一种臭氧氧化污泥减量系统的制作方法

本实用新型涉及一种臭氧氧化污泥减量系统。

背景技术：

我国城市污水厂无论在数量还是规模上都飞速的增长，随之而来的问题也日益凸显，剩余污泥量迅速增加，如何高效的处理处置剩余污泥成为一个技术难题。城市污水厂产生的剩余污泥中含有多种污染物质，需要妥善处理，否则会对环境造成极大危害。污水污泥处理与处置是污水处理的重要组成部分，污水污泥的处理处置费用较高。在我国，污泥处理投资只占污水处理厂总投资的一小部分，但是在发达国家如加拿大、美国、日本及欧洲国家的污泥处理投资已占污水处理厂总投资的一半以上。因此，将产量大、成分复杂的污泥，经过科学处理后使其减量化、无害化、资源化和稳定化，已成为环境界广泛关注的问题。

活性污泥法是世界上应用最广泛的污水生物处理技术，90％以上的城市污水都以活性污泥法作为核心环节，但最大的弊端就是产生大量的剩余污泥。我国随着城市污水处理厂建设力度逐步加大，城市污泥产生量激增，如何经济、安全、合理地处理处置和利用污泥是当今十分关注的研究课题。我国污泥处理处置技术严重滞后于污水处理，能耗高，运行管理复杂，许多污水处理厂的污泥处理设施都成了摆设，在实践中规模较小的污水处理站通常不考虑污泥处置问题，绝大多数污泥经过重力浓缩、机械脱水这一套简单的工艺处理后，就送往垃圾场填埋或直接暴露在旷野中，造成严重的二次污染。

污泥减量是在20世纪90年代提出的对剩余污泥处置的新概念，是在对剩余污泥资源化基础上进一步提出的要求。污泥的减量与减容有着本质的区别。减容是通过降低污泥的含水率来缩小污泥的体积，而污泥中生物固体(biomass)量几乎得不到减少。减量则是通过物理、化学、生物等手段使整个污水处理系统向外排放的生物固体量达到最少，主要是依靠降低微生物产率以及利用微生物自身内源呼吸进行氧化分解等，所以减量是从根本上、实质上减少污泥量。

技术实现要素：

本实用新型目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种臭氧氧化污泥减量系统，利用臭氧的强氧化性来达到污泥破解的目的，在污水处理过程中减少剩余污泥产量，不仅提高了污泥的处理效率，降低污泥处理成本，而且可以降低剩余污泥处理不妥而带来的环境污染风险。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种臭氧氧化污泥减量系统，包括过滤槽、曝气槽、沉淀槽和臭氧反应塔，其特征在于：过滤槽的出水口与曝气槽的进水口相连接，曝气槽的出水口与沉淀槽的进水口相连接，沉淀槽内设置有斜管分离区，斜管分离区的上方为澄清区，斜管分离区的下方为沉淀区，沉淀槽的下端设置有出泥口，污泥出口上设置有第一连接口和第二连接口，第一连接口通过回流管与曝气槽的进泥口相连接，第二连接口通过污泥输送管与臭氧反应塔的进泥口相连接，臭氧反应塔内设置有粉碎室和臭氧氧化室，粉碎室内设置有粉碎装置，臭氧氧化室内设置有搅拌装置和加热装置，臭氧反应塔的右侧设置有臭氧发生器；过滤槽的设计可以将污水中的悬浮物、大颗粒杂质等过滤清除，避免其进入到管道中造成管道的堵塞，曝气槽可以对处理后的水体进行曝气，增加水中的含氧量，提高污水处理效率，沉淀槽通过其内部的斜管分离区对污泥和污水进行分离，通过斜管的阻挡作用，对污泥起到一个阻碍力，使得污泥在自身重力和阻碍力的作用下往下移动，进入到污泥沉淀区中，而污水则通过斜管分离区进入到上层的澄清区中，澄清后的污水直接从沉淀槽的出水口排出，沉淀区沉淀浓缩后的约2/3的污泥从第一连接口回流到曝气槽再次参与污水处理，剩余的约1/3的污泥则从第二连接口进入到臭氧反应塔中进行臭氧氧化处理，然后再回流到曝气槽，污泥经过臭氧处理后，能够提高生物的降解性，降低污泥中的生物固定量，而且经过实验验证，将沉淀区沉淀浓缩后的污泥按照上面的比例进行分别处理，可以使污水处理过程中净增污泥量与无机化污泥量相等，从而达到剩余污泥减量的目的，粉碎室可以将污泥中的残余颗粒杂质进行粉碎处理，避免其进入到臭氧氧化室中缠绕在搅拌装置上，影响装置的使用，同时粉碎室将污泥粉碎均匀，也便于臭氧与污泥全方面的接触，提高污泥的臭氧处理效果，搅拌装置可以对臭氧氧化室的污泥进行搅拌，避免其发生结块等现象，影响污泥与臭氧的接触效果，而且通过搅拌装置的搅拌可以提高污泥的流动性，有效避免其粘黏在臭氧氧化室的内壁上，影响后面污泥的臭氧处理，加热装置的设计可以对臭氧氧化室的内部温度进行控制，从而使得污泥的臭氧作用好。

