[发明专利]一种低速水力旋流剪切破碎污泥释放碳源的方法和反应器

权利要求书

1.一种低速水力旋流剪切破碎污泥释放碳源的方法，其特征在于：步骤包括：将污泥通入反应器内，污泥与不同规格的球磨珠旋流混合，在旋转过程中不同规格球磨珠之间相互碰撞、研磨，不断剪切污泥，将污泥细胞破碎，释放出碳源。

2.根据权利要求1所述的一种低速水力旋流剪切破碎污泥释放碳源的方法，其特征在于：向反应器中上部边缘位置通入混凝剂，破碎后的污泥碎片与混凝剂混合，在反应器上部的中心位置絮凝沉淀，沉淀的污泥碎片被球磨珠进一步破碎，碳源跟随水流从反应器排出，并进一步采用厌氧生物方法处理。

3.根据权利要求1所述的一种低速水力旋流剪切破碎污泥释放碳源的方法，其特征在于：所述球磨珠采用玻璃珠、锆珠或钢珠，球磨珠形状为球形，且球磨珠的平均直径在0.6～4.5mm范围内。

4.根据权利要求1所述的一种低速水力旋流剪切破碎污泥释放碳源的方法，其特征在于：所述反应器底部的边缘水流线速度最大值为1.2～1.8m/s。

5.根据权利要求1所述的一种低速水力旋流剪切破碎污泥释放碳源的方法，其特征在于：所述反应器取两级～三级，从第一级反应器到最后一级反应器旋流速度逐渐降低，球磨珠粒径逐渐减小；反应器亦可采用多级反应器间歇运行方式，采用间歇运行方式，则间歇运行时在反应器中投加铁盐。

6.根据权利要求1所述的一种低速水力旋流剪切破碎污泥释放碳源的方法，其特征在于：所述反应器剖面为圆柱形或近似圆柱形，所述反应器断面形状为倒锥形、V形或倒抛物线形，反应器上部直径大于底部直径，所述反应器有效垂直高度大于4～5m。

7.一种低速水力旋流剪切破碎污泥释放碳源的反应器，其特征在于：包括池体、进泥管、搅拌装置、沉淀装置和加药管；

所述池体内腔底部为剪切区，剪切区中心布置有搅拌装置，球磨珠位于此区，进泥管从池体底部通入剪切区中心且高于池底，通过进泥管输入污泥、污水，搅拌装置带动污水、污泥、球磨珠旋转；

所述池体内腔顶部为沉淀区，布置沉淀装置，沉淀装置将旋流产生的离心力隔离；

所述剪切区与沉淀区之间为缓冲区，反应器中上部偏外侧区域为絮凝区，絮凝区对应的池体侧壁上连接加药管，通过加药管通入混凝剂；

所述池体顶部固定连接有排水堰，排水堰底端与池体顶端相连通，形成出水区。

8.根据权利要求7所述的一种低速水力旋流剪切破碎污泥释放碳源的反应器，其特征在于：所述搅拌装置包括叶轮、拖拽板、中心连杆、搅拌电机，所述叶轮设置于反应器内腔接近底部的中心位置，叶轮顶端通过中心连杆与搅拌电机的电机轴连接，搅拌电机位于池体上方且位于水面以上，搅拌电机底部固定设有隔板，所述拖拽板通过斜连杆固定于每个叶轮的叶片底部，所述拖拽板与叶轮布置方向相同，拖拽板上设置有若干个孔，所述拖拽板设置为弧形；

所述剪切区底部一侧对应的池体上连接有冲泥管，所述冲泥管进水端通过压力泵连接水源。

9.根据权利要求8所述的一种低速水力旋流剪切破碎污泥释放碳源的反应器，其特征在于：所述叶轮的叶片垂直或近似垂直于水面，且叶轮上缘与沉淀区的垂直距离大于1.5倍反应器直径，所述叶轮叶片的形状为矩形、葫芦形或琵琶形，叶轮直径小于反应器直径，叶轮与池体内壁间的间隙大于两个最大球磨珠直径之和，所述叶轮与中心连杆的连接处叶轮面积逐渐缩小，或叶轮与中心连杆之间保持一定的距离，当叶轮与中心连杆之间保持距离时，叶轮与中心连杆之间通过横杆固定连接。

10.根据权利要求8所述的一种低速水力旋流剪切破碎污泥释放碳源的反应器，其特征在于：所述沉淀装置包括多个垂直设置的挡板，多个挡板以中心连杆为圆心呈环形阵列分布，挡板靠近池体内壁的一端与池体固定连接。