CN216191804U - 一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水力空化应用领域。具体涉及一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置。降解池出口管路依次连接污泥泵、节流阀Ⅱ、进口压力表、超声空化装置、出口压力表、流量计、降解池入口管路。所述超声空化装置内部包括空化装置。所述空化装置为文丘里孔板；所述文丘里孔板的厚度为1～10mm，孔板上设有若干个通孔，通孔由收缩段、喉部、扩散段组成，通孔喉部长度为2～3mm，喉部与扩散段的发射角α为5～20°。所述的超声空化装置的结构为：文丘里孔板的入口和出口设有超声空化管道。本申请所述的装置简单高效，无副产物产生，不会产生二次污染，适用于大规模处理剩余污泥，提高污泥处理效率。

Description

一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置

技术领域

本实用新型属于水力空化应用领域。具体涉及一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，对于剩余污泥有效提升破解率。

背景技术

随着全球工业化的发展，工厂数量逐渐增加，环境问题随之而来。因此，污水如何合理排放和有效降解是对地球水环境最大的问题之一。常用的污水处理方法，如吸附、混凝、膜分离和生物法，都尚未被认为是污水处理最有效的方法。然而，在过去的几年中，高级氧化技术以及空化现象在处理污水方面表现出了良好的性能。

空化通常包括两种，即为水力空化(水动力现象)和超声空化(声学效应)，并且现阶段也被广泛应用于剩余污泥的处理当中。水力和超声这两种技术都有各自的优点和缺点，水力空化的形成通常是指管路截面的变小而引起的流体增速、压力下降的现象，其能量提供形式是机械能提供空化能量。其可以产生较高的空化泡密度，并且投资成本较低，也为空化技术的大规模应用提供了更大的可能性。而超声空化是由超声换能器产生的，其能量提供形式是施加于换能器的电能提供，因此其产生的空化泡坍塌强度(坍塌时的温度和压力)会更高，即空化效应会更强。两种空腔产生的方法的能量效率是非常不同的。为此，利用两种发生方式各自的优点，即可在一个反应器系统中产生高空化泡密度和高坍塌强度的叠加空化效应，即在水力-超声双空化系统中结合两种技术，避免了各自的缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现阶段污泥处理量大、处理效率不高等一系列缺点，并在此基础上提供一种结构简单、装置可拆卸、可循环处理、处理成本低的一种污泥减量装置，且没有副产物生成，不会造成二次污染，并可以循环处理大量污水。

本实用新型采取的技术方案是：一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，降解池出口管路依次连接污泥泵、节流阀Ⅱ、进口压力表、超声空化装置、出口压力表、流量计、降解池入口管路。

上述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，所述超声空化装置内部包括空化装置。

上述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，所述空化装置为文丘里孔板；所述文丘里孔板的厚度为1～10mm，孔板上设有1-13个通孔，通孔由收缩段、喉部、扩散段组成，通孔喉部长度为2～3mm，喉部与扩散段的发射角α为5～20°。

上述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，所述的超声空化装置的结构为：文丘里孔板的入口和出口设有超声空化管道，超声空化管道外部周围设有释放超声波的超声波放能孔。

上述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，降解池内部设有搅拌器、温度计。

上述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，降解池外部通过冷却液对降解池进行冷却，降解池外部设有冷却液进口、冷却液出口。

上述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，污泥泵出口与降解池之间设有回流副管道，回流副管道上设有副管道压力表、节流阀Ⅰ。

本实用新型创造性的提供了利用水力—超声双空化效果处理污水，空化降解污水的过程如下：污泥由污泥泵加压后以较高的压力进入孔板发生空化，孔板的节流作用使得流速突然增大，压力极速降低，空化泡在发生到溃灭的发育历程中，还会产生强大的冲击波和微射流，可在水体中产生强烈扰动、甚至发生破碎、剪切力等机械效应，由于超声波具有极强的穿透力，以此可以成功实现水力空化效应与超声空化效应相结合的技术，超声空化会使空化的密度和强度都会叠加甚至发生共振效应，大大增强了空化效能，提高污泥降解率。

本实用新型的有益效果在于以下几点：

1.本装置在空化的基础上在降解池底部添加搅拌装置，使得内部混合液在进入污泥泵前得到充分搅拌，加强空化的效能。

2.本装置在原有的空化处理污泥的基础上将水力空化和超声空化结合，将空化孔板置于槽式超声发生器中，由于超声波具有极强的穿透力，以此可以成功实现水力空化效应与超声空化效应相结合的技术，利用超声空化会使空化的密度和强度都会叠加甚至发生共振效应，大大增强了空化效能，提高污泥降解率。

