一种气体耦合式水力空化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种气体耦合式水力空化装置，涉及污泥脱水技术领域，具体包括外筒、内筒以及设于外筒内部的空化机构，所述空化机构包括多孔板和喷嘴，所述喷嘴的内部至少具有一段截面积减小的收缩段。本发明专利技术通过引入水力空化结构设计，使污泥脱水性能较常规工艺提升10%

A gas coupled hydraulic cavitation device

【技术实现步骤摘要】
一种气体耦合式水力空化装置


[0001]本专利技术涉及污泥脱水
，具体为一种气体耦合式水力空化装置。

技术介绍

[0002]污泥是污水处理过程中产生的半固态或固态物质,富集了原污水的主要污染成分，并包含病原微生物、寄生虫卵和一些低含量有毒有机质，具有致癌性及致突变性，一旦处理不当，极易对环境造成二次污染并威胁人类健康。然而，随着工业化、城市化进程及环保政策的日趋收紧，近几年我国污水处理规模激增，污泥年产量已达60Mt。
[0003]污泥减量化研究是污泥治理的关键，污泥破壁脱水是实现污泥减量化的首要因素，目前市场上常用的污泥处理工艺为：污泥浓缩池
→
化学调理池
→
板框压滤机，该工艺存在以下劣势：1、引入化学药剂，增大药剂成本的同时，造成二次污染；2、部分石灰等化学药剂的引入，虽一定程度降低板框出水污泥的含水率，但增加了绝干污泥产量；3、以上工艺经板框后，污泥含水率高达75%及以上，不能满足日益严格的环保需求，未实现污泥减量化、稳定化、无害化处理目标；4、以上工艺在对污泥处理进行处理时，成本都较高：5、污泥脱水后的废水中会含有大量难生物降解的有机物，而常规工艺会将该废水返回前端生化系统，导致难降解的有机物在体系中形成无效循环，积累到一定程度，造成整个生化系统的恶化，对整套污水污泥处理系统造成负担。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种气体耦合式水力空化装置，第一，其替代现有技术中的化学调理池，用于解决现有污泥破壁脱水技术存在脱水率低、能耗高、成本高、二次污染的问题；第二，与现有的空化装置相比，本专利技术能够实现污泥空化效率提升，并且能够对污泥水有进一步的降解，优化水质并提升污水的可生化降解能力。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供的一种气体耦合式水力空化装置，包括外筒、内筒以及设于外筒内部的空化机构，所述空化机构包括：多孔板，设于所述内筒的内部，并能够沿垂直于所述内筒中轴线方向进行往复运动；喷嘴，用于将污泥和气体输送至内筒的内部，所述喷嘴沿内筒圆周方向均匀设于内筒上，并在所述多孔板往复运动时，所述喷嘴能够沿其中轴线进行往复旋转，所述喷嘴的内部至少具有一段截面积减小的收缩段；出水口，开设于内筒上，并位于所述多孔板的上方；排污组件，设于内筒的内部，并用于对内筒内部的污泥进行定期排放。
[0006]优选的，所述外筒的内侧壁上设置有第一环形囊，且第一环形囊与喷嘴之间通过第一支管连通，所述外筒的侧边安装有排污泵，且排污泵的出口端通过出料管与第一环形囊连通。
[0007]优选的，所述多孔板的顶部设置有贯穿至内筒顶部的支杆，且支杆的顶部设置有顶板，所述顶板的底部设置有位于内筒外部的齿条，所述喷嘴上套接有与齿条相配合的齿轮。
[0008]优选的，所述内筒的外壁上设置有与喷嘴一一对应且对齐的固定盒，且固定盒的内部设置有活塞，所述活塞的顶部设置有贯穿至固定盒外部并与顶板的底部连接的连接杆，所述固定盒的底部设置有与第一支管连通的连接管，且连接管的内部设置有单向阀。
[0009]优选的，所述内筒的外壁上还设置有第二环形囊，且第二环形囊与喷嘴之间通过第二支管连通，所述外筒与内筒之间设置有气体容纳盒，且气体容纳盒的出气端通过出气管与第二环形囊连通。
[0010]优选的，所述内筒内部位于多孔板的下方设置有隔板，且隔板上均匀开设有穿插孔，所述多孔板的底部设置有贯穿穿插孔并延伸至隔板底端的穿插杆。
[0011]优选的，所述多孔板底部的中心位置处设置有转轴，且转轴的外部沿其圆周方向均匀设置有搅拌杆，所述搅拌杆的内部沿垂直于搅拌杆的方向对称设置有两组孔洞，且所述孔洞的中心处具有一段收截面积减小的收缩段，所述搅拌杆的纵截面为菱形。
[0012]优选的，所述排污组件包括设置在内筒内部并位于搅拌杆下方的漏斗，以及安装于漏斗底部开口处的电磁阀。
[0013]优选的，所述漏斗朝向转轴的一端连接有固定块，且固定块上镶嵌有滚珠，所述转轴上开设有螺旋槽，且滚珠位于螺旋槽的内部，所述转轴上还设置有超声波换能器，所述外筒的外侧面上还设置有超声波发生器，所述超声波发生器与超声波换能器之间电性连接。
[0014]优选的，所述内筒的顶部安装有气缸，且气缸的输出端与多孔板的顶部连接。
