申请日2012.06.14
公开(公告)日2012.10.17
IPC分类号C02F11/06
摘要
本发明的微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器，采用微电流直接氧化技术对含水污泥中的微生物、有机污染物、病毒病菌进行有效的氧化分解，使污泥中的微生物、有机污染物、病菌病毒的去除率平均达到99%以上，剩余固体物质被络合成金属氧化物或是磷酸盐类物质而沉积和水体分离，污泥减量超过97%。该装置可广泛用于城市生活污水处理厂、城市综合污水处理厂、城市化工污水处理厂的污泥处理与处置，为污泥的安全处理处置提供洁净的、低能耗的解决方案。
权利要求书
1.微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器，包括进泥口(1)、装置壳体(2)和出水口(11)焊接成一体的闭路处理通道，进泥口(1)和装置壳体(2)焊接成一体，装置壳体(2)内和进料挡板(4)之间形成一个缓冲槽(3)，进料挡板(4)和内隔板(7)焊接成一体，内隔板(7)和装置壳体(2)之间形成一个泡沫溢流槽(5)，在泡沫溢流槽(5)内设置了泡沫排放口(6)，进料挡板(4)和溢流挡板(9)之间安装了电极阴极(15)和电极阳极(16)形成了氧化反应区(8)，溢流挡板(9)和内隔板(7)焊接成一体，溢流挡板(9)和装置壳体(2)之间形成一个集水槽(10)，出水口(11)和装置壳体(2)焊接成一体。
2.根据权利要求1所述的微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器，其特征在于：所述的装置壳体(2)是长方型或是其他几何形状的箱体，进泥口(1)和装置壳体(2)的连接由螺口连接或是直接焊接而成，装置壳体(2)内设置了缓冲槽(3)和进料挡板(4)，进料挡板(4)的装置壳体(2)两内侧密封焊接，进料挡板(4)的底部和装置外壳底板(13)的距离为2-5cm，进料挡板(4)和溢流挡板(9)之间的距离为102cm，所述的氧化反应区(8)长、宽、高之比为1∶1∶0.5，电极的排序方式为两个电极阴极(15)中间夹一个电极阳极(16)，依次横向排列，所属的泡沫溢流槽(5)是由内隔板(7)和装置外壳2两内侧所形成，内隔板(7)的长、高和电极15、16等同，所属的溢流挡板(9)和装置壳体(2)密封焊接，溢流挡板(9)的宽、高和装置壳体(2)一致，溢水孔12开孔高度和电极阴极(15)、电极阳极(16)等同，横向水平排列开孔。
3.根据权利要求2所述的微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器，其特征在于：所述的缓冲槽(3)为进料挡板(4)和装置壳体(2)前端进泥口之间形成的区域，距离为20-30cm，进料挡板(4)和装置壳体(2)两内侧密封焊接，进料挡板(4)的高度和装置壳体(2)的高度等同，进料挡板(4)和装置外壳底板(13)的之间预留2-5cm空隙，为含水污泥的入口。
4.根据权利要求2所述的微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器，其特征在于：所述的氧化反应区(8)为进料挡板(4)和溢流挡板(9)之间形成的区域，氧化反应区(8)内横向排列了电极阴极(15)和电极阳极(16)，两电极之间的距离为1-5cm，排序的方式为电极阴极(15)+电极阳极(16)+电极阴极(15)......以此顺序排列，进料挡板(4)为进料端，溢流挡板(9)为出水口，氧化反应区(8)的两侧设置了内隔板(7)，内隔板(7)的两端分别和进料挡板(4)和溢流挡板(9)密封焊接，内隔板(7)和装置壳体(2)内侧的距离为5-20cm。
5.根据权利要求2所述的微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器，其特征在于：所述的电极阴极(15)为钛板做基材，表面经过强酸强碱处理后用去离子水冲刷至中性后200℃快速烘干，电极阴极(15)的长宽尺寸比为1∶0.25或1∶0.5或1∶1。
6.根据权利要求2所述的微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器，其特征在于：所述的电极阳极(16)为钛板做基材，表面经过强酸强碱处理后用去离子水冲刷至中性后200℃快速烘干，利用溶胶-凝胶方法制备出纳米粒径的稀土合金催化溶液，用高压喷涂法将制备的稀土合金催化溶液均匀喷涂在基材表面，在控制温度下将稀土合金催化容易牢固烧结在基材的表面，电极阳极(16)的长宽尺寸比为1∶0.25或1∶0.5或1∶1。
7.根据权利要求2所述的微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器，其特征在于：所述的溢流挡板(9)和装置壳体(2)和装置外壳底板(13)密封焊接，溢流挡板(9)上的溢水孔(12)开孔位置和电极阴极(15)、电极阳极(16)的高度一致，横向排立开孔。
