[发明专利]一种破解污泥的探头式超声波装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及污水处理设备，尤其涉及一种用于剩余污泥预处理的破解装置。

背景技术

剩余污泥的后端处理方式通常包括浓缩脱水、厌氧消化和回流至好氧曝气系统进行生物再处理，然而活性污泥的亲水特性和絮体结构使脱水过程十分困难，而微生物的大量存在使厌氧消化水解阶段的反应速率受到限制，使消化停留时间长、消化池体体积庞大以及甲烷产量较低。研究表明，污泥的破解能有效地促进污泥减量、改善脱水性能、提高厌氧消化水解速率和增加甲烷产量。破解污泥结构及细胞壁，使污泥絮体结构发生变化，细胞内含物流出进入水相，变难降解的固体性物质为易降解的溶解性物质，从而提高活性污泥的后段处理效率。目前，污泥破解技术包括各式物理化学处理方法，其中热解、机械破解、超声、臭氧氧化、酸化、碱解、碱与超声联合应用等。在这些处理方法中，超声波因具有对环境无害、无需添加任何试剂、操作简便和占地少等优点而成为污泥破解的重要方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现连续自动运行和仪器状态实时监控、缩短破解时间、结构简单、操作简便、无噪声污泥、不需要投药和加热、无腐蚀性和不堵塞管道的污泥超声波破解装置。

本发明的目的可通过如下措施来实现：

1.采用20kHz的低频超声波对污泥进行破解，效率更高。低频超声波能产生强大机械剪切力，能高效破坏细胞壁，大大缩短破解时间。

2.超声功率和作用时间可调控，根据污泥浓度的不同而设定超声能量。通过定时器设置，可实现自动化动行。同时，增设数显电流表和电压表，时掌握超声波装置的实时工作状态，并采用箱体通风结构，增加发生器的散热性，确保装置的连续运行。

3.为克服现有超声换能器以钢或铝合金的电能声能转化率较低的缺点，本发明将超声探头采用了MS73钛合金材料，以提高电能转换为声能的效率，减少工作时污泥温度升高造成的能量损失，其能量转换关系见图2。

4.本发明采用隔音箱设计，以减少超声探头工作时产生的高频声音对人体健康的危害。

5.配备档板的竖流式槽体设计，既保证了污泥的连续输送运行，又增加污泥在槽内停留时间，从而提高污泥破解程度和缩短破解时间。

本发明所述一种探头式超声波装置破解污泥后，促进污泥的快速稳定，缩短厌氧消化时间和提高甲烷产量，改善污泥的脱水性能，且污泥沥出液还可作为除磷脱氮的碳源进入生化池而被生物直接利用，实现污泥减量，既避免了二次污染，保护了环境，又达到了变害为利、变废为宝的目的。

附图说明

图1为本发明的探头式超声波破解污泥装置示意图。

图2为本发明的探头式超声波装置的声热转换效率图。

具体实施方式

本发明所提供的超声波破解污泥装置，该装置由声能发生器(1)、换能器(5)、超声探头(6)、竖流槽(9)和隔音箱(11)五个部分组成。声能发生器(1)的功率控制器(2)能够根据污泥浓度和流速变化而选择最佳的超声功率，其散热系统(4)和定时器(3)能够确保装置的稳定状态和自动运行。换能器(5)为不锈钢圆柱体结构，而超声探头(6)为钛合金MS73圆柱体结构，一端与换能器(5)相连，另一端与竖流槽(9)相连。竖流槽(9)的前端为进泥口，后端为出泥口，槽内前端设有进泥档板，以增加污泥在槽内的停留时间，从而提高污泥的破解程度和实现污泥的连续流操作。另外，换能器(5)、超声探头(6)和竖流槽(9)三个部分全部置于隔音箱(11)内密封，以减少超声波对周边环境产生的噪声污染。隔音箱(11)与支座(10)相连，形成一个密闭的固定装置，可方便携带和更换位置。