[发明专利]一种污泥生物体细胞破壁装置及其用于污泥生物体细胞破壁的方法

说明书

本发明公开了一种污泥生物体细胞破壁装置及其用于污泥生物体细胞破壁的方法，该装置包括射流给料系统、矿浆高压循环空化系统、高强度磁性介质粉磨系统和冷却系统；将污泥原料通过射流给料系统输入高强度磁性介质粉磨系统内，开启传动系统使搅拌器搅拌，使污泥粉磨促使污泥生物体细胞破壁，同时开启矿浆高压循环空化系统使污泥浆料在磁性搅拌筒内外循环，以及开启冷却系统维持磁性搅拌筒内温度恒定，直至污泥生物体细胞破壁完成；该装置结合了Maurice模型、高压均质原理、水力空化原理、气泡拉伸分散原理和静态旋流原理等，能快速、高效，低成本实现污泥生物体细胞破壁，操作过程简单、操作方便，满足工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种污泥处理装置，特别涉及一种污泥细胞破壁装置及其用于污泥细胞破壁的方法，属于污水资源综合利用技术领域。

背景技术

自从2007年国家发改委提出节能减排的法案以后，越来越多的人们提出了节能减排的金点子。加上近年来频频发生的自然灾害和气候变化大的现象，国家又于2008年提出了“低碳”的概念，到了今年也越来越多的人宣扬低碳生活了。随着经济的快速发展，我国的城市污水和工业废水的处理率也在逐年地提高，同时也伴随着处理污废水中也产生了大量的污泥，据了解，2009年，我国城镇污水处理厂统计有1992座，全年污水处理量达280亿m³，相比“十五”初期增加一倍，产生含水率80％的污泥约2005万吨。我国各城市污水处理厂产生的湿污泥将达3000多万吨，占我国年总固体废弃物排放量的5％以上。如果污泥处置不当，不但占用大量的有限耕地，还会对地表环境和地下水造成严重的污染。据统计，现阶段我国的城市生活污泥和工业污泥的处理利用率不足10％，距发达国家如美国的处理利用率60％～70％相差甚远。在污水处理总投资中，污泥处理设施的成本占到50％～75％。而且国家每年用于污泥填埋的费用大约为50～100元/吨左右，由上面知，2009年我国产生2500万吨的污泥，那么总费用大约为125000～250000万元，计12亿～25亿元。所以开发新的、先进的技术，对污泥有效地处理处置，使之变废为宝，又不损害环境，危害人体健康，开辟环境友好道路，走上良性发展的轨道是我们持之以恒的目标。

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剰余活性污泥。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。城市污水生物处理厂剩余污泥的处理与处置是一个较为棘手的问题。其处理费用占到污水处理厂总运行费用的25％～40％，甚至高达60％；通常采用的污泥中温厌氧消化工艺，存在着反应速度慢，污泥在池内的停留时间过长，池体体积庞大，操作管理复杂，产气中甲烷含量低等缺点。污泥厌氧消化过程中，污泥水解是限速步骤。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。采用不同的破壁技木，可以促进污泥中细胞的分解和胞内有机质的释放，提高污泥的消化性能，加快消化速率，提高产气量。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。然而，污泥含水量大、干燥碳化成本高，污泥资源化依然面临巨大问题。