專利名稱:水力兩相流污泥細胞破壁系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于污泥處理領域，特別涉及水力兩相流污泥細胞破壁系統(tǒng)。該單元系統(tǒng)包括兩相流破壁反應器、水箱、高壓水泵、引射器、高壓磨料罐，所述的兩相流破壁反應器由噴嘴、污泥進料口、污泥出料口及厚壁板組成，污泥進料口位于兩相流破壁反應器頂部，厚壁板位于噴嘴出口對面位置。該系統(tǒng)提高了破壁效果，以水作為動力源，經(jīng)濟安全，以較少的投入，大大降低污泥破壁成本。
【專利說明】水力兩相流污泥細胞破壁系統(tǒng)

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型屬于污泥處理領域，特別涉及水力兩相流污泥細胞破壁系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]活性污泥法是目前世界上應用最廣泛的污水生物處理技術(shù)，但其弊端是會產(chǎn)生大量的剩余活性污泥。這些剩余活性污泥通常含有一定量的有毒有害物質(zhì)(如寄生蟲卵、病原微生物、重金屬)及未穩(wěn)定化的有機物，如果不進行妥善的處理與處置，將會對環(huán)境造成直接或潛在的污染。
[0003]活性污泥是微生物群體及它們所依附的有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的總稱。微生物群體主要包括細菌，原生動物和藻類等。其中，細菌和原生動物是主要的兩大類?；钚晕勰鄰耐庥^上看，似絮絨顆粒，統(tǒng)稱生物絮凝體，其粒徑一般介于0.02-0.2MM之間。
[0004]污泥中的水主要有毛細水、間隙水、吸附水和內(nèi)部水，普通的機械脫水能夠去除毛細水、間隙水和吸附水，難以去除內(nèi)部水，污泥常規(guī)壓濾脫水后內(nèi)部水占比例在80%以上。可見脫除內(nèi)部水是降低泥餅含水率的關(guān)鍵，而對于污泥中的細胞進行破壁預處理是脫除污泥內(nèi)部水，從而降低泥餅含水率的一項重要技術(shù)。此外，采用一定的預處理方式，可以使細胞壁破裂，細胞內(nèi)含物溶出，加速污泥的水解過程。從而達到縮短消化時間，減少消化池容積，提聞甲燒廣量的目的。
[0005]目前，國內(nèi)外關(guān)于污泥細胞破壁技術(shù)的方法有物理法和化學法，物理法有熱處理法、高壓噴射法、超聲波處理法、冷凍處理法、輻照法；化學法有堿處理法、臭氧氧化法等。在工程應用中，根據(jù)實際需要，開發(fā)新型的剩余污泥細胞破壁技術(shù)仍是今后重點研究的方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的就是提供一種不需要熱源、不需要添加化學物質(zhì)、可連續(xù)回收磨料介質(zhì)的水力兩相流污泥細胞破壁系統(tǒng)。
[0007]本實用新型的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0008]水力兩相流污泥細胞破壁系統(tǒng)，該單元系統(tǒng)包括兩相流破壁反應器1、水箱2、高壓水泵3、引射器4、高壓磨料罐5，所述的兩相流破壁反應器I由噴嘴9、污泥進料口 10、污泥出料口 12及厚壁板11組成，污泥進料口 10位于兩相流破壁反應器I頂部，厚壁板11位于噴嘴9出口對面位置，污泥出料口 10位于兩相流破壁反應器I底部，水箱2與高壓水泵3的進水管相接，引射器4進口端與高壓水泵3相連通，引射器4出口端與噴嘴9進口端相連，高壓水泵3出水管通過閥分別與高壓磨料罐5底部、側(cè)面相連；高壓磨料罐5的底部與引射器4的中部相連。
[0009]進一步，該單元系統(tǒng)還包括磨料緩存斗7、磨料回收機8、破壁污泥出口 13，磨料回收機8與污泥出料口 10連接，破壁污泥出口 13位于磨料回收機8底部，磨料緩存斗7與磨料回收機8的磨料出口連接，磨料緩存斗7底部通過磨料放料閥門6與高壓磨料罐5頂部相連。
[0010]進一步,所述的系統(tǒng)包括二套以上的上述單元系統(tǒng)。
[0011]在高速流動的水中混入一定數(shù)量的磨料,高壓水的動能部分傳遞給磨料，從而改變了射流對靶體的作用方式，從水射流對靶物的持續(xù)作用改變?yōu)槟チ蠈Π畜w的沖擊、磨削作用，高速粒子流還對靶物產(chǎn)生高頻沖蝕，從而大大地提高磨料射流的品質(zhì)和工作效率。
[0012]在含有鐵砂的高能水力流中加入污泥，高能水力流在噴嘴噴出位置發(fā)生卷吸作用，將污泥在噴頭附近混合均勻后再噴射到厚壁板上。由于在高能水力流中加入了鐵砂作為磨料介質(zhì)，在噴嘴釋放壓力的時候，鐵砂對污泥細胞進行高速切割碰撞，污泥細胞在瞬間高速撞擊下發(fā)生細胞破裂。
[0013]本實用新型具有下述優(yōu)點:
[0014]1、該系統(tǒng)提高了破壁效果，以水作為動力源，經(jīng)濟安全，以較少的投入，大大降低污泥破壁成本。通過將破壁后的生物污泥送至厭氧-缺氧-好氧的除磷脫氮工藝中，不僅可以減少污泥產(chǎn)量，還為除磷脫氮提供了碳源，提高除磷脫氮效果。
[0015]2、添加的磨料介質(zhì)為鐵砂，具有硬度高、易回收的特點。
[0016]3、通過添加磨料介質(zhì)，使得所需破壁水壓力大為降低，使得工業(yè)應用成為可能?；烊肽チ虾蟠蟠蠼档土宋勰嗥票谒枰乃畨毫Γ绕票谛Ч臈l件下，將所需水壓力由40-50Mpa 減小到 3-3.5Mpa。
[0017]4、如果采用單純的水射流，水壓將提高到700-1000Mpa，幾乎能切割任何物質(zhì)，如果添加磨料介質(zhì)的情況下，水壓減少到200-400Mpa，而對于活性污泥來說，添加磨料的情況下減小到2-3Mpa，這為工業(yè)化應用打下了基礎。

