专利名称：一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统，适用于高效降解生物法处理污水的剩余污泥(Bio-solid)，能够实现污泥高效减量和性质稳定化，节约后续污泥处理成本。
背景技术：
目前，世界上超过80%的城镇污水处理都采用活性污泥法，处理过程中一般会产生占污水体积0. 39TO. 5%的剩余污泥。污泥中不仅含水率高、体积大，而且富含各种有机质，易腐烂发臭。此外，污泥中还含有大量重金属物质和其他有毒有害的难降解物质以及细菌、病毒、寄生虫卵。剩余污泥的处理成本很高，在欧美国家污泥处理费用约占到整个污水处理工艺成本的40%飞0%。如果对污泥进行科学有效地减量化和资源化，不仅能变废为宝， 而且能促进循环经济和可持续发展。我国在污泥处理处置研究应用方面起步较晚，目前采用较多的污泥最终处置方法主要有污泥堆肥、污泥焚烧、卫生填埋。随着城市的进一步扩张和环保意识的提升，污泥堆肥和污泥填埋正在逐渐减少，污泥焚烧由于高投资和高运行费用也会受到很大的制约。污泥处理处置技术的局限性必然要求改进污水处理工艺，从源头上减少污泥的产量或有效减少污泥体积，实现污泥减量化。在各种污泥减量方法中，物理方法和化学方法主要是依靠机械作用或投加化学药剂来实现污泥浓缩及产量降低，部分有腐蚀性的药剂对设备有特殊要求，易产生二次污染， 而且这些方法都是在剩余污泥产生后进行处理，需要特殊处理装置，不同程度地增加了运行费用和操作难度。相比之下，生物方法减量污泥因其费用少、能耗低、无二次污染等优点而具有良好的发展前景。众多生物法消化污泥中，嗜热微生物减量剩余污泥技术反应快、稳定性高，也因其污泥停留时间短、病原体破坏量大、固体去除率高而被认为是一种更具有发展潜力的污泥处理方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统。基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统包括污泥好氧降解反应装置、转子流量计、气泵、控制装置；污泥好氧降解反应装置包括筒体、电加热套、保温层、搅拌器、微孔曝气、筒盖、取样口、排空阀、出气口、温度探头、支脚、搅拌器电机、搅拌桨；筒体上端装有筒盖，筒盖上设有出气口和温度探头，并装有搅拌器电机，筒体外侧上下部分别包有电加热套，电加热套外面和筒体外侧中部附加有保温层，筒体中部设有取样口，筒体底部内侧设有微孔曝气，底部外侧设有排空阀和支脚，筒体内设有搅拌器并与搅拌器电机相连，搅拌器有搅拌桨，控制装置设有温度显示器、温度调节器、转速显示器、转速调节器、温度开关、转速开关；控制装置分别与温度探头、搅拌器电机相连，微孔曝气经转子流量计与气泵相连。所述的筒体整体为圆柱体，筒体底部为倒置圆锥底，其中圆柱体直径为 15(T200mm，圆柱体高度为30(T400mm，倒圆锥高度为5(T80mm。所述的电加热套高度为 10(Tl50mm。所述的筒盖为圆形，直径为18(T220mm。所述的温度探头长度为20(T250mm。 所述的搅拌桨为上、下两个搅拌桨，搅拌桨叶的长度为5(T80mm，上方的搅拌桨距离筒盖长度为18(T250mm，两个搅拌桨之间的距离为8(Tl20mm。所述的取样口为上、下两个取样口， 上方取样口距离筒盖距离为10(Tl50mm，两个取样口之间的距离为8(Tl20mm，取样口直径 l(T20mm。所述的微孔曝气的气管上均匀分布8 12个微孔，孔径0. 2^0. 5mm,每个微孔之间相互间隔40 60mm，气管直径2(T30mm。所述的排空阀的直径为2(T30mm，出气口的直径为 5 IOmm0本发明中，污泥在添加合适嗜热菌菌剂的条件下，选择适宜搅拌条件均匀反应体积、防止污泥沉淀，再提供相应消化温度和曝气量，能为嗜热微生物消化污泥创造适宜条件，提高污泥降解率，稳定污泥性质，节约后续处理成本。
图I是基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统的结构示意图2是本发明的污泥好氧降解反应装置构造示意图中，筒体I、电加热套2、保温层3、搅拌器4、微孔曝气5、筒盖6、取样口 7、排空阀8、 出气口 9、温度探头10、支脚11、搅拌器电机12、搅拌浆13、转子流量计14、气泵15、控制箱 16、温度显示17、温度调节18、转速显示19、转速调节20、温度开关21、转速开关22。
具体实施例方式如图1、2所示，基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统包括污泥好氧降解反应装置、转子流量计14、气泵15、控制装置16 ;污泥好氧降解反应装置包括筒体I、电加热套
