申请日2015.11.04
公开(公告)日2017.05.10
IPC分类号C02F11/06; C02F11/00; C02F11/12; C02F1/34; C02F1/72
摘要
本发明公开了一种水力空化减泥机及其污水处理方法，其中水力空化减泥机包括相互串接在一起的至少两级空化装置;第一级空化装置包括置于一级空化腔内的第一空化器以及正对第一空化器出口的粉碎挡板;第二级空化装置包括顺序连接的第二空化器、射流约束体和二级扩散管，所述射流约束体位于溶气腔内，所述溶气腔设置有溶气调节机构;含有污泥的待处理混合液进入所述第一空化器后形成高速射流撞击在所述粉碎挡板上，使混合液中的大颗粒污泥絮体破碎，然后进入所述第二空化器，混合液在所述第二空化器内产生溶气空化后经所述二级扩散管处理后排出。本发明空化效率高，维护成本低、占地面积小。
权利要求书
1.一种水力空化减泥机，其特征在于包括相互串接在一起的至少两级空化装置;
第一级空化装置(100)包括置于一级空化腔(101)内的第一空化器(103)以及正对所述第一空化器(103)出口的粉碎挡板(102);
第二级空化装置(20)包括顺序连接的第二空化器(21)、射流约束体(25)和二级扩散管(26)，所述射流约束体(25)位于溶气腔(23)内，所述溶气腔(23)设置有溶气调节机构;
含有污泥的待处理混合液进入所述第一空化器(103)后形成高速射流撞击在所述粉碎挡板(102)上，使混合液中的大颗粒污泥絮体破碎，然后进入所述第二空化器(21)，混合液在所述第二空化器(21)内产生溶气空化后再经所述二级扩散管(26)处理后排出。
2.根据权利要求1所述的水力空化减泥机，其特征在于：还包括第三级空化装置(30)和第四级空化装置(40);所述第二级空化装置(20)、第三级空化装置(30)和第四级空化装置(40)从上到下竖直配置;所述第一级空化装置(100)水平布置且位于所述第二级空化装置(20)的上方;
所述第一级空化装置(100)通过第一支撑封板(104)与所述第二级空化装置(20)连接;所述第二级空化装置(20)通过第二支撑封板(31)与所述第三级空化装置(30)连接;所述第三级空化装置(30)通过第三支撑封板(41)与所述第四级空化装置(40)连接;
含有污泥的待处理混合液经所述第一级空化装置(100)和第二级空化装置(20)的两级空化处理后依次进入下游的所述第三级空化装置(30)内的第三空化器(32)和第四级空化装置(40)内第四空化器(42)进行三级和四级空化处理，最后经出水管(45)排出。
3.根据权利要求1或2所述的水力空化减泥机，其特征在于：所述第一空化器(103)为第一收缩喷管，该第一收缩喷管水平安装在所述第一级空化装置(100)的壳体上，其出口端伸入由所述第一级空化装置(100)壳体和所述第一支撑封板(104)围成的所述一级空化腔(101)，所述粉碎挡板(102)为与所述第一收缩喷管出口的喷射角适配的弧形粉碎挡板，竖直固定在所述第一支撑封板(104)的后侧。
4.根据权利要求1或2所述的水力空化减泥机，其特征在于，所述第二空化器(21)为竖直向下设置的第二收缩喷管，所述第二空化器(21)位于加热腔(22)中，所述加热腔(22)由所述第二收缩喷管外壁面、所述第一支撑封板(104)、所述第二级空化装置(20)外壳和第一支撑板(223)包尾而成，所述加热腔(22)的壁面设置有加热圈(221)。
5.根据权利要求4所述的水力空化减泥机，其特征在于，所述加热圈(221)为不锈钢云母加热圈，所述加热腔(22)的壁面设置有隔热板(222)。