【附圖說明】

[0018]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0019]圖2是本實用新型結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0020]圖3是本實用新型兩相流破壁反應器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中:1_兩相流破壁反應器，2-水箱，3-高壓水泵，4-引射器，5 -高壓磨料罐，
6-磨料放料閥，7-磨料緩存斗，8-磨料回收機，9-噴嘴，10-污泥進料口，11-厚壁板，12-污泥出料口，13-破壁污泥出口。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0023]如圖1、圖3所示，水力兩相流污泥細胞破壁系統(tǒng)，該單元系統(tǒng)包括兩相流破壁反應器1、水箱2、高壓水泵3、引射器4、高壓磨料罐5，所述的兩相流破壁反應器I由噴嘴9、污泥進料口 10、污泥出料口 12及厚壁板11組成，污泥進料口 10位于兩相流破壁反應器I頂部，厚壁板11位于噴嘴9出口對面位置，污泥出料口 10位于兩相流破壁反應器I底部，水箱2與高壓水泵3的進水管相接，引射器4進口端與高壓水泵3相連通，引射器4出口端與噴嘴9進口端相連，高壓水泵3出水管通過閥分別與高壓磨料罐5底部、側(cè)面相連；高壓磨料罐5的底部與引射器4的中部相連。該單元系統(tǒng)還包括磨料緩存斗7、磨料回收機8、破壁污泥出口 13，磨料回收機8與污泥出料口 10連接，破壁污泥出口 13位于磨料回收機8底部，磨料緩存斗7與磨料回收機8的磨料出口連接，磨料緩存斗7底部通過磨料放料閥門6與高壓磨料罐5頂部相連。
[0024]如圖2所示,所述的系統(tǒng)包括二套以上的上述單元系統(tǒng)。
[0025]本實用新型的運行方式為:將清水通過高壓水泵加壓至高壓后，然后在引射器中混入磨料，具有磨料的高壓水通過管路輸送到噴嘴，在兩相流破壁反應器中噴射出高能磨料流，污泥從污泥進料口進入，當穿過具有高能磨料流的噴嘴附近時，被高速的磨料介質(zhì)和水沖擊到厚壁板上，污泥在具有高動能的磨料介質(zhì)的沖擊作用下，污泥細胞壁得到破碎，破壁后的污泥同磨料介質(zhì)一起從污泥出料口流出，再通過磨料回收機中，回收后的磨料進入磨料緩存斗中。
[0026]二套以上的上述單元系統(tǒng)互相支持，由此完成一個循環(huán)，使得高壓水流連續(xù)不斷的進入到兩相流破壁反應器中。
【權(quán)利要求】
1.水力兩相流污泥細胞破壁系統(tǒng)，其特征在于:該水力兩相流污泥細胞破壁系統(tǒng)包括兩相流破壁反應器(I)、水箱(2)、高壓水泵(3)、引射器(4)、高壓磨料罐(5)，所述的兩相流破壁反應器(I)由噴嘴(9)、污泥進料口(10)、污泥出料口(12)及厚壁板(11)組成，污泥進料口(10)位于兩相流破壁反應器(I)頂部，厚壁板(11)位于噴嘴(9)出口對面位置，污泥出料口(10)位于兩相流破壁反應器⑴底部，水箱⑵與高壓水泵(3)的進水管相接，引射器(4)進口端與高壓水泵(3)相連通，引射器(4)出口端與噴嘴(9)進口端相連，高壓水泵(3)出水管通過閥分別與高壓磨料罐(5)底部、側(cè)面相連；高壓磨料罐(5)的底部與引射器(4)的中部相連。2.如權(quán)利要求1所述的水力兩相流污泥細胞破壁系統(tǒng)，其特征在于:該單元系統(tǒng)還包括磨料緩存斗(7)、磨料回收機(8)、破壁污泥出口(13)，磨料回收機(8)與污泥出料口(10)連接，破壁污泥出口(13)位于磨料回收機⑶底部，磨料緩存斗(7)與磨料回收機(8)的磨料出口連接，磨料緩存斗(7)底部通過磨料放料閥門(6)與高壓磨料罐(5)頂部相連。3.如權(quán)利要求2所述的水力兩相流污泥細胞破壁系統(tǒng)，其特征在于:所述的系統(tǒng)包括二套以上的上述單元系統(tǒng)。
【文檔編號】C02F11-00GK204265618SQ201420633977
【發(fā)明者】倪明亮, 黃光華 [申請人]四川環(huán)能德美科技股份有限公司