一种市政污泥超声波对冲破壁机制造技术

本发明专利技术公开了一种市政污泥超声波对冲破壁机，包括罐体，所述罐体内设有多根的超声频率不同的超声波振动棒，所述超声波振动棒竖直设置于罐体内，所述罐体中部设有一对高速流体喷头，所述高速流体喷头对称且相对设置于罐体上，所述超声波振动棒设置于高速流体喷头之间，所述罐体底部设有出料口。与现有技术相比，本发明专利技术可通过双多频率超声波对冲驻波，对冲了一部分能量弱的区域，使能量分布密度更为均匀,高速运动的污泥颗粒运动可降低驻波能量死角影响,实现更高效率的能量覆盖。形成“三相共存”环境,使超声能量更能集中到需要破壁的污泥颗，通过2倍喷射速率的物理对撞，部分间隙水和结合水被分离，部分污泥颗粒在强烈对撞中实现破壁。现破壁。现破壁。

【技术实现步骤摘要】
一种市政污泥超声波对冲破壁机


[0001]本实用环保
，尤其涉及一种市政污泥超声波对冲破壁机。

技术介绍

[0002]对城市污水处理厂副产物剩余污泥的处理与处置，一直是本行业一个较为棘手的问题。其处理费用占到污水处理厂总运行费用的25％～40％，甚至高达60％，居高不下的成本成为一直以来困扰污水处理厂的重大问题，也是近20年来社会各界普遍关注和研究的问题。污泥处理成本高，与污泥的结构特殊性直接关联，剩余污泥成分复杂，是多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体，其中所含的大量的水分(甚至可高达99％以上)以细胞水、结合水和间隙水等多种形式与微生物个体等固体物质形成的复杂集合体，呈流体状态且有胶质的属性，因此其中的水很难彻底与固体物质分离。
[0003]超声波破壁是利用超声波(波长2cm以下)的高速振动(频率大于17KHz)作用于物体时，微观世界所产生的波峰波谷迅速使污泥产生交替压缩和膨胀。当污泥颗粒处于膨胀的半周期时,污泥颗粒及结合水在压力作用下被气泡化和迅速膨胀。而当处于压缩的半周期时,气泡会收缩。这种极短的时间内的巨大压力变化很大造成压缩气泡急剧破裂，在原料液体中会出现微“爆炸”现象，瞬间在液体周围的区域会引起很大的压力和温度升高，从而可以实现了对结合水、细胞膜(壁)的破碎作用。
[0004]目前，实际生产和现有研究成果的超声波破壁设备在设计或使用过程中有很多缺陷，要么造价成本过高，要么破壁不彻底，使很多污泥处理企业被迫选择添加化学药品进行破壁或加热破壁的方式来分离污泥中水和固体物质。从公开资料上查阅的信息可以总结当前超声波破壁技术存在一下问题：
[0005](1)有的技术将超声波的振动棒(换能器)直接作用在流体态的污泥中，从理论上看，超声波所产生的能量大多直接作用于污泥，但是，由于超声波在液体或固体中的传播速度更快，污泥可以迅速吸收超声波的能量，但是，能量主要消耗在污泥中80％以上含量的水分子，造成所有的水分子的振动加剧，而针对结合水、细胞内水而言，它们能吸收的能量反而是少数，因此，实际破壁效率差。
[0006](2)污泥的胶质性状，使污泥本身就成为一种缓冲体，超声波在污泥中的能量传递犹如声波在橡皮中一样，能量损耗大、效率低下，一定程度这种缓冲还可以保护污泥中的微生物细胞壁。
[0007](3)超声波的驻波效益，加之不少工艺采用长方体的容器，内壁平面的反射，更是增加了驻波的形成。以波长为10mm的超声波为例，空间上会形成半波长(即5mm)间隔的能量趋于零的作用点，使其能量分布犹如强弱点构成的网格，超声波工作时，造成大量需要破壁的污泥颗粒处于声波能量辐射较低、甚至为零的点，从而成为“漏网之鱼”，大幅度降低了超声波对污泥颗粒破壁的效率。
[0008](4)虽然也有考虑使用通过高压射流的方式，使污泥流体撞击容器中的撞击板上，从而使污泥流体成为较小的颗粒，一部分结合水和细胞壁因撞击破碎。但是，流体射流其撞
击的速率有一个上限，即声波的速率，流体的射流速度不能超过音速，超过则要形成音爆，显然在容器中是不可能的，因此，通过高速射流撞击的最高速率会受到限制，设计效果并不理想。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的就在于提供一种市政污泥超声波对冲破壁机，充分利用污水槽的发酵池内厌氧反应产生的热能，对存水弯部进行加热，彻底解决了污水排污管冻结的问题。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种市政污泥超声波对冲破壁机，包括罐体，所述罐体内设有多根的超声频率不同的超声波振动棒，所述超声波振动棒竖直设置于罐体内，所述罐体中部设有一对高速流体喷头，所述高速流体喷头对称且相对设置于罐体上，所述超声波振动棒设置于高速流体喷头之间，所述罐体底部设有出料口。