[0015]与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：1、当污泥经过喷嘴内部的收缩段时，压力会下降，当压力下降到低于液体的蒸汽压时，流动相中所溶解的气体会聚集并释放出来从而产生大量的空化气泡，空化泡随着流体流动，在此过程中，如果遇到流体周围的压力突增的情况时，空化泡的体积将迅速缩小塌缩直至爆裂，气泡在急剧崩溃的瞬间产生局部高温高压，这种极端的物理条件足以杀死大多数的微生物并破坏其细胞壁。微生物细胞中平均70%的是水，经水力空化破壁后，污泥中的表面吸附水、孔隙水、以及内部水在经后续的离心脱水或压滤后会与污泥分离，可大幅度的降低污泥含水率及污泥产量。与此同时还会产生大量具有强氧化活性的羟基自由基，羟基自由基会与水溶液中的有机物或其他还原性物质进行氧化反应，能够对污泥中的难降解有机污染物进行解环、断链、解毒。
[0016]2、本专利技术通过设置的多孔板能够升降，通过齿条与齿轮的啮合，使得喷嘴能进行顺时针或逆时针旋转，进而使得喷嘴出口处喷出的污泥是以旋转的状态喷射出去的，同时，每两个以内筒中轴线对称的喷嘴转动方向相反，当其中一个旋转的喷嘴喷出污泥时，与其对称的另一个旋转的喷嘴喷出的污泥以反向旋转的射流与前者发生对撞，能够加速空化气泡的产生空化气泡，气泡快速的形成并破裂，释放的能量足以破坏微生物的细胞壁，进而对污泥进行进一步地空化，进一步提升污泥的脱水率，以及对难生化降解物质的断链。
[0017]3、随着多孔板的升降，搅拌杆能够进行升降和旋转，而由于搅拌杆的纵截面为菱形，因此无论是搅拌杆的横向转动，还是搅拌杆的竖向位移，位于搅拌杆附近的污泥都会因为搅拌杆的菱形结构而被挤压至孔洞处，由于孔洞的内部也具有一段收缩段，因此，污泥水
进入孔洞的内部后也会产生空化效应，进一步提升污泥的脱水率及对难生化降解物质的断链。
[0018]4、当多孔板上升至最高位置后，隔板下方的水会通过穿插孔进入到隔板与多孔板之间的空腔内，水流经过穿插孔时也会产生空化效应；而当多孔板下降时，穿插杆向下移动又会将穿插孔堵塞住，使得隔板与多孔板之间的空腔体积逐渐减小，进而使得空腔内部的水流能够通过多孔板进入到多孔板的上方并从出水口流出，水流经过多孔板时再次产生空化效应，使得脱泥后的污水能够再次受到双重空化的效果，进一步提升水处理效果，有效降解了脱水后水体的有机污染物，COD值下降的同时废水B/C能够有所上升，使得回流水质变优。
[0019]综上，空化装置1
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3设计的有效组合，与常规工艺相比，可使污泥脱水效率提升，且无需引入化学药剂，降低药剂成本，避免二次污染，降低绝干泥产量，处理工艺稳定可靠，占地面积小。与既有空化氧化装置相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体耦合式水力空化装置，包括外筒（1）、内筒（2）以及设于外筒（1）内部的空化机构，其特征在于，所述空化机构包括：多孔板（3），设于所述内筒（2）的内部，并能够沿垂直于所述内筒（2）中轴线方向进行往复运动；喷嘴（4），用于将污泥和气体输送至内筒（2）的内部，所述喷嘴（4）沿内筒（2）圆周方向均匀设于内筒（2）上，并在所述多孔板（3）往复运动时，所述喷嘴（4）能够沿其中轴线进行往复旋转，所述喷嘴（4）的内部至少具有一段截面积减小的收缩段；出水口，开设于内筒（2）上，并位于所述多孔板（3）的上方；排污组件，设于内筒（2）的内部，并用于对内筒（2）内部的污泥进行定期排放。2.根据权利要求1所述的气体耦合式水力空化装置，其特征在于：所述外筒（1）的内侧壁上设置有第一环形囊（16），且第一环形囊（16）与喷嘴（4）之间通过第一支管（17）连通，所述外筒（1）的侧边安装有排污泵（18），且排污泵（18）的出口端通过出料管与第一环形囊（16）连通。3.根据权利要求2所述的气体耦合式水力空化装置，其特征在于：所述多孔板（3）的顶部设置有贯穿至内筒（2）顶部的支杆，且支杆的顶部设置有顶板（13），所述顶板（13）的底部设置有位于内筒（2）外部的齿条（14），所述喷嘴（4）上套接有与齿条（14）相配合的齿轮（15）。4.根据权利要求3所述的气体耦合式水力空化装置，其特征在于：所述内筒（2）的外壁上设置有与喷嘴（4）一一对应且对齐的固定盒（21），且固定盒（21）的内部设置有活塞（22），所述活塞（22）的顶部设置有贯穿至固定盒（21）外部并与顶板（13）的底部连接的连接杆（23），所述固定盒（21）的底部设置有与第一支管（17）连通的连接管（24），且连接管（24）的内部设置有单向阀（25）。5.根据权利要求4所述的气体耦合式水力空化装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丕成，赵奂，赵迪，李娜，李学勤，曹行春，徐正强，韩增伟，王兆霖，
申请(专利权)人：山东奥美环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：