申請(qǐng)日2015.11.04

　　公開(公告)日2017.05.10

　　IPC分類號(hào)C02F11/06; C02F11/00; C02F11/12; C02F1/34; C02F1/72

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種水力空化減泥機(jī)及其污水處理方法，其中水力空化減泥機(jī)包括相互串接在一起的至少兩級(jí)空化裝置;第一級(jí)空化裝置包括置于一級(jí)空化腔內(nèi)的第一空化器以及正對(duì)第一空化器出口的粉碎擋板;第二級(jí)空化裝置包括順序連接的第二空化器、射流約束體和二級(jí)擴(kuò)散管，所述射流約束體位于溶氣腔內(nèi)，所述溶氣腔設(shè)置有溶氣調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);含有污泥的待處理混合液進(jìn)入所述第一空化器后形成高速射流撞擊在所述粉碎擋板上，使混合液中的大顆粒污泥絮體破碎，然后進(jìn)入所述第二空化器，混合液在所述第二空化器內(nèi)產(chǎn)生溶氣空化后經(jīng)所述二級(jí)擴(kuò)散管處理后排出。本發(fā)明空化效率高，維護(hù)成本低、占地面積小。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種水力空化減泥機(jī)，其特征在于包括相互串接在一起的至少兩級(jí)空化裝置;

　　第一級(jí)空化裝置(100)包括置于一級(jí)空化腔(101)內(nèi)的第一空化器(103)以及正對(duì)所述第一空化器(103)出口的粉碎擋板(102);

　　第二級(jí)空化裝置(20)包括順序連接的第二空化器(21)、射流約束體(25)和二級(jí)擴(kuò)散管(26)，所述射流約束體(25)位于溶氣腔(23)內(nèi)，所述溶氣腔(23)設(shè)置有溶氣調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);

　　含有污泥的待處理混合液進(jìn)入所述第一空化器(103)后形成高速射流撞擊在所述粉碎擋板(102)上，使混合液中的大顆粒污泥絮體破碎，然后進(jìn)入所述第二空化器(21)，混合液在所述第二空化器(21)內(nèi)產(chǎn)生溶氣空化后再經(jīng)所述二級(jí)擴(kuò)散管(26)處理后排出。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力空化減泥機(jī)，其特征在于：還包括第三級(jí)空化裝置(30)和第四級(jí)空化裝置(40);所述第二級(jí)空化裝置(20)、第三級(jí)空化裝置(30)和第四級(jí)空化裝置(40)從上到下豎直配置;所述第一級(jí)空化裝置(100)水平布置且位于所述第二級(jí)空化裝置(20)的上方;

　　所述第一級(jí)空化裝置(100)通過(guò)第一支撐封板(104)與所述第二級(jí)空化裝置(20)連接;所述第二級(jí)空化裝置(20)通過(guò)第二支撐封板(31)與所述第三級(jí)空化裝置(30)連接;所述第三級(jí)空化裝置(30)通過(guò)第三支撐封板(41)與所述第四級(jí)空化裝置(40)連接;

