CN215250314U

CN215250314U - 一种碱和超声波联合的污泥预处理装置

Info

Publication number: CN215250314U
Application number: CN202121945176.6U
Authority: CN
Inventors: 邵峰
Original assignee: Mcc Ecological Environmental Protection Group Co ltd
Current assignee: Mcc Ecological Environmental Protection Group Co ltd
Priority date: 2021-08-18
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2031-08-18

Abstract

本实用新型公开了一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，包括预处理池，预处理池上设置有污泥进口，预处理池与碱液储罐连通，预处理池的污泥出口通过混合管与污泥储池连通，混合管与中和装置连通；所述预处理池的侧壁上设置有若干个超声波发生单元。本实用新型采用上述的碱和超声波联合的污泥预处理装置，同时实现污泥的碱处理和超声波处理，提高污泥厌氧消化效率；并能适应工业规模的生产应用。

Description

一种碱和超声波联合的污泥预处理装置

技术领域

本实用新型涉及污泥处理技术领域，尤其是涉及一种碱和超声波联合的污泥预处理装置。

背景技术

随着城镇化发展和环保要求的提高，我国的污水处理设施得到了快速发展，污泥作为污水处理过程中不可避免的副产物，污泥的产量也逐年增长。2020年我国污泥产量预计可达8000万吨(以含水率80％计)。污泥中含有蛋白质、多糖、脂质等有机物，也含有各种重金属、寄生虫卵、病原微生物等有毒有害物质。污泥若未得到妥善的处置，将会带来严重的环境“二次污染”问题。

污泥厌氧消化技术是一种常用的污泥稳定化技术，可实现污泥的减量化、无害化和资源化。但由于污泥中易生物降解的有机物大多被胞外聚合物包裹起来，从而导致污泥厌氧消化效率低、消化停留时间长、反应器占地面积大的问题。

超声波破解污泥的主要方式为空化作用，超声能量在污泥中传播过程中会产生压力和拉力，引发微气泡的产生与破坏，产生巨大的剪切力，从而破坏胞外聚合物和细胞结构。微气泡破坏过程中产生的局部高温和高压还可使水分解形成羟基自由基，可将大分子有机物氧化成小分子有机物。碱能促进污泥中有机颗粒的溶胀、纤维成分溶解，从而促进污泥水解、有机物释放。但pH值过高则会导致蛋白质变性，发生皂化反应，影响厌氧消化水平。因此，碱剂投加过程中须迅速搅拌，混合污泥，以避免局部pH值过高。

目前，污泥的碱处理和超声波处理还仅限于实验室，不能适应于工业规模的生产应用；并且污泥单独的碱处理和超声波处理效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，同时实现污泥的碱处理和超声波处理，提高污泥厌氧消化效率；并能适应工业规模的生产应用。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，包括预处理池，预处理池上设置有污泥进口，预处理池与碱液储罐连通，预处理池的污泥出口通过混合管与污泥储池连通，混合管与中和装置连通；所述预处理池的侧壁上设置有若干个超声波发生单元。

优选的，所述碱液储罐与预处理池之间设置有碱液计量泵和电磁阀一。

优选的，所述污泥进口设置在预处理池的侧壁上端，污泥进口处设置有电磁阀二；污泥出口设置在预处理池的侧壁下端，污泥出口通过电磁阀三、螺杆泵和电磁流量计与混合器连接。

优选的，所述中和装置包括酸液储罐，酸液储罐通过酸液计量泵与混合器连接，混合器上设置有PH计二。

优选的，所述中和装置包括餐厨垃圾储池，餐厨垃圾储池通过计量泵一与混合器连接，混合器上设置有PH计二。

优选的，所述预处理池为密闭结构；预处理池的底部设置有微孔曝气器，微孔曝气器通过电磁阀四与鼓风机连接；预处理池的顶部设置有碱液进口、泄压阀、液位计、压力表和PH计一。

优选的，所述微孔曝气器设置与预处理池底部的一侧。

优选的，所述超声波发生单元发出的超声波频率不同。

优选的，所述预处理池的内部设置有对污泥具有搅拌作用的搅拌器。

上述碱和超声波联合的污泥预处理装置的处理方法，包括以下步骤：

S1、打开电磁阀二，污泥由污泥进口泵入预处理池内，污泥泵入过程完成后，关闭电磁阀二；

S2、打开电磁阀一，碱液储罐中的碱液通过碱液计量泵经碱液进口泵入预处理池内，碱液泵入量通过碱液计量泵控制，通过pH计一检测预处理池中的pH值，pH值达到碱处理设计值即停止碱液泵入，关闭电磁阀一；

S3、在步骤S2进行的同时，打开电磁阀四，开启鼓风机，通过微孔曝气器进行曝气，同时开启超声波发生单元，打开搅拌器进行搅拌；

S4、碱和超声波联合预处理完成后，关闭鼓风机、电磁阀四、超声波发生单元和搅拌器；打开电磁阀三，在压力的作用下，预处理池中污泥从污泥出口离开，预处理池内气压下降至不再变化，打开电磁阀二和螺杆泵，污泥通过螺杆泵和电磁流量计流入混合器中，污泥流速由电磁流量计控制；