[0011]作为优选，所述超声波振动棒为长条形，且超声波振动棒的横截面为两头尖尖的流线型，所述超声波振动棒的流线型方向与高速流体喷头的流体喷射方向相同。
[0012]作为优选，所述超声波振动棒为两根或两根以上。
[0013]作为优选，所述罐体顶部设有驱动超声波振动棒的超声波发生器。
[0014]作为优选，所述罐体由罐身和盖体组成，所述罐身整体呈圆筒形，罐身的底部呈圆锥形，所述盖体呈圆弧形。
[0015]作为优选，所述盖体通过紧固螺栓与罐身的顶部固定连接。
[0016]作为优选，所述出料口处设有超声波反射装置，所述超声波反射装置由反射片、连接杆和固定杆组成，所述反射片的顶面为内凹的曲面，所述反射片位于罐体内，且与出料口之间留有间隙。
[0017]作为优选，所述连接杆固定于反射片的背面，所述连接杆通过固定杆固定于出料口内。
[0018]作为优选，所述内凹面的弧度大于罐身底部的锥度。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0020](1)本专利技术罐体内设置多根超声频率不同的超声波振动棒，可通过双(多)频率超声波对冲驻波，使即便产生驻波，也可以通过不同频率的超声波所产生驻波的波峰和波谷不可能重叠的物理原理，对冲了一部分能量弱的区域，使能量分布密度更为均匀。
[0021](2)本专利技术与静态超声波破壁和低流速超声波破壁技术相比较，高速运动的污泥颗粒运动可降低驻波能量死角影响。在从高速流体喷头喷出到跌落到底部的过程中，污泥颗粒与罐壁碰撞和颗粒之间的相互碰撞，不断和快速地改变轨迹，从而有效地规避了驻波能量死角的影响，实现更高效率的能量覆盖。
[0022](3)污泥在罐体的两侧对称性地对冲喷射撞击和超声波的作用下，在破壁机罐体内部空间中成为分散的雾状颗粒密布在破壁机内部空间中，形成“三相共存”环境。三相物质中，气相不利于超声波的传递，液相分子团颗粒很小也不容易吸收能量，而更容易吸收能量的就是颗粒最大的固相物质，因此，这样的环境条件下，超声能量更能集中到需要破壁的污泥颗。
[0023](4)而且本专利技术的射流对冲喷射较其他喷射工艺设计而言，射流对冲在颗粒碰撞时的相对速率是单边速率的2倍，通过2倍喷射速率的物理对撞，部分间隙水和结合水被分
离，部分污泥颗粒在强烈对撞中实现破壁。同时，污泥经旋转喷射的被雾化后，再经过高速对撞，雾化效果更好，使污泥以更小的颗粒分布在罐体中。由于对称的冲击力相等，使罐体能获得力的相对平衡，增加设备稳定性。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0025]图2为本专利技术的内部结构示意图；
[0026]图3为本专利技术的驻波分布示意图；
[0027]图4为本专利技术超声波振动棒的。
[0028]图中：1、罐体；11、罐身；12、盖体；2、高速流体喷头；3、超声波振动棒；4、超声波发生器；5、出料口；6、反射片；7、连接杆；8、固定杆。
具体实施方式
[0029]下面将对本专利技术作进一步说明。
[0030]实施例：一种市政污泥超声波对冲破壁机，参见图1、图2，包括罐体1，所述罐体1内设有多根的超声频率不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种市政污泥超声波对冲破壁机，包括罐体，其特征在于：所述罐体内设有多根的超声频率不同的超声波振动棒，所述超声波振动棒竖直设置于罐体内，所述罐体中部设有一对高速流体喷头，所述高速流体喷头对称且相对设置于罐体上，所述超声波振动棒设置于高速流体喷头之间，所述罐体底部设有出料口。2.根据权利要求1所述的一种市政污泥超声波对冲破壁机，其特征在于：所述超声波振动棒为长条形，且超声波振动棒的横截面为两头尖尖的流线型，所述超声波振动棒的流线型方向与高速流体喷头的流体喷射方向相同。3.根据权利要求2所述的一种市政污泥超声波对冲破壁机，其特征在于：所述超声波振动棒为两根或两根以上。4.根据权利要求2所述的一种市政污泥超声波对冲破壁机，其特征在于：所述罐体顶部设有驱动超声波振动棒的超声波发生器。5.根据权利要求1所述的一种市政污泥超声波对冲破壁机，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋里，张小军，
申请(专利权)人：成都中环博川环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：