　　含有污泥的待處理混合液經(jīng)所述第一級(jí)空化裝置(100)和第二級(jí)空化裝置(20)的兩級(jí)空化處理后依次進(jìn)入下游的所述第三級(jí)空化裝置(30)內(nèi)的第三空化器(32)和第四級(jí)空化裝置(40)內(nèi)第四空化器(42)進(jìn)行三級(jí)和四級(jí)空化處理，最后經(jīng)出水管(45)排出。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水力空化減泥機(jī)，其特征在于：所述第一空化器(103)為第一收縮噴管，該第一收縮噴管水平安裝在所述第一級(jí)空化裝置(100)的殼體上，其出口端伸入由所述第一級(jí)空化裝置(100)殼體和所述第一支撐封板(104)圍成的所述一級(jí)空化腔(101)，所述粉碎擋板(102)為與所述第一收縮噴管出口的噴射角適配的弧形粉碎擋板，豎直固定在所述第一支撐封板(104)的后側(cè)。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水力空化減泥機(jī)，其特征在于，所述第二空化器(21)為豎直向下設(shè)置的第二收縮噴管，所述第二空化器(21)位于加熱腔(22)中，所述加熱腔(22)由所述第二收縮噴管外壁面、所述第一支撐封板(104)、所述第二級(jí)空化裝置(20)外殼和第一支撐板(223)包尾而成，所述加熱腔(22)的壁面設(shè)置有加熱圈(221)。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水力空化減泥機(jī)，其特征在于，所述加熱圈(221)為不銹鋼云母加熱圈，所述加熱腔(22)的壁面設(shè)置有隔熱板(222)。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水力空化減泥機(jī)，其特征在于：所述溶氣腔(23)由第一支撐板(223)、第二支撐板(24)和連接兩支撐板的豎壁包圍而成;所述溶氣調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括與所述溶氣腔(23)連通的進(jìn)氣管(273)以及安裝在所述進(jìn)氣管(273)上的空氣流量計(jì)(272)和調(diào)氣閥(271)。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水力空化減泥機(jī)，其特征在于：所述第二空化器(21)的出口伸入所述溶氣腔(23)中，所述第二空化器(21)的出口處還設(shè)置有用于產(chǎn)生渦流空化并保持射流流暢的射流約束體(25)，所述射流約束體(25)的出口與所述二級(jí)擴(kuò)散管(26)的入口對(duì)接。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水力空化減泥機(jī)，其特征在于：所述第三空化器(31)為豎直向下設(shè)置的第三收縮噴管;所述第四空化器(41)為豎直向下設(shè)置的第四收縮噴管，該第四收縮噴管上還設(shè)置有多個(gè)空化噴嘴。

　　9.一種如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水力空化減泥機(jī)的污水處理方法，其特征在于包括如下步驟：

　　A. 由無(wú)堵塞排污泵提供一定流量和壓力的污泥混合液進(jìn)入第一空化器(103)后產(chǎn)生高速射流撞擊在與所述第一空化器(103)正對(duì)的粉碎擋板(102)上，使污水混合液中的大顆粒污泥絮體破碎，導(dǎo)致一級(jí)空化腔(101)內(nèi)的混合液壓力進(jìn)一步增大;

　　B. 經(jīng)一級(jí)空化后的污水混合液進(jìn)入第二空化器(21)，在第二級(jí)空化裝置(20)內(nèi)的溶氣腔(23)及射流約束體(25)的共同作用下產(chǎn)生溶氣空化;

　　C. 二級(jí)空化后的污水混合液通過(guò)二級(jí)擴(kuò)散管(26)進(jìn)入下游的空化裝置處理后排出。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水力空化減泥機(jī)的污水處理方法，其特征在于：污水混合液經(jīng)過(guò)兩級(jí)空化處理后，還要經(jīng)過(guò)第三級(jí)空化裝置(30)和第四級(jí)空化裝置(40)的空化步驟，使污泥絮體破碎化并使其中的難降解有機(jī)物直接分解成C02、H20，難降解有機(jī)物大分子鏈斷裂為小分子鏈，然后被氧化成脂肪酸，從而提高污水有機(jī)物的可生化性。

　　說(shuō)明書

　　一種水力空化減泥機(jī)及其污水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于污水處理系統(tǒng)中的水力空化減泥機(jī)及其污水處理方法，屬于城鎮(zhèn)污水、工業(yè)有機(jī)廢水以及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　目前城鎮(zhèn)污水、工業(yè)有機(jī)廢水在采用生化方法處理的過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥。就一般情況而言，每處理10000m3污水，處理過(guò)程會(huì)產(chǎn)生含水率80%的泥餅約5-10噸。這種污泥種含有病源體、重金屬和持久性有機(jī)物等有害物質(zhì)。污泥大多數(shù)自然堆放，尚未得到妥善處置。