S5、酸液储罐中的酸液或餐厨垃圾储池中的餐厨垃圾分别通过酸液计量泵和计量泵一泵入混合器，污泥与酸液或餐厨垃圾的混合比例根据电磁流量计的流量分别通过酸液计量泵或计量泵一控制，将污泥的pH回调至中性，pH值由pH计二测定；处理后的污泥或污泥与餐厨垃圾的混合物贮存于污泥储池中。

本实用新型所述的碱和超声波联合的污泥预处理装置的优点和积极效果是：

(1)本实用新型在预处理池中同时完成了污泥的碱处理和超声波预处理，减少了预处理设备数量，缩短预处理环节。

(2)本实用新型采用曝气搅拌方式，不仅完成了碱处理中的搅拌混合作用，还通过曝气增加额外超声波预处理空化作用产生的机率，从而提高污泥预处理效果。另外，预处理池采用封闭式结构和泄压阀，可保持池内处于一定的高压环境，以增加气体在水中的溶解度，增强超声波预处理的空化作用。

(3)本实用新型采用餐厨垃圾来替代酸液，完成处理后污泥pH值回调至中性的过程，节省酸的使用，节约成本。

(4)本实用新型所述的污泥预处理装备简单，操作过程易于控制，易于实现碱和超声波联合污泥预处理的工业化生产。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型一种碱和超声波联合的污泥预处理装置的实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型一种碱和超声波联合的污泥预处理装置的实施例一的预处理池结构示意图；

图3为本实用新型一种碱和超声波联合的污泥预处理装置的实施例二的结构示意图；

图4为本实用新型一种碱和超声波联合的污泥预处理装置的实施例三的预处理池结构示意图。

附图标记

1、预处理池；2、碱液储罐；3、碱液计量泵；4、电磁阀一；5、电磁阀二；6、电磁阀三；7、螺杆泵；8、电磁流量计；9、混合器；10、酸液储罐；11、酸液计量泵；12、污泥储池；13、餐厨垃圾储池；14、计量泵一，101、污泥进口；102、污泥出口；103、鼓风机；104、电磁阀四；105、碱液进口；106、泄压阀；107、压力表；108、pH计一；109、超声波发生单元；110、微孔曝气器；111、搅拌器；112、液位计；901、pH计二。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例一

图1为本实用新型一种碱和超声波联合的污泥预处理装置的实施例一的结构示意图，图2为本实用新型一种碱和超声波联合的污泥预处理装置的实施例一的预处理池结构示意图。如图所示，一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，包括预处理池1，预处理池1上设置有污泥进口101。污泥进口101设置在预处理池1的侧壁上端，污泥进口101处设置有电磁阀二5，污泥通过电磁阀二5进入到预处理池1内。预处理池1与碱液储罐2连通，碱液储罐2与预处理池1之间设置有碱液计量泵3和电磁阀一4，电磁阀一4用于控制碱液储罐2与预处理池1之间连接管路的开通和关闭，碱液计量泵3用于控制碱液的泵入量。

预处理池1的侧壁上设置有若干个超声波发生单元109，超声波发生单元109发出的超声波频率不同，通过不同的超声波频率对污泥进行空化作用，提高污泥预处理的效果。

预处理池1的顶部设置有碱液进口105、泄压阀106、液位计112、压力表107和PH计一108，碱液进口105与碱液储罐2连接。预处理池1的底部设置有微孔曝气器110，微孔曝气器110通过电磁阀四104与鼓风机103连接。微孔曝气器110设置与预处理池1底部的一侧，以形成对流，增强污泥的混合。微孔曝气器110不仅对碱液具有搅拌混合的作用，而且通过曝气增加超声波处理空化作用的几率，提高污泥预处理效果。预处理池1为密闭结构，使得预处理池1内处于一定的高压条件下，增加空气在水中的溶解度，增强超声波预处理的空化作用。泄压阀106保持预处理池1内的压力，对预处理池1具有保护作用。

预处理池1的污泥出口102通过混合管与污泥储池12连通，混合管与中和装置连通。污泥出口102设置在预处理池1的侧壁下端，污泥出口102通过电磁阀三6、螺杆泵7和电磁流量计8与混合器9连接。预处理后的污泥通过电磁阀三6、螺杆泵7和电磁流量计8流入混合器9中与中和装置中的物质进行中和反应。

中和装置包括酸液储罐10，酸液储罐10通过酸液计量泵11与混合器9连接，混合器9上设置有pH计二901，pH计二901用于检测混合器9内的pH值。

S1、打开电磁阀二5，污泥由污泥进口101泵入预处理池1内，泵入污泥含水率范围为96％～99％，污泥泵入过程中利用液位计112对污泥泵入的量进行检测，污泥泵入过程完成后，关闭电磁阀二5。