2、保温层3、搅拌器4、微孔曝气5、筒盖6、取样口 7、排空阀8、出气口 9、温度探头10、支脚
11、搅拌器电机12、搅拌桨13 ;筒体I上端装有筒盖6，筒盖6上设有出气口 9和温度探头 10，并装有搅拌器电机12，筒体I外侧上下部分别包有电加热套2，电加热套2外面和筒体 I外侧中部附加有保温层3，筒体I中部设有取样口 7，筒体I底部内侧设有微孔曝气5，底部外侧设有排空阀8和支脚11，筒体I内设有搅拌器4并与搅拌器电机12相连，搅拌器4 有搅拌桨13，控制装置16设有温度显示器17、温度调节器18、转速显示器19、转速调节器 20、温度开关21、转速开关22 ;控制装置16分别与温度探头10、搅拌器电机12相连，微孔曝气5经转子流量计14与气泵15相连。所述的筒体I整体为圆柱体，筒体I底部为倒置圆锥底，其中圆柱体直径为 150 200mm,圆柱体高度为300 400mm,倒圆锥高度为50 80mm。所述的电加热套2高度为10(Tl50mm。所述的筒盖6为圆形，直径为18(T220mm。所述的温度探头10长度为 20(T250mm。所述的搅拌桨13为上、下两个搅拌桨，搅拌桨叶的长度为5(T80mm，上方的搅拌桨距离筒盖6长度为18(T250mm，两个搅拌桨之间的距离为8(Tl20mm。所述的取样口 7 为上、下两个取样口，上方取样口距离筒盖6距离为10(Tl50mm，两个取样口之间的距离为 8(Tl20mm，取样口直径10 20臟。所述的微孔曝气5的气管上均匀分布8 12个微孔，孔径0.2 0. 5mm,每个微孔之间相互间隔40 60mm,气管直径20 30mm。所述的排空阀8的直径为20 30_，出气口 9的直径为5 10_。使用时，首先关闭取样口 7和放空阀8，打开筒盖10，按照设计反应量加入污泥，再加入适量体积的嗜热菌菌液，盖上筒盖10并固定，打开出气口 9。打开气泵15，调节转子流量计14至所需气量；打开温度开关21，调节温度调节18选择合适温度；打开转速开关22， 调节转速调节20选择合适转速。刚调节完温度调节18后，电加热套2开始加热，保温层3防止热散失，温度显示17 反映的是温度探头10测得的温度。当温度探头10测得的温度高于设定温度时，控制箱自动切断电加热套2加热电源；当温度探头10测得的温度低于设定温度时，控制箱自动启动电加热套2加热电源，以此维持反应器内的反应温度。在所述反应器进行污泥消化的反应过程中，可打开取样口 7采取样品进行分析测试，监控反应过程。反应结束后，依次关闭气泵15、温度开关21和转速开关22，打开放空阀8排出反应物，打开筒盖6还可对反应器进行清理。本发明以传统污泥消化及其变形工艺的设计理论为指导，从嗜热微生物好氧消化污泥理论及其技术实际应用的可操作性角度考虑，以提高污泥降解率和稳定污泥性质为目标，经过大量资料查询及实际观察实验，总结已有反应器和目前工艺不足的基础上，本次嗜热微生物好氧消化污泥反应器的设计重点考虑了以下几个因素
1、所述反应器外壁设上下两个电加热套进行加热，反应过程中有两个搅拌桨不断搅拌混匀，使整个反应体系受热均匀，避免了体系中局部受热差异大的问题；
2、所述反应器内部在适当高度设置两个搅拌桨不停搅拌，底部设有均匀分布的微孔进行曝气，确保泥水混合物混合均匀，防止污泥沉淀影响污泥消化效果；
3、所述反应器内部设有温度探头，根据其测得的温度自动切断或开启电加热套的加热设置，保证反应器正常运行，同时实现自动控制，减少人工管理；
4、所述反应器控制箱还设有漏电保护系统，加强了反应自动运行过程中的安全性能；
5、所述嗜热微生物好氧消化反应器能调节反应体系的温度、搅拌速度和曝气量，能适用于各种污泥消化反应条件，实际污泥消化效率高于一般污泥消化装置。
实施例从所述的嗜热微生物好氧反应器筒盖6中加入I. 8L污泥，再加入0. 2L地衣芽抱杆菌 iBaclicus Iincheniformis')、产喊杆菌(Alcaligenes faecal is)和假单胞菌 (.Pseudomonas)的混合菌液,打开温度开关21和转速开关22,调节转子流量计14设定曝气量为35L/h，调节温度调节18设定温度为65°C，调节转速调节20设置搅拌器转速为 120rpm，当温度显示17显示温度达到65°C后即为反应开始。运行一定时间后从取样口 7取样分析。反应结束后关闭温度开关21和转速开关22，停止曝气，打开排空阀8排除污泥。经分析测定，反应120 h后，对污泥中TSS (总悬浮物)和VSS (挥发性悬浮物)的去除率分别达到33. 22%和44. 66%，比未添加菌剂的体系提高了 14. 53%和24. 73%，有效实现了对污泥的消化，并提高了作用效果。