　　目前國(guó)內(nèi)外主要的污泥處理技術(shù)有：焚燒、填埋、厭氧消化、好氧發(fā)酵、熱干化石灰穩(wěn)定、污泥熱解、水熱處理等方法。均屬于污泥產(chǎn)生后對(duì)其再進(jìn)行的末端處理技術(shù)。而這些處理方式都會(huì)帶來(lái)巨大的設(shè)備投資和高昂的運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生二次污染以及生態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)平均每天產(chǎn)生80%的泥餅約50萬(wàn)噸以上。由于這種污泥運(yùn)輸、儲(chǔ)存、處理處置成本昂貴，目前又無(wú)經(jīng)濟(jì)有效的處理處置方法，從而導(dǎo)致了這種污泥通過(guò)堆肥、焚燒、熱解處理的數(shù)量不足5%,絕大部分仍然自然堆存或無(wú)序拋撒，對(duì)環(huán)境造成巨大危害。因此需要一種減少污泥產(chǎn)量的裝備，尤其是在污水處理過(guò)程中就可減少污泥產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)源頭減排，進(jìn)行清潔生產(chǎn)迫在眉睫，十分必要。

　　專利號(hào)為201310378632.7，專利名稱為“一種采用超臨界溶氣空化設(shè)備及其強(qiáng)化污泥減量的方法”公開的空化設(shè)備的工作原理是：在污泥高速流過(guò)收縮噴管時(shí)，從空氣吸入管引射空氣進(jìn)入溶氣空化腔中與污泥混合后依次進(jìn)入一次擴(kuò)散管及二次擴(kuò)散管，然后從空化噴嘴噴入氧化反應(yīng)釜中，最后經(jīng)溶氣空化處理后的污泥從污泥輸出管排出。該空化設(shè)備能夠產(chǎn)生兩級(jí)空化并對(duì)污泥混合液進(jìn)行處理，但在使用中存在以下不足之處：污泥混合液一次性通過(guò)該設(shè)備時(shí)，因過(guò)流時(shí)間短，兩次空化對(duì)較大的污泥絮體及其他有機(jī)物的破解作用不夠充分，為此實(shí)際使用時(shí)就需要增加該設(shè)備的數(shù)量，這就造成設(shè)備投資增加，能耗升高，且使設(shè)備占地面積增大。為此，亟需一種既能進(jìn)一步提高空化效率，又能節(jié)省用電及維護(hù)成本、節(jié)省占地使用面積的空化設(shè)備。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明目的是提供一種空化效率高，用電及維護(hù)成本低、占地面積小的水力空化減泥機(jī)及其污水處理方法。

　　為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種水力空化減泥機(jī)，其特征在于包括相互串接在一起的至少兩級(jí)空化裝置;

　　第一級(jí)空化裝置包括置于一級(jí)空化腔內(nèi)的第一空化器以及正對(duì)所述第一空化器出口的粉碎擋板;

　　第二級(jí)空化裝置包括順序連接的第二空化器、射流約束體和二級(jí)擴(kuò)散管，所述射流約束體位于溶氣腔內(nèi)，所述溶氣腔設(shè)置有溶氣調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);

　　含有污泥的待處理混合液進(jìn)入所述第一空化器后形成高速射流撞擊在所述粉碎擋板上，使混合液中的大顆粒污泥絮體破碎，然后進(jìn)入所述第二空化器，混合液在所述第二空化器內(nèi)產(chǎn)生溶氣空化后再經(jīng)所述二級(jí)擴(kuò)散管處理后排出。

　　還包括第三級(jí)空化裝置和第四級(jí)空化裝置;所述第二級(jí)空化裝置、第三級(jí)空化裝置和第四級(jí)空化裝置從上到下豎直配置;所述第一級(jí)空化裝置水平布置且位于所述第二級(jí)空化裝置的上方;

