CN208038272U - 水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机及处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机及处理系统。本实用新型主要解决现有水力空化减泥设备存在的液体有效空化过流时间短、对污泥絮体破解作用不充分和能耗高的技术问题。本实用新型的技术方案是：水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机，包括潜水电机、进气管、机座、曝气筒、搅拌轴、空化阻流板、耐磨轴套、螺旋搅拌叶轮和投碱管，所述潜水电机设在机座的上面，所述曝气筒上端与机座底面连接，所述空化阻流板设在曝气筒内腔中的下部，所述搅拌轴的一端与潜水电机转轴连接，所述搅拌轴另一端与螺旋搅拌叶轮联接，所述耐磨轴套设在空化阻流板中心轴孔中，所述进气管与曝气筒上部的进气口连接，所述投碱管设在曝气筒的外壁上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机及处理系统，它属于污水处理技术领域。
背景技术
污泥减量技术是指在保证污水处理效果的前提下，通过适当的措施减少生物处理外排生物污泥的质量。是解决污泥出路的较佳方法。目前应用的污泥减量技术主要有机械法、化学法和生物法等。化学法包括利用臭氧氧化、酸碱或加热水解。超声波和水力空化等技术手段破碎微生物细胞，可使胞内有机物释放溶出，并返回生化处理系统，达到剩余污泥资源化，减量化的目的。
中国专利ZL201310378632.7公开了一种采用超临界溶气空化设备及其强化污泥减量的方法，该方法通过水泵将污泥混合液高速通过空化喷嘴，通过管道收缩与扩散产生空化效应，最后经溶气空化处理后的污泥从污泥输出管排出。其使用中存在以下不足之处：污泥混合液通过无堵塞排污泵产生的压力一次性通过该设备，液体空化过流时间短；两次空化对较大的污泥絮体及其它有机物的破解作用不充分。
中国专利CN201510738373.3公开了一种水力空化减泥机及其污水处理方法，其中水力空化减泥机包括相互串接在一起的至少两级空化装置；第一级空化装置包括置于一级空化腔内的第一空化器以及正对第一空化器出口的粉碎挡板；第二级空化装置包括顺序连接的第二空化器、射流约束体和二级扩散管，所述射流约束体位于溶气腔内，所述溶气腔设置有溶气调节机构；含有污泥的待处理混合液进入所述第一空化器后形成高速射流撞击在所述粉碎挡板上，使混合液中的大颗粒污泥絮体破碎，然后进入所述第二空化器，混合液在所述第二空化器内产生溶气空化后经所述二级扩散管处理后排出。该水力空化减泥机通过设置粉碎挡板和增加空化级数，虽然提高了对污泥絮体的破解性能，但也相应提升了压力要求，增加了能耗。
发明内容
本实用新型的目的是解决现有水力空化减泥设备存在的液体有效空化过流时间短、对较大的污泥絮体及其它有机物的破解作用不充分和能耗高的技术问题，提供一种水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机及处理系统。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机，它包括潜水电机、进气管、机座、曝气筒、搅拌轴、空化阻流板、耐磨轴套、螺旋搅拌叶轮和投碱管，所述潜水电机设在机座的上面，所述曝气筒的上端与机座底面连接，所述空化阻流板设在曝气筒内腔中的下部，所述搅拌轴的一端与潜水电机转轴连接，所述搅拌轴的另一端穿过空化阻流板中心的轴孔与螺旋搅拌叶轮联接，所述耐磨轴套设在空化阻流板中心轴孔中并位于空化阻流板中心轴孔与搅拌轴之间，所述进气管的出口与曝气筒上部设置的进气口连接，所述投碱管设在曝气筒的外壁上且其投碱出口位于曝气筒下端出口处。
进一步地，它还包括固定支架，所述固定支架与进气管和投碱管的上部连接。
一种使用上述水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机的处理系统，它由水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机、溶碱槽、计量泵和支架组成，所述水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机通过支架装在污泥池中，所述计量泵设在溶碱槽上且计量泵的出液口与投碱管的进口连接。
本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型减泥机直接放入污水厂现有污泥浓缩池或消化池中运用，不必对原有工艺和管线进行改动，适合在绝大多数污水处理厂特别是中小型污水处理厂改造使用；
(2)本实用新型水力空化气泡膨胀发生在设备的曝气筒体内，空泡溃灭过程在污泥池内实现，这样的设计缩短了水力空化效应发生的路径，使消耗能量主要作用于空化气泡膨胀，相应减少了设备投资，降低了混合液压力要求，节省了能耗；
(3)本实用新型将产生水力空化效应的剩余能量用作碱液与污泥混合液搅拌混合的动力，既节省了加碱搅拌设备的投资，同时又节约了搅拌设备的动力消耗，起到了一举多得的良好效果；
(4)常规碱解工艺对碱投加量有一定的要求，微量投碱只能破坏污泥絮体结构，不能破坏细胞结构，溶解性有机物增加很少，起不到破解污泥固体有机物的目的。加大投碱量破解污泥效果较好，但高浓度钠钾离子抑制后续厌氧消化。本实用新型在微量投碱破坏污泥絮体结构的同时，恰好将水力空化产生的极端条件避开污泥絮体而直接作用于微生物细胞本身，最大限度的发挥了碱解效能，又充分利用了水力空化对微生物的破壁作用，使两者效用最大化，对于细胞破解及有机质降解有显著的相互促进作用。
附图说明
图1是本实用新型减泥机的结构示意图；