进一步，过滤槽中设置有第一过滤筛网和第二过滤筛网，第一过滤筛网和第二过滤筛网上均设置有过滤筛孔，第一过滤筛网的过滤筛孔孔径大于第二过滤筛网的过滤筛孔孔径，通过第一过滤筛网和第二过滤筛网的双重过滤作用，提高污水的过滤效果，有效避免杂质的残留，而且通过对第一过滤筛网和第二过滤筛网上的过滤筛孔孔径的设计，可以进一步提高污水的过滤质量，结构设计更加的合理。

进一步，过滤槽的右端面上设置有控制箱，控制箱上设置有导杆，导杆上设置有第一清理块和第二清理块，第一清理块位于第一过滤筛网的上方，第二清理块位于第二过滤筛网的上方，第一清理块和第二清理块均通过伸缩固定杆与导杆相连接，通过第一清理块和第二清理块分别对第一过滤筛网和第二过滤筛网上的杂质进行清理，提高过滤槽的过滤效果，通过伸缩固定杆的伸长和缩回可以带动第一清理块和第二清理块的左右移动，从而使得第一过滤筛网和第二过滤筛网上的杂质清理得更加的干净，也加快了清理速率。

进一步，加热装置包括加热筒，加热筒与臭氧氧化室的内侧壁相匹配，加热筒的内部均匀设置有加热棒，加热棒上缠绕有加热线圈，加热装置的设计可以严格控制臭氧的氧化温度，使得臭氧氧化室内的温度保持在最佳反应温度35℃左右，从而确保生物的降解效果，提高污泥的处理效果，使得污泥的臭氧氧化程度更高，提高污泥减量的效果，加热筒的设计可以提高加热装置的加热效率，结构设计也更合理，通过加热筒可以对臭氧氧化室中污泥进行全方位360°的加热，有效提高污泥的加热效率，避免出现温度差。

进一步，搅拌装置包括搅拌电机、搅拌空心轴和搅拌盘，搅拌电机位于臭氧氧化室的后端面上，搅拌电机的输出轴与搅拌空心轴相连接，搅拌盘均匀设置在搅拌空心轴上，搅拌装置的设计可以使得处理塔本体内部的污泥充分的搅拌，提高其流动性能，避免污泥出现凝结成块的现象，同时对污泥进行搅拌也可以使得臭氧与污泥充分的接触，提高污泥的氧化效率。

进一步，搅拌空心轴上设置有进气口，进气口通过臭氧输送管与臭氧发生器的出气口相连接，臭氧输送管上设置有计量泵，搅拌空心轴的设计不仅可以便于搅拌盘的固定和安装，而且又可以便于臭氧从进气口进入到搅拌空心轴内，再从喷气头喷出，计量泵的设计可以严格控制臭氧的输送量，根据输送污泥的密度来进行臭氧输送量的调节，使得整个污泥的氧化作用更好，提高工作效率。

进一步，搅拌空心轴上还均匀设置有喷气头，喷气头与搅拌盘之间间隔设置，喷气头上均匀设置有喷口，喷气头可以增大臭氧与污泥的接触面积，搅拌电机带动搅拌盘转动的同时，带动喷气头的旋转，提高了臭氧氧化室中臭氧分子的分布均匀性，确保臭氧与污泥分子的充分接触，保证没有污泥被遗漏，同时也可以缩短反应时间，节约臭氧量，降低能耗的损失，再结合搅拌装置的设计，使得整个臭氧的分布更加的均匀。

进一步，粉碎室与臭氧氧化室之间设置有筛孔板，筛孔板的下方设置有振动器，筛孔板的设计可以便于粉碎达到一定要求的污泥从筛孔板进入到臭氧氧化室进行臭氧处理，振动器可以增加污泥的流动性，加快污泥进入到臭氧氧化室的速率，避免其粘黏在筛孔板上。

进一步，粉碎装置包括粉碎电机、粉碎杆和粉碎叶轮，粉碎电机位于臭氧处理塔的顶端，粉碎电机与粉碎杆相连接，粉碎叶轮位于粉碎杆上，粉碎叶轮上设置有粉碎齿。

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、利用臭氧的强氧化性来达到污泥破解的目的，与其他污泥减量方法相比具有效率高、能耗低的特点，实现污水处理厂污泥零排放时的总费用仅为污泥填埋处置的47％；

2、沉淀槽沉淀下来的回流污泥，一部分直接进入曝气槽，另一部分则通过臭氧反应塔减量处理后再返回到曝气槽，经臭氧氧化后的污泥被转化成可以在一定程度上被微生物利用的自底基质，在活性污泥的作用下自底基质中可生化部分被矿化，新增了生物物质，并对剩余污泥进行生化处理，提高了对污水中污泥的处理效率。