　　所述第一級(jí)空化裝置通過(guò)第一支撐封板與所述第二級(jí)空化裝置連接;所述第二級(jí)空化裝置通過(guò)第二支撐封板與所述第三級(jí)空化裝置連接;所述第三級(jí)空化裝置通過(guò)第三支撐封板與所述第四級(jí)空化裝置連接;

　　含有污泥的待處理混合液經(jīng)所述第一級(jí)空化裝置和第二級(jí)空化裝置的兩級(jí)空化處理后依次進(jìn)入下游的所述第三級(jí)空化裝置內(nèi)的第三空化器和第四級(jí)空化裝置內(nèi)第四空化器進(jìn)行三級(jí)和四級(jí)空化處理，最后經(jīng)出水管排出。

　　所述第一空化器為第一收縮噴管，該第一收縮噴管水平安裝在所述第一級(jí)空化裝置的殼體上，其出口端伸入由所述第一級(jí)空化裝置殼體和所述第一支撐封板圍成的所述一級(jí)空化腔，所述粉碎擋板為與所述第一收縮噴管出口的噴射角適配的弧形粉碎擋板，豎直固定在所述第一支撐封板的后側(cè)。

　　所述第二空化器為豎直向下設(shè)置的第二收縮噴管，所述第二空化器位于加熱腔中，所述加熱腔由所述第二收縮噴管外壁面、所述第一支撐封板、所述第二級(jí)空化裝置外殼和第一支撐板包尾而成，所述加熱腔的壁面設(shè)置有加熱圈。

　　所述加熱圈為不銹鋼云母加熱圈，所述加熱腔的壁面設(shè)置有隔熱板。

　　所述溶氣腔由第一支撐板、第二支撐板和連接兩支撐板的豎壁包圍而成;所述溶氣調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括與所述溶氣腔連通的進(jìn)氣管以及安裝在所述進(jìn)氣管上的空氣流量計(jì)和調(diào)氣閥。

　　所述第二空化器的出口伸入所述溶氣腔中，所述第二空化器的出口處還設(shè)置有用于產(chǎn)生渦流空化并保持射流流暢的射流約束體，所述射流約束體的出口與所述二級(jí)擴(kuò)散管的入口對(duì)接。

　　所述第三空化器為豎直向下設(shè)置的第三收縮噴管;所述第四空化器為豎直向下設(shè)置的第四收縮噴管，該第四收縮噴管上還設(shè)置有多個(gè)空化噴嘴。

　　本發(fā)明還公開了一種所述的水力空化減泥機(jī)的污水處理方法，其特征在于包括如下步驟：

　　A. 由無(wú)堵塞排污泵提供一定流量和壓力的污泥混合液進(jìn)入第一空化器后產(chǎn)生高速射流撞擊在與所述第一空化器正對(duì)的粉碎擋板上，使污水混合液中的大顆粒污泥絮體破碎，導(dǎo)致一級(jí)空化腔內(nèi)的混合液壓力進(jìn)一步增大;

　　B. 經(jīng)一級(jí)空化后的污水混合液進(jìn)入第二空化器，在第二級(jí)空化裝置內(nèi)的溶氣腔及射流約束體的共同作用下產(chǎn)生溶氣空化;

　　C. 二級(jí)空化后的污水混合液通過(guò)二級(jí)擴(kuò)散管進(jìn)入下游的空化裝置處理后排出。

　　污水混合液經(jīng)過(guò)兩級(jí)空化處理后，還要經(jīng)過(guò)第三級(jí)空化裝置和第四級(jí)空化裝置的空化步驟，使污泥絮體破碎化并使其中的難降解有機(jī)物直接分解成C02、H20，難降解有機(jī)物大分子鏈斷裂為小分子鏈，然后被氧化成脂肪酸，從而提高污水有機(jī)物的可生化性。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明空化效率更高，維護(hù)成本低、占地面積小。