图2是本实用新型减泥机处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例中的一种水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机，它包括潜水电机1、进气管2、机座3、曝气筒4、搅拌轴5、空化阻流板7、耐磨轴套6、螺旋搅拌叶轮8和投碱管9，所述潜水电机1设在机座3的上面，所述曝气筒4的上端与机座3底面连接，所述空化阻流板7设在曝气筒3内腔中的下部，所述搅拌轴5的一端通过联轴器与潜水电机1转轴连接，所述搅拌轴5 的另一端穿过空化阻流板7中心的轴孔与螺旋搅拌叶轮8联接，所述耐磨轴套6 设在空化阻流板7中心轴孔中并位于空化阻流板7中心轴孔与搅拌轴5之间，所述进气管2的出口与曝气筒4上部设置的进气口连接，所述投碱管9设在曝气筒4的外壁上且其投碱出口位于曝气筒4下端出口处。
进一步地，它还包括固定支架10，所述固定支架10与进气管2和投碱管9 的上部连接。
如图2所示，一种使用上述水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机的处理系统，它由水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机、溶碱槽12、计量泵11 和支架13组成，所述水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机通过支架13装在污泥池14中，所述计量泵11设在溶碱槽12上且计量泵11的出液口与投碱管9的进口连接。
本实用新型的水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机通过支架13悬挂或其他安装方式安放在污水处理厂现有污泥浓缩池或者污泥消化池中，设备整体沉没在污泥混合液中。投碱管9上端伸出水面连接投碱计量泵11的出液口，计量泵11进液管伸入溶碱槽12内抽取碱液。进气管2伸出池外以便于吸入空气。
本实用新型的工作原理为：
所述螺旋搅拌叶轮8在潜水电机1的带动下高速旋转，导致曝气筒3体内污泥混合液高速向下旋转，曝气筒体内压力降低形成负压，外部空气通过进气管2被吸入并与污泥混合液充分混合。这些混合液通过锥形多孔空化阻流板7 上的锥形小孔高速射出，此时压力进一步降低至该温度的饱和蒸气压，混合液内微小汽核和气泡充分发育膨胀，最后当混合液从曝气筒体高速进入污泥池后，液体压力恢复导致混合液内气泡爆裂，发生空化效应造成污泥混合液内有机污泥解体。与此同时从曝气筒体高速喷射而出的混合液携带同时投加的碱液，在污泥池内搅拌混合协同作用，进一步提升了破解污泥的能力。
实施例一
取1m3市政污水厂污泥浓缩池新鲜污泥，置于实验敞口水箱内，将一只空化发生功率为200瓦的本实用新型的水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机，固定安装到实验水箱污泥混合液中，连接电源控制器，将投碱系统出液管与本实用新型的水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机的投碱管连接在一起。启动电源向污泥中投碱同时开始水力空化，控制污泥pH＝9时停止加碱，水力空化连续运行180分钟，检测污泥上清液中有机物变化情况如表1所述，污泥上清液中溶解性有机物在三小时内由不到100mg/l上升至1938.3mg/l，污泥有机物溶解度由不到2％上升至36.57％。而整体功率只有200多瓦，达到很高能效比。
表1
| pH | TS mg/l | TCOD mg/l | SCOD mg/l | 溶解度％ | |
| 处理前 | 6.8 | 6800 | 5300 | ﹤100 | ﹤2 |
| 处理30分钟 | 9 | 898.1 | 16.94 | ||
| 处理3小时 | 7.6 | 1938.3 | 36.57 |
实施例二
一日处理20000m3的市镇污水处理厂，每天产生含水量85％的压滤污泥16 吨左右，在其污泥浓缩池中安装空化功率1.5千瓦的水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机四台，两用两备工作制，每日连续工作16个小时，每公斤干污泥投加0.02公斤碱，每天投加NaOH50公斤，连续运行了三个月，平均每天外排泥量缩减到3吨以内。外运污泥由一天一运缩减至一周一运，收到明显的经济效益和良好的社会效益。
Claims (3)
1.一种水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机，其特征在于：它包括潜水电机、进气管、机座、曝气筒、搅拌轴、空化阻流板、耐磨轴套、螺旋搅拌叶轮和投碱管，所述潜水电机设在机座的上面，所述曝气筒的上端与机座底面连接，所述空化阻流板设在曝气筒内腔中的下部，所述搅拌轴的一端与潜水电机转轴连接，所述搅拌轴的另一端穿过空化阻流板中心的轴孔与螺旋搅拌叶轮联接，所述耐磨轴套设在空化阻流板中心轴孔中并位于空化阻流板中心轴孔与搅拌轴之间，所述进气管的出口与曝气筒上部设置的进气口连接，所述投碱管设在曝气筒的外壁上且其投碱出口位于曝气筒下端出口处。
2.根据权利要求1所述的一种水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机，其特征在于：它还包括固定支架，所述固定支架与进气管和投碱管的上部连接。
3.一种使用权利要求1或2所述的水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机的处理系统，其特征在于：它由水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机、溶碱槽、计量泵和支架组成，所述水力空化协同微碱处理生化污泥的减泥机通过支架装在污泥池中，所述计量泵设在溶碱槽上且计量泵的出液口与投碱管的进口连接。
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