权利要求
1.一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统，其特征在于包括污泥好氧降解反应装置、转子流量计14、气泵15、控制装置16 ;污泥好氧降解反应装置包括筒体(I)、电加热套(2)、保温层(3)、搅拌器(4)、微孔曝气(5)、筒盖(6)、取样口(7)、排空阀(8)、出气口(9)、 温度探头(10)、支脚(11)、搅拌器电机(12)、搅拌桨(13);筒体(I)上端装有筒盖(6)，筒盖 (6 )上设有出气口( 9 )和温度探头(10 )，并装有搅拌器电机(12 )，筒体(I)外侧上下部分别包有电加热套(2)，电加热套(2)外面和筒体(I)外侧中部附加有保温层(3)，筒体(I)中部设有取样口(7)，筒体(I)底部内侧设有微孔曝气(5)，底部外侧设有排空阀(8)和支脚(11)，筒体(I)内设有搅拌器(4)并与搅拌器电机(12)相连，搅拌器(4)有搅拌桨(13)，控制装置16设有温度显示器17、温度调节器18、转速显示器19、转速调节器20、温度开关21、 转速开关22 ;控制装置16分别与温度探头(10)、搅拌器电机(12)相连，微孔曝气(5)经转子流量计14与气泵15相连。
2.根据权利要求I所述的一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统，其特征在于所述的筒体(I)整体为圆柱体，筒体(I)底部为倒置圆锥底，其中圆柱体直径为15(T200mm， 圆柱体高度为30(T400mm，倒圆锥高度为5(T80mm。
3.根据权利要求I所述的一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统，其特征在于所述的电加热套(2)高度为10(Tl50mm。
4.根据权利要求I所述的一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统，其特征在于所述的筒盖(6)为圆形，直径为18(T220mm。
5.根据权利要求I所述的一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统，其特征在于所述的温度探头(10)长度为200 250臟。
6.根据权利要求I所述的一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统，其特征在于所述的搅拌桨(13)为上、下两个搅拌桨，搅拌桨叶的长度为5(T80mm，上方的搅拌桨距离筒盖(6)长度为180 250mm,两个搅拌桨之间的距离为80 120mm。
7.根据权利要求I所述的一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统，其特征在于所述的取样口(7)为上、下两个取样口，上方取样口距离筒盖(6)距离为10(Tl50mm，两个取样口之间的距离为8(Tl20mm，取样口直径10 20臟。
8.根据权利要求I所述的一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统，其特征在于所述的微孔曝气(5)的气管上均匀分布8 12个微孔，孔径0. 2^0. 5mm，每个微孔之间相互间隔40 60mm,气管直径20 30mm。
9.根据权利要求I所述的一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统，其特征在于所述的排空阀(8)的直径为2(T30mm，出气口(9)的直径为5 10mm。
全文摘要
本发明公开了一种基于嗜热微生物的污泥好氧降解反应系统。包括污泥好氧降解反应装置、转子流量计、气泵、控制装置；污泥好氧降解反应装置中筒体上端装有筒盖，筒盖上设有出气口和温度探头，并装有搅拌器电机，筒体外侧上下部分别包有电加热套，电加热套外面和筒体外侧中部附加有保温层，筒体中部设有取样口，筒体底部内侧设有微孔曝气，底部外侧设有排空阀和支脚，筒体内设有搅拌器并与搅拌器电机相连，搅拌器有搅拌桨，控制装置分别与温度探头、搅拌器电机相连，微孔曝气经转子流量计与气泵相连。本发明结构简单，造价低廉，操作方便，特别适用于嗜热微生物好氧降解污泥反应过程，能有效降解污泥，稳定污泥性质，节约污泥后续处理的成本。
文档编号C02F11/02GK102603138SQ20121007901
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者杨尚源, 杨悦, 梁志伟, 王云龙, 陈英旭 申请人:浙江大学