说明书
微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器
技术领域
本发明涉及对剩余污泥快速安全处理的技术，特别是对化工污水处理厂、城市综合污水处理厂、城市生活污水处理厂的剩余污泥的处理与处置，采用该技术能够对上述污水厂剩余污泥进行快速、安全的处理和处置，以解决剩余污泥处理和处置过程中的昂贵的费用，剩余含水污泥经过该技术处理后，可达到污泥减量之目的。
背景技术
从上世纪80年代到“十一五”末，我国污水处理厂数量由37座增加到近3000座，污水厂井喷式发展的同时也带来了污泥处理处置的难题。目前我国只有50多座污水厂在建厂的同时配套建设了污泥消化装置，其中又只有20多座的污泥处置能够真正发挥作用。污泥围城乱象难以解决，技术路线之争更是愈演愈烈，厌氧消化、干化、焚烧、堆肥，各大工艺的优劣同样饱受争议。解决污泥处理处置行业乱象，需要的不仅是相关政策的贯彻落实，更离不开放弃噱头效果、脚踏实地的治理，推动产业链完善，寻找市场结合点，才有可能真正实现污泥的资源化利用。
目前国内污水处理厂污泥大都采用卫生填埋方式处置，国外许多国家对污泥处置采用较多的方法是焚烧、卫生填埋、堆肥、干化造粒和投海等。
焚烧法：焚烧是既是一种污泥处理方法，也是一种污泥处置方法，利用污泥中丰富的生物能发热，使污泥达到最大程度的减容。焚烧过程中，病菌病原体被彻底杀灭，有毒有害的有机残余物被热氧化分解。焚烧灰可用作生产水泥的原料，使重金属被固定在混凝土中，避免其重新进入环境。污泥焚烧的优点是适应性较强、反应时间短、占地面积小、残渣量少、达到了完全灭菌的目的。该法的缺点是工艺复杂，一次性投资大;设备数量多，操作管理复杂，能耗高，运行管理费亦高，焚烧过程存在“二噁英”污染的潜在危险。
卫生填满法：卫生填埋是把脱水污泥运到卫生填埋场与城市垃圾一起，按卫生填埋操作进行处置的工艺，常见的有厌氧和兼氧卫生填埋两种。卫生填埋法处置具有处理量大，投资省，运行费低，操作简单，管理方便，对污泥适应能力强等优点，但亦有占地大，渗滤液及臭气污染较重等缺点。
堆肥处置法：污泥干化造粒工艺是近年来比较引人注目的动向。一般说来，污泥干化造粒工艺是污泥直接土地利用技术普及前的一种过渡。干化造粒后的泥球可以作为肥料、土壤改良剂和燃料，用途广泛。但存在着细菌病毒被转移蔓延的环境卫生问题。
由上述例证可见，从生态环境、节约土地资源或是投资建设、运行来考虑，研究开发对剩余污泥的快速、高效、安全的处理装置具有极其重要的现实意义和社会效应。
本发明人在电化学的基础上，通过对电极表面催化材料进行修饰与改性与氧化反应器处理工艺的优化改进对剩余污泥进行直接氧化处理，使用该装置可以最大化地对剩余污泥进行减容，实现污泥减量之目的。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷，提供一种以电化学为基础的微电流直接氧化技术对剩余污泥进行微生物氧化分解解、有机物氧化分解、病毒细菌有效杀灭、无机物沉积，为污泥的安全处理处置提供洁净的处置措施，达到污泥基本零排放的目的。
技术方案如下
本技术方案以电化学为基础，在电极材料进行修饰与改性微电流直接氧化技术装备的处理装置，含水99.6%的污泥由污泥泵加压调节流量，进入处理装置内进行氧化分解反应。污泥中的微生物、有机物被直接氧化分解成水和气体，污泥中的无机物在被表面羟基化后络合生成金属盐类物质或是磷酸盐类物质随水体进入沉淀箱内被沉积，水体溢流进入污水调节池内和原污水混合进行处理。含水污泥在氧化分解时所产生的泡沫溢流进入泡沫槽内回流到进泥口再次被氧化处理。
微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器，包括进泥口1和装置壳体2焊接成一体，装置壳体2进泥端 和进料挡板4形成一个缓冲槽3，进料挡板4和装置壳体2的两内侧密封焊接，内隔板7的两端分别和进料挡板4、溢流挡板9密封焊接，内隔板7和装置壳体2之间形成一个泡沫溢流槽5，在泡沫溢流槽5内设置了泡沫排放口6;进料挡板4和溢流挡板9之间安装了电极阴极15和电极阳极16形成了氧化反应区8，溢流挡板9和装置壳体2两内侧密封焊接，溢流挡板9和装置壳体2出水端之间形成一个集水槽10，出水口12和装置外壳焊接成一体。
技术效果如下：
由于本发明的微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器，采用了微电流直接氧化技术对含水污泥中的微生物、有机污染物、病毒病菌进行有效的氧化分解，使污泥中的微生物、有机污染物、病菌病毒的去除率平均达到99%以上，剩余固体物质被络合成金属氧化物或是磷酸盐类物质而沉积和水体分离，污泥减量超过97%。
本发明的微电流直接氧化剩余污泥的反应处理器，可广泛用于城市生活污水处理厂、城市综合污水处理厂、城市化工污水处理厂的污泥处理与处置，为污泥的安全处理处置提供洁净的、低能耗的解决方案。