S2、打开电磁阀一4，碱液储罐2中的碱液通过碱液计量泵3经碱液进口105泵入预处理池1内，碱液泵入量通过碱液计量泵3控制，碱剂可选用NaOH、KOH和Ca(OH)2的一种或多种的混合物，浓度为1～10mol/L，碱处理pH为8～12，通过pH计一108检测预处理池1中的pH值，pH值达到碱处理设计值即停止碱液泵入，关闭电磁阀一4。

S3、在步骤S2进行的同时，打开电磁阀四104，开启鼓风机103，通过微孔曝气器110进行曝气，曝气气泡直径在1～100微米，同时开启超声波发生单元109，不同超声波发生单元109超声频率不同，超声频率范围为20～40kHz，超声波的能比范围为1000～7000kJ/kgTS。预处理池1内气压通过压力表107读取，由泄压阀106控制，使池内的压力保持稳定，加压环境可促进超声过程的空化作用。碱和超声波联合预处理的时间为10～120分钟。

S4、碱和超声波联合预处理完成后，关闭鼓风机103、电磁阀四104、超声波发生单元109和搅拌器111；打开电磁阀三6，在压力的作用下，预处理池1中污泥从污泥出口102离开，预处理池1内气压下降至不再变化，打开电磁阀二5和螺杆泵7，污泥通过螺杆泵7和电磁流量计8流入混合器9中，污泥流速由电磁流量计8控制。

S5、酸液储罐10中的酸液通过酸液计量泵11泵入混合器9，污泥与酸液的混合比例根据电磁流量计8的流量通过酸液计量泵11控制，将污泥的pH回调至中性，pH值由pH计二901测定。处理后的污泥或污泥与餐厨垃圾的混合物贮存于污泥储池12中。

实施例二

图3为本实用新型一种碱和超声波联合的污泥预处理装置的实施例二的结构示意图。如图所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：中和装置包括餐厨垃圾储池13，餐厨垃圾储池13通过计量泵一14与混合器9连接，混合器9上设置有PH计二901。通过餐厨垃圾中和预处理后的污泥可以减少酸剂的使用，节约成本。

本实施例中的处理方法与实施例一的不同之处在于：步骤S5、餐厨垃圾通过计量泵一14泵入混合器9，餐厨垃圾与酸液的混合比例根据电磁流量计8的流量通过计量泵一14控制，将污泥的pH回调至中性，pH值由pH计二901测定。处理后的污泥或污泥与餐厨垃圾的混合物贮存于污泥储池12中。

实施例三

图4为本实用新型一种碱和超声波联合的污泥预处理装置的实施例三的预处理池1结构示意图。如图所示，本实施例与实施例一和实施例二的不同之处在于：预处理池1的内部设置有对污泥具有搅拌作用的搅拌器111，增加对污泥的搅拌效果，提高污泥与碱液的混合。

本实施例中处理方法与实施例一和实施例二的不同之处在于：在步骤S3中，要打开搅拌器111对污泥进行搅拌。

因此，本实用新型采用上述的碱和超声波联合的污泥预处理装置，同时实现污泥的碱处理和超声波处理，提高污泥厌氧消化效率；并能适应工业规模的生产应用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，其特征在于：包括预处理池，预处理池上设置有污泥进口，预处理池与碱液储罐连通，预处理池的污泥出口通过混合管与污泥储池连通，混合管与中和装置连通；所述预处理池的侧壁上设置有若干个超声波发生单元。

2.根据权利要求1所述的一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，其特征在于：所述碱液储罐与预处理池之间设置有碱液计量泵和电磁阀一。

3.根据权利要求1所述的一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，其特征在于：所述污泥进口设置在预处理池的侧壁上端，污泥进口处设置有电磁阀二；污泥出口设置在预处理池的侧壁下端，污泥出口通过电磁阀三、螺杆泵和电磁流量计与混合器连接。

4.根据权利要求1所述的一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，其特征在于：所述中和装置包括酸液储罐，酸液储罐通过酸液计量泵与混合器连接，混合器上设置有PH计二。

5.根据权利要求1所述的一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，其特征在于：所述中和装置包括餐厨垃圾储池，餐厨垃圾储池通过计量泵一与混合器连接，混合器上设置有PH计二。

6.根据权利要求1所述的一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，其特征在于：所述预处理池为密闭结构；预处理池的底部设置有微孔曝气器，微孔曝气器通过电磁阀四与鼓风机连接；预处理池的顶部设置有碱液进口、泄压阀、液位计、压力表和PH计一。

7.根据权利要求6所述的一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，其特征在于：所述微孔曝气器设置与预处理池底部的一侧。

8.根据权利要求1所述的一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，其特征在于：所述超声波发生单元发出的超声波频率不同。

9.根据权利要求1所述的一种碱和超声波联合的污泥预处理装置，其特征在于：所述预处理池的内部设置有对污泥具有搅拌作用的搅拌器。