6.根据权利要求4所述的水力空化减泥机，其特征在于：所述溶气腔(23)由第一支撑板(223)、第二支撑板(24)和连接两支撑板的竖壁包围而成;所述溶气调节机构包括与所述溶气腔(23)连通的进气管(273)以及安装在所述进气管(273)上的空气流量计(272)和调气阀(271)。
7.根据权利要求6所述的水力空化减泥机，其特征在于：所述第二空化器(21)的出口伸入所述溶气腔(23)中，所述第二空化器(21)的出口处还设置有用于产生涡流空化并保持射流流畅的射流约束体(25)，所述射流约束体(25)的出口与所述二级扩散管(26)的入口对接。
8.根据权利要求2所述的水力空化减泥机，其特征在于：所述第三空化器(31)为竖直向下设置的第三收缩喷管;所述第四空化器(41)为竖直向下设置的第四收缩喷管，该第四收缩喷管上还设置有多个空化喷嘴。
9.一种如权利要求1至8任一项权利要求所述的水力空化减泥机的污水处理方法，其特征在于包括如下步骤：
A. 由无堵塞排污泵提供一定流量和压力的污泥混合液进入第一空化器(103)后产生高速射流撞击在与所述第一空化器(103)正对的粉碎挡板(102)上，使污水混合液中的大颗粒污泥絮体破碎，导致一级空化腔(101)内的混合液压力进一步增大;
B. 经一级空化后的污水混合液进入第二空化器(21)，在第二级空化装置(20)内的溶气腔(23)及射流约束体(25)的共同作用下产生溶气空化;
C. 二级空化后的污水混合液通过二级扩散管(26)进入下游的空化装置处理后排出。
10.根据权利要求9所述的水力空化减泥机的污水处理方法，其特征在于：污水混合液经过两级空化处理后，还要经过第三级空化装置(30)和第四级空化装置(40)的空化步骤，使污泥絮体破碎化并使其中的难降解有机物直接分解成C02、H20，难降解有机物大分子链断裂为小分子链，然后被氧化成脂肪酸，从而提高污水有机物的可生化性。
说明书
一种水力空化减泥机及其污水处理方法
技术领域
本发明涉及一种应用于污水处理系统中的水力空化减泥机及其污水处理方法，属于城镇污水、工业有机废水以及污泥处理技术领域。
背景技术
目前城镇污水、工业有机废水在采用生化方法处理的过程中都会产生大量的剩余污泥。就一般情况而言，每处理10000m3污水，处理过程会产生含水率80%的泥饼约5-10吨。这种污泥种含有病源体、重金属和持久性有机物等有害物质。污泥大多数自然堆放，尚未得到妥善处置。
目前国内外主要的污泥处理技术有：焚烧、填埋、厌氧消化、好氧发酵、热干化石灰稳定、污泥热解、水热处理等方法。均属于污泥产生后对其再进行的末端处理技术。而这些处理方式都会带来巨大的设备投资和高昂的运行费用，同时，还会产生二次污染以及生态安全风险。我国平均每天产生80%的泥饼约50万吨以上。由于这种污泥运输、储存、处理处置成本昂贵，目前又无经济有效的处理处置方法，从而导致了这种污泥通过堆肥、焚烧、热解处理的数量不足5%,绝大部分仍然自然堆存或无序抛撒，对环境造成巨大危害。因此需要一种减少污泥产量的装备，尤其是在污水处理过程中就可减少污泥产量，实现源头减排，进行清洁生产迫在眉睫，十分必要。
专利号为201310378632.7，专利名称为“一种采用超临界溶气空化设备及其强化污泥减量的方法”公开的空化设备的工作原理是：在污泥高速流过收缩喷管时，从空气吸入管引射空气进入溶气空化腔中与污泥混合后依次进入一次扩散管及二次扩散管，然后从空化喷嘴喷入氧化反应釜中，最后经溶气空化处理后的污泥从污泥输出管排出。该空化设备能够产生两级空化并对污泥混合液进行处理，但在使用中存在以下不足之处：污泥混合液一次性通过该设备时，因过流时间短，两次空化对较大的污泥絮体及其他有机物的破解作用不够充分，为此实际使用时就需要增加该设备的数量，这就造成设备投资增加，能耗升高，且使设备占地面积增大。为此，亟需一种既能进一步提高空化效率，又能节省用电及维护成本、节省占地使用面积的空化设备。
