污泥出口13位于磨料回收机8底部，磨料缓存斗7与磨料回收机8的磨料出口连接，磨料缓存斗7底部通过磨料放料阀门6与高压磨料罐5顶部相连。
进一步，所述的系统包括二套以上的上述单元系统。
在高速流动的水中混入一定数量的磨料，高压水的动能部分传递给磨料，从而改变了射流对靶体的作用方式，从水射流对靶物的持续作用改变为磨料对靶体的冲击、磨削作用，高速粒子流还对靶物产生高频冲蚀，从而大大地提高磨料射流的品质和工作效率。
在含有铁砂的高能水力流中加入污泥，高能水力流在喷嘴喷出位置发生卷吸作用，将污泥在喷头附近混合均匀后再喷射到厚壁板上。由于在高能水力流中加入了铁砂作为磨料介质，在喷嘴释放压力的时候，铁砂对污泥细胞进行高速切割碰撞，污泥细胞在瞬间高速撞击下发生细胞破裂。
本实用新型具有下述优点：
1、该系统提高了破壁效果，以水作为动力源，经济安全，以较少的投入，大大降低污泥破壁成本。通过将破壁后的生物污泥送至厌氧-缺氧-好氧的除磷脱氮工艺中，不仅可以减少污泥产量，还为除磷脱氮提供了碳源，提高除磷脱氮效果。
2、添加的磨料介质为铁砂，具有硬度高、易回收的特点。
3、通过添加磨料介质，使得所需破壁水压力大为降低，使得工业应用成为可能。混入磨料后大大降低了污泥破壁所需要的水压力，同等破壁效果的条件下，将所需水压力由40-50Mpa减小到3-3.5Mpa。
4、如果采用单纯的水射流，水压将提高到700-1000Mpa,几乎能切割任何物质，如果添加磨料介质的情况下，水压减少到200-400Mpa，而对于活性污泥来说，添加磨料的情况下减小到2-3Mpa,这为工业化应用打下了基础。
附图说明
图1是本实用新型结构剖视图；
图2是本实用新型结构剖视图；
图3是本实用新型两相流破壁反应器结构示意图。
其中：1-两相流破壁反应器，2-水箱，3-高压水泵， 4-引射器，5 -高压磨料罐，6-磨料放料阀，7- 磨料缓存斗，8-磨料回收机，9-喷嘴， 10-污泥进料口， 11-厚壁板， 12-污泥出料口， 13-破壁污泥出口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1、图3所示，水力两相流污泥细胞破壁系统，该单元系统包括两相流破壁反应器1、水箱2、高压水泵3、引射器4、高压磨料罐5，所述的两相流破壁反应器1由喷嘴9、污泥进料口10、污泥出料口12及厚壁板11组成，污泥进料口10位于两相流破壁反应器1顶部，厚壁板11位于喷嘴9出口对面位置，污泥出料口10位于两相流破壁反应器1底部，水箱2与高压水泵3的进水管相接，引射器4进口端与高压水泵3相连通，引射器4出口端与喷嘴9进口端相连，高压水泵3出水管通过阀分别与高压磨料罐5底部、侧面相连；高压磨料罐5的底部与引射器4的中部相连。该单元系统还包括磨料缓存斗7、磨料回收机8、破壁污泥出口13，磨料回收机8与污泥出料口10连接，破壁污泥出口13位于磨料回收机8底部，磨料缓存斗7与磨料回收机8的磨料出口连接，磨料缓存斗7底部通过磨料放料阀门6与高压磨料罐5顶部相连。
如图2所示，所述的系统包括二套以上的上述单元系统。
本实用新型的运行方式为：将清水通过高压水泵加压至高压后，然后在引射器中混入磨料，具有磨料的高压水通过管路输送到喷嘴，在两相流破壁反应器中喷射出高能磨料流，污泥从污泥进料口进入，当穿过具有高能磨料流的喷嘴附近时，被高速的磨料介质和水冲击到厚壁板上，污泥在具有高动能的磨料介质的冲击作用下，污泥细胞壁得到破碎，破壁后的污泥同磨料介质一起从污泥出料口流出，再通过磨料回收机中，回收后的磨料进入磨料缓存斗中。
二套以上的上述单元系统互相支持，由此完成一个循环，使得高压水流连续不断的进入到两相流破壁反应器中。
Claims (3)
1.水力两相流污泥细胞破壁系统，其特征在于：该水力两相流污泥细胞破壁系统包括两相流破壁反应器(1)、水箱(2)、高压水泵(3)、引射器(4)、高压磨料罐(5)，所述的两相流破壁反应器(1)由喷嘴(9)、污泥进料口(10)、污泥出料口(12)及厚壁板(11)组成，污泥进料口(10)位于两相流破壁反应器(1)顶部，厚壁板(11)位于喷嘴(9)出口对面位置，污泥出料口(10)位于两相流破壁反应器(1)底部，水箱(2)与高压水泵(3)的进水管相接，引射器(4)进口端与高压水泵(3)相连通，引射器(4)出口端与喷嘴(9)进口端相连，高压水泵(3)出水管通过阀分别与高压磨料罐(5)底部、侧面相连；高压磨料罐(5)的底部与引射器(4)的中部相连。
2.如权利要求1所述的水力两相流污泥细胞破壁系统，其特征在于：该单元系统还包括磨料缓存斗(7)、磨料回收机(8)、破壁污泥出口(13)，磨料回收机(8)与污泥出料口(10)连接，破壁污泥出口(13)位于磨料回收机(8)底部，磨料缓存斗(7)与磨料回收机(8)的磨料出口连接，磨料缓存斗(7)底部通过磨料放料阀门(6)与高压磨料罐(5)顶部相连。
3.如权利要求2所述的水力两相流污泥细胞破壁系统，其特征在于：所述的系统包括二套以上的上述单元系统。
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