[发明专利]一种强化城市污泥超声波预处理的装置

说明书

本发明公开了一种强化城市污泥超声波预处理的装置，包括超声反应罐、微米气泡水发生单元、加压泵和压力计，超声反应罐的上部和下部分别开设有污泥进口和污泥出口，超声反应罐两侧的侧壁上分别安装有超声波发生单元，微米气泡水发生单元通过第一连接管与超声反应罐相连，第一连接管的一端伸入超声反应罐中且在其伸入端上开设有若干出水孔，超声反应罐内安装有若干从上往下依次交错排列设置的挡板；加压泵通过第二连接管与超声反应罐相连通。本发明采用密闭反应罐内对污泥液体进行高压超声预处理，使得城市污泥厌氧消化超声波预处理中能耗低且效果好。

技术领域

本发明涉及污水污泥处理技术领域，特别涉及到一种强化城市污泥超声波预处理的装置。

背景技术

随着活性污泥法处理生活污水的普及应用，剩余污泥产量急剧增加，污泥产量已经达到4300万吨/年(以含水率80％计)，剩余污泥处理处置形势日益严峻。污泥的超声波预处理是一种有效促使污泥分解的方法，分解速度快，适用范围广。超声破解污泥的主要方式为空化效应，和随之产生的热效应和化学效应。其中空化作用更容易在20-40kHz的频率范围内发生，低频41kHz超声波对污泥分解是最有效的。超声能量在污泥中传播的过程中会产生压力、拉力，其中压力使颗粒态的污泥聚集，拉力使离子发生分离，在拉力区域会出现空化泡，这些小气泡不断变大最终发生破裂，从而形成冲击波出现瞬间的高温高压(5000℃，500atm)。冲击波产生的机械剪切力和射流使得污泥细胞膜发生破裂，同时伴随着因水分子分解而产生的羟基自由基，氧化无机物和有机物。与其它厌氧消化预处理技术相比，污泥超声预处理的成本和能耗已经有了大幅降低，有较好的市场前景。然而，长时间的超声处理会使水体发热，严重降低设备使用寿命，并且污泥厌氧消化超声预处理时间长能耗高等问题，尚没有得到有效的解决。

专利名为有机固体物水解方法及其装置(CN102417283B)中提出一种将含有可燃性气体气泡的纳米气泡水，与污水混合进行超声处理，利用纳米气泡来增加额外气穴效应产生的机率，并通过可燃气体增加气穴效应产生冲击力的效果。然而，该专利没有考虑到超声一段时间后水中气泡会上浮进入空气，水体发热也会降低气体在水中溶解度，纳米气泡无法在水中长久地存在，造成处理效率的降低；以可燃沼气来制备纳米气泡，没有考虑到沼气中大量氨气、硫化氢等气体在水中溶解积累，不利于后续厌氧消化的进行，并不适用于城市污泥的超声波预处理。

因此，如何强化提高城市污泥厌氧消化超声处理的效果，缩短超声过程的污泥停留时间，降低能耗，是当前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种强化城市污泥超声波预处理的装置，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种强化城市污泥超声波预处理的装置，包括超声反应罐、微米气泡水发生单元、加压泵以及用于检测超声反应罐内压力的压力计，压力计安装于超声反应罐上，超声反应罐的上部和下部分别开设有污泥进口和污泥出口，超声反应罐两侧的侧壁上分别安装有超声波发生单元，微米气泡水发生单元通过第一连接管与超声反应罐相连，第一连接管上安装有第一电磁阀，第一连接管的一端伸入超声反应罐中且在其伸入端上开设有若干出水孔，超声反应罐内安装有若干挡板，挡板设于第一连接管的伸入端的下方，若干挡板从上往下依次交错排列设置；加压泵通过第二连接管与超声反应罐相连通，第二连接管上安装有第二电磁阀。

进一步的，所述第一连接管和第二连接管均为耐压管道；所述加压泵为无油加压泵。

进一步的，所述挡板为陶瓷材质。

进一步的，所述挡板水平设置，挡板包括依次间隔设置的左挡板和右挡板，左挡板的左端以及右挡板的右端分别与超声反应罐的左侧内壁以及右侧内壁固定相连，左挡板与右挡板的长度之和大于超声反应罐的左右内径。