发明内容
本发明目的是提供一种空化效率高，用电及维护成本低、占地面积小的水力空化减泥机及其污水处理方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种水力空化减泥机，其特征在于包括相互串接在一起的至少两级空化装置;
第一级空化装置包括置于一级空化腔内的第一空化器以及正对所述第一空化器出口的粉碎挡板;
第二级空化装置包括顺序连接的第二空化器、射流约束体和二级扩散管，所述射流约束体位于溶气腔内，所述溶气腔设置有溶气调节机构;
含有污泥的待处理混合液进入所述第一空化器后形成高速射流撞击在所述粉碎挡板上，使混合液中的大颗粒污泥絮体破碎，然后进入所述第二空化器，混合液在所述第二空化器内产生溶气空化后再经所述二级扩散管处理后排出。
还包括第三级空化装置和第四级空化装置;所述第二级空化装置、第三级空化装置和第四级空化装置从上到下竖直配置;所述第一级空化装置水平布置且位于所述第二级空化装置的上方;
所述第一级空化装置通过第一支撑封板与所述第二级空化装置连接;所述第二级空化装置通过第二支撑封板与所述第三级空化装置连接;所述第三级空化装置通过第三支撑封板与所述第四级空化装置连接;
含有污泥的待处理混合液经所述第一级空化装置和第二级空化装置的两级空化处理后依次进入下游的所述第三级空化装置内的第三空化器和第四级空化装置内第四空化器进行三级和四级空化处理，最后经出水管排出。
所述第一空化器为第一收缩喷管，该第一收缩喷管水平安装在所述第一级空化装置的壳体上，其出口端伸入由所述第一级空化装置壳体和所述第一支撑封板围成的所述一级空化腔，所述粉碎挡板为与所述第一收缩喷管出口的喷射角适配的弧形粉碎挡板，竖直固定在所述第一支撑封板的后侧。
所述第二空化器为竖直向下设置的第二收缩喷管，所述第二空化器位于加热腔中，所述加热腔由所述第二收缩喷管外壁面、所述第一支撑封板、所述第二级空化装置外壳和第一支撑板包尾而成，所述加热腔的壁面设置有加热圈。
所述加热圈为不锈钢云母加热圈，所述加热腔的壁面设置有隔热板。
所述溶气腔由第一支撑板、第二支撑板和连接两支撑板的竖壁包围而成;所述溶气调节机构包括与所述溶气腔连通的进气管以及安装在所述进气管上的空气流量计和调气阀。
所述第二空化器的出口伸入所述溶气腔中，所述第二空化器的出口处还设置有用于产生涡流空化并保持射流流畅的射流约束体，所述射流约束体的出口与所述二级扩散管的入口对接。
所述第三空化器为竖直向下设置的第三收缩喷管;所述第四空化器为竖直向下设置的第四收缩喷管，该第四收缩喷管上还设置有多个空化喷嘴。
本发明还公开了一种所述的水力空化减泥机的污水处理方法，其特征在于包括如下步骤：
A. 由无堵塞排污泵提供一定流量和压力的污泥混合液进入第一空化器后产生高速射流撞击在与所述第一空化器正对的粉碎挡板上，使污水混合液中的大颗粒污泥絮体破碎，导致一级空化腔内的混合液压力进一步增大;
B. 经一级空化后的污水混合液进入第二空化器，在第二级空化装置内的溶气腔及射流约束体的共同作用下产生溶气空化;
C. 二级空化后的污水混合液通过二级扩散管进入下游的空化装置处理后排出。
污水混合液经过两级空化处理后，还要经过第三级空化装置和第四级空化装置的空化步骤，使污泥絮体破碎化并使其中的难降解有机物直接分解成C02、H20，难降解有机物大分子链断裂为小分子链，然后被氧化成脂肪酸，从而提高污水有机物的可生化性。
与现有技术相比，本发明空化效率更高，维护成本低、占地面积小。
