[发明专利]一种箱式超声波耦合碱解污泥预处理装置与工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥处理系统，尤其涉及一种超声波耦合碱解污泥预处理装置与工艺。

背景技术

目前，市政污水处理厂多数采用活性污泥法处理污水，该工艺产出污泥量很大，污泥中含有大量微生物、有机残骸、无机粒子等复杂物质，如果处理不当会对环境带来严重的污染。污泥处理方法有厌氧消化、好氧消化和污泥堆肥等，其中最常用的是厌氧消化，但是由于污泥中存在难降解物质，因此消化停留时间较长。

超声耦合碱解预处理污泥技术可破解污泥中难降解、结构稳定的微生物细胞壁，使微生物细胞内有机物质溢出到污泥中，该预处理技术可缩短后续厌氧消化停留时间，增加生物产气量，是一种高效的污泥消化预处理技术。

传统的超声波破解污泥预处理装置主要有探头式和槽式两种，探头式反应器换能器探头没于液面下，该装置声强大，处理效果好，但处理量有限，探头易腐蚀，而传统的槽式反应器将换能器探头置于反应器底部，该种装置能耗较小，处理量较大，且应用简单方便。

目前，传统的超声耦合碱解预处理污泥技术仅限于实验室，不能适应于工业规模的生产应用。

发明内容

本发明的目的是解决传统超声破解污泥设备处理量小、声波辐射均匀度低、不能连续处理、高能耗且预处理工艺流程不成熟，不能适应于工业规模的生产应用的问题。提供一种低功率密度、处理量较大、处理效果较好、污泥处理均匀、连续式运行和功率可调的一种箱式超声波耦合碱解污泥预处理装置与工艺，从而提高污泥消化效率，降低处理成本。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种箱式超声波耦合碱解污泥预处理装置，包括原泥储池系统、加碱搅拌系统和处理后污泥储池系统；所述原泥储池系统包括一个储泥池，所述储泥池内设有的一套底部加热盘管、一套搅拌设施和一台输泥螺杆泵；所述加碱搅拌系统包括一个污泥罐、一台罐内搅拌机和一套液位自动监测控制装置；所述处理后污泥储池系统与所述原泥储池系统的结构相同；所述原泥储池系统的输泥螺杆泵通过管路连接至所述污泥罐的进口，所述处理后污泥储池系统的输泥螺杆泵通过管路连接至后续的厌氧消化工艺系统；所述加碱搅拌系统和处理后污泥储池系统之间设有超声反应器系统；所述超声反应器系统包括一台超声反应器和设置在所述超声反应器进泥端的一台进泥螺杆泵，所述进泥螺杆泵位于所述污泥罐的下方，所述进泥螺杆泵的进口通过管路连接至所述污泥罐的出口，在该管路上设有电磁流量计；所述超声反应器包括污泥反应箱体，所述污泥反应箱体的顶部设有盖体，所述盖体上设有可卸法兰口，所述污泥反应箱体内包括上下布置的两个破解槽，下破解槽的底部设有进泥管，所述进泥管与所述进泥螺杆泵的出口相连，上破解槽的上部设有排气口，所述上破解槽的顶部、其与所述进泥管的同侧位置处设有出泥管，所述上破解槽设有取样口，所述上破解槽内设有液位计；所述下破解槽与所述上破解槽之间通过连接管连接，所述连接管位于远离进泥管的一端；所述下破解槽和上破解槽的两侧壁外设有多个超声波换能器，所述超声波换能器的探头频率为20kHz，最大功率为100W；多个超声波换能器的布置方式为两侧及上下错位、均布；超声波换能器的运行方式为对侧分组独立控制，同一侧壁上的所有超声波换能器共用一个旋钮式开关，所述旋钮式开关控制的功率范围为0-100％，单侧的最大功率为5kW，双侧最大功率10kW。

进一步讲，相邻两个超声波换能器的中心距等于两倍的超声波换能器直径。所述进泥螺杆泵位于所述污泥罐下方1米处。所述上破解槽与所述下破解槽之间设有结构支撑。所述出泥管上设有反冲口。

本发明提出的一种超声波耦合碱解污泥预处理工艺，利用上述箱式超声波耦合碱解污泥预处理装置，其中，原泥储池系统中的输泥螺杆泵为输泥螺杆泵A，处理后污泥储池系统中的输泥螺杆泵为输泥螺杆泵B，并包括：

进泥过程：打开输泥螺杆泵A的手动开关，由输泥螺杆泵A向所述污泥罐内输送污泥，当污泥罐内液位达到液位自动监测最低液位时，所述加碱搅拌系统的液位自动监测控制装置控制输泥螺杆泵A由手动切为自动；开启加碱搅拌系统中的罐内搅拌机，开启电磁流量计，开启位于所述超声反应器进泥端的进泥螺杆泵，经过进泥管向污泥反应箱体的下破解槽中注泥；