[发明专利]用超声波低温热碱酶生化水解反应器来分解污泥的方法

说明书

本发明污泥超声波低温热碱酶生化水解反应器包括：反应釜、顶盖、电动机、搅拌轴、叶轮片、进料泵、进药泵、蒸汽发生器、出料泵、超声波发生器和变幅杆，反应釜的底部为倒锥形，顶盖装在反应釜的上端，搅拌轴穿过顶盖伸入反应釜内，搅拌轴的上端与电动机相连，搅拌轴的下端与叶轮片相连，进泥口和进药口分别开在顶盖上，进料泵通过第一控制阀与进泥口相连，进药泵通过第二控制阀与进药口相连，出料口开在反应釜的底部，出料泵通过第三控制阀与出料口相连，变幅杆穿过顶盖插入到反应釜的液面中，变幅杆与超声波发生器相连，蒸汽进口开在靠近反应釜底部的侧壁上，蒸汽发生器通过第六控制阀与蒸汽进口相连，该方法包括：进料、加温、加料和出料。

技术领域

本发明涉及市政污泥处理工艺领域，特别是涉及到一种用超声波低温热碱酶生化水解反应器来分解污泥的方法。

背景技术

目前，对于污泥的水解关键技术在于污泥中EPS(胞外聚合物)和细胞膜的破坏技术。EPS和细胞膜的破坏技术主要有臭氧氧化技术、酸热水解技术、碱热水解技术和生物酶技术等。现在工业中使用低温热碱水解技术在污泥的水解工艺中最为常见。污泥经过水解后，其溶出的蛋白质可以作为农业中的饲料蛋白添加剂使用。

低温热解污泥水解技术是指在热效应下通过将微生物细胞壁和细胞膜破坏，导致细胞破裂，而碱的加入可以促进剩余污泥絮体的解离膨胀，同时松散的剩余污泥状态有助于热量的传递，碱热联合水解能够加快细胞破裂释放胞内物质，促进剩余污泥水解，提高水解清液中蛋白质的浓度。

低温热解污泥水解技术的方法把剩余污泥经过碱热联合水解后，剩余污泥中蛋白质由固相转移至液相，使得剩余污泥中蛋白质有效溶出，同时碱热联合水解后剩余污泥脱水性能也得到了大幅度提升。

低温热碱污泥水解技术是通过热效应破坏剩余污泥絮体结构，并进一步破坏微生物的细胞结构，导致细胞内部的蛋白质、多糖等有机物被释放；另外碱性物质的加入可以降低了微生物细胞的抗热性，抑制了细胞的活性，同时碱性物质还会与细胞膜上的磷脂双分子发生皂化反应导致微生物细胞的破坏，在碱性物质的化学、电离双重作用下剩余污泥微生物细胞更易膨胀、溶解并导致释放出更多的胞内有机物。

低温热碱污泥水解技术主要是通过在污泥水解反应器中加入热蒸汽的方式实现50℃左右的污泥低温热反应。在通入热蒸汽的同时向反应器中投加CaO等碱性添加剂等反应物质，从而实现污泥细胞壁的破壁和细胞内蛋白的析出。低温热碱污泥水解技术实现的污泥细胞中析出蛋白可以作为农业行业中的饲料添加剂使用。

目前低温热碱污泥水解技术在进行污泥水解时，对于污泥中的细胞壁的破坏能力较为一般。使用低温热碱污泥水解技术进行污泥中的细胞壁破坏后，从细胞中渗出的蛋白液和胞外聚合物等物质的浓度还处于较低水平，并且经该技术水解后的污泥的脱水能力已接近达到极限。

发明内容

本申请的发明目的是克服现有低温热解污泥水解技术的缺点，而提供了一种用超声波低温热碱酶生化水解反应器来分解污泥的方法。

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：

本发明的一种用超声波低温热碱酶生化水解反应器来分解污泥的方法，超声波低温热碱酶生化水解反应器包括：反应釜、顶盖、电动机、搅拌轴、叶轮片、进料泵、进药泵、蒸汽发生器、出料泵、超声波发生器、变幅杆、PH计、温度计、液位计和电控箱，反应釜的底部为倒锥形，顶盖装在反应釜的上端，搅拌轴穿过顶盖伸入反应釜内，搅拌轴的上端与电动机相连，搅拌轴的下端与叶轮片相连，进泥口和进药口分别开在顶盖上，进料泵通过第一控制阀与进泥口相连，进药泵通过第二控制阀与进药口相连，出料口开在反应釜的底部，出料泵通过第三控制阀与出料口相连，二个变幅杆穿过顶盖插入到反应釜的液面中，变幅杆与超声波发生器相连，蒸汽进口开在靠近反应釜底部的侧壁上，蒸汽发生器通过第六控制阀与蒸汽进口相连，在蒸汽发生器上还开有进水口，进水管通过第五控制阀与进水口相连，PH计、温度计和液位计分别装在反应釜的侧壁上，并且它们分别与电控箱相连，电控箱还分别与超声波发生器、蒸汽发生器、进料泵、进药泵和出料泵相连；