3.本装置在降解槽内部添加控温装置，通过对温度的精准把控，减少双空化产生的高温对污泥破解的影响，增强减泥效率。

4.本装置包括主管道和副管道，并且都配备有节流阀，可以通过对主管道和副管道的的调节，改变主管道的压力，从而达到不同阶段污泥的最佳降解压力。

5.本装置将剩余污泥混合液通过主管道进行循环，通过超声—水力双空化系统产生得到高温、高压、羟基自由基等活性自由基对剩余污泥进行催化氧化以及降解，使得污泥降解成为小分子污染物并得以去除。由于该空化系统空化的密度和强度都会叠加甚至发生共振效应，从而大大提高了污泥的降解效率。本实用新型的创新点在于打破了传统空化处理污泥的方法，采用超声—水力复合空化技术同时处理污泥，有效的提高了固定时间内体系的降解效率；且方法成本低，装置简单高效，无副产物产生，不会产生二次污染，适用于大规模处理剩余污泥，提高污泥处理效率。

附图说明

图1为超声复合水力降解污泥的装置图；

图2为不同文丘里孔板示意图；

图3为通孔示意图；

图4为超声空化装置示意图。

其中：1-降解池；2-温度计；3-冷却液进口；4-冷却液出口；5-搅拌器；6-节流阀Ⅰ；7-副管道压力表；8-污泥泵；9-节流阀Ⅱ；10-进口压力表；11-出口压力表；12-空化装置；13-超声空化装置；14-流量计；15-回流副管道；16-污泥入口管道；19-超声空化管道；20-超声波放能孔。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种水力空化复合超声降解剩余污泥的装置，包括承装剩余污泥(沉淀池污泥)的降解池1，污泥降解池1外部设有保温装置，通过冷却水循环保证内部污泥温度不变，保温装置下端设有冷却液进口3，上端设有冷却液出口4，降解池1上部设有温度计2用于测量，底端安置搅拌器；降解池1内部底端的污泥入口管道16连接至污泥泵8，污泥泵8上端出口处分别连接节流阀Ⅱ9、进口压力表10、超声空化装置13、出口压力表11、流量计14、回到降解池1内，污泥泵8与降解池1之间设有回流副管道15，回流副管道15上设有副管道压力表7、节流阀Ⅰ6。回流副管道15为压力调节管道，可以通过节流阀Ⅰ6的调节并改变主管道的压力。

所述超声空化装置13内部包括空化装置12。所述空化装置12为文丘里孔板；所述文丘里孔板的厚度为1～10mm，孔板上设有1-13个通孔，如图2所示，可以根据水力空化的效果选择有不同数量通孔的文丘里孔板。如图3所示，所述通孔由收缩段、喉部、扩散段组成，通孔喉部长度为2～3mm，发射角α为5～20°。所述的超声空化装置13的结构如图4所示，文丘里孔板的入口和出口设有超声空化管道19，超声空化管道19外部周围设有释放超声波的超声波放能孔20。

一种水力空化复合超声降解剩余污泥的本装置的使用方法，在降解池1中加入二沉池中的剩余污泥，剩余污泥浓度为1000～2000mg/L，降解池1中的温度控制在35～45℃。降解池1中搅拌器转速调节为150～200RPM。压力表10设定为3～5bar。污泥通过污泥入口管道16、污泥泵8进入主管道进行循环，超声功率设定为500W～1500W，循环及超声时间为1～2h。当污泥进入超声空化装置13处时，污泥在文丘里孔板中发生水力空化作用，污泥经过超声空化管道19时，超声波放能孔20释放出超声波，对污泥产生超声作用。产生双空化效果，对污泥进行降解。

Claims (7)

1.一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，其特征在于，降解池（1）出口管路依次连接污泥泵（8）、节流阀Ⅱ（9）、进口压力表（10）、超声空化装置（13）、出口压力表（11）、流量计（14）、降解池入口管路。

2.根据权利要求1所述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，其特征在于，所述超声空化装置（13）内部包括空化装置（12）。

3.根据权利要求2所述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，其特征在于，所述空化装置（12）为文丘里孔板；所述文丘里孔板的厚度为 1～10mm，孔板上设有1-13个通孔，通孔由收缩段、喉部、扩散段组成，通孔喉部长度为2～3mm，喉部与扩散段的发射角α为5～20°。

4.根据权利要求3所述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，其特征在于，所述的超声空化装置（13）的结构为：文丘里孔板的入口和出口设有超声空化管道（19），超声空化管道（19）外部周围设有释放超声波的超声波放能孔（20）。

5.根据权利要求4所述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，其特征在于，降解池（1）内部设有搅拌器（5）、温度计（2）。

6.根据权利要求5所述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，其特征在于，降解池（1）外部通过冷却液对降解池（1）进行冷却，降解池（1）外部设有冷却液进口（3）、冷却液出口（4）。

7.根据权利要求6所述的一种超声复合水力空化降解剩余污泥的装置，其特征在于，污泥泵（8）出口与降解池（1）之间设有回流副管道（15），回流副管道（15）上设有副管道压力表（7）、节流阀Ⅰ（6）。

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