本污泥减量方法是将沉淀槽中的剩余污泥部分臭氧化后，在污水处理过程中减少剩余污泥产量，可以降低污泥处理成本，降低剩余污泥不妥处理而带来的环境风险，因此该技术具有广阔的应用前景，良好的社会和生态效益。

本实用新型结构简单，实用性强，利用臭氧的强氧化性来达到污泥破解的目的，在污水处理过程中减少剩余污泥产量，不仅提高了污泥的处理效率，降低污泥处理成本，而且可以降低剩余污泥处理不妥而带来的环境污染风险。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种臭氧氧化污泥减量系统的结构示意图；

图2为本实用新型中臭氧反应塔的结构示意图；

图3为本实用新型中搅拌装置的结构示意图；

图4为本实用新型中加热装置的结构示意图；

图5为本实用新型中过滤槽的结构示意图。

图中：1-过滤槽；2-曝气槽；3-沉淀槽；4-臭氧反应塔；5-斜管分离区；6-出泥口；7-第一连接口；8-第二连接口；9-回流管；10-污泥输送管；11-粉碎室；12-臭氧氧化室；13-粉碎装置；14-搅拌装置；15-加热装置；16-臭氧发生器；17-第一过滤筛网；18-第二过滤筛网；19-控制箱；20-导杆；21-第一清理块；22-第二清理块；23-伸缩固定杆；24-加热筒；25-加热棒；26-搅拌电机；27-搅拌空心轴；28-搅拌盘；29-进气口；30-臭氧输送管；31-计量泵；32-喷气头；33-筛孔板；34-振动器；35-粉碎电机；36-粉碎杆；37-粉碎叶轮；38-粉碎齿；39-澄清区；40-沉淀区。

具体实施方式

如图1至图5所示，为本实用新型一种臭氧氧化污泥减量系统，包括过滤槽1、曝气槽2、沉淀槽3和臭氧反应塔4，过滤槽1的出水口与曝气槽2的进水口相连接，曝气槽2的出水口与沉淀槽3的进水口相连接，过滤槽1的设计可以将污水中的悬浮物、大颗粒杂质等过滤清除，避免其进入到管道中造成管道的堵塞，过滤槽1的右端面上设置有控制箱19，控制箱19上设置有导杆20，导杆20上设置有第一清理块21和第二清理块22，第一清理块21位于第一过滤筛网17的上方，第二清理块22位于第二过滤筛网18的上方，第一清理块21和第二清理块22均通过伸缩固定杆23与导杆20相连接，通过第一清理块21和第二清理块22分别对第一过滤筛网17和第二过滤筛网18上的杂质进行清理，提高过滤槽1的过滤效果，通过伸缩固定杆23的伸长和缩回可以带动第一清理块21和第二清理块22的左右移动，从而使得第一过滤筛网17和第二过滤筛网18上的杂质清理得更加的干净，也加快了清理速率，过滤槽1中设置有第一过滤筛网17和第二过滤筛网18，第一过滤筛网17和第二过滤筛网18上均设置有过滤筛孔，第一过滤筛网17的过滤筛孔孔径大于第二过滤筛网18的过滤筛孔孔径，通过第一过滤筛网17和第二过滤筛网18的双重过滤作用，提高污水的过滤效果，有效避免杂质的残留，而且通过对第一过滤筛网17和第二过滤筛网18上的过滤筛孔孔径的设计，可以进一步提高污水的过滤质量，结构设计更加的合理，曝气槽2可以对处理后的水体进行曝气，增加水中的含氧量，提高污水处理效率。

沉淀槽3内设置有斜管分离区5，斜管分离区5的上方为澄清区39，斜管分离区5的下方为沉淀区40，沉淀槽3的下端设置有出泥口6，污泥出口上设置有第一连接口7和第二连接口8，第一连接口7通过回流管9与曝气槽2的进泥口相连接，第二连接口8通过污泥输送管10与臭氧反应塔4的进泥口相连接，沉淀槽3通过其内部的斜管分离区5对污泥和污水进行分离，通过斜管的阻挡作用，对污泥起到一个阻碍力，使得污泥在自身重力和阻碍力的作用下往下移动，进入到污泥沉淀区40中，而污水则通过斜管分离区5进入到上层的澄清区39中，澄清后的污水直接从沉淀槽3的出水口排出，沉淀区40沉淀浓缩后的约2/3的污泥从第一连接口7回流到曝气槽2再次参与污水处理，剩余的约1/3的污泥则从第二连接口8进入到臭氧反应塔4中进行臭氧氧化处理，然后再经回流管9回流到曝气槽2的入口，污泥经过臭氧处理后，能够提高生物的降解性，降低污泥中的生物固定量，而且经过实验验证，将沉淀区40沉淀浓缩后的污泥按照上面的比例进行分别处理，可以使污水处理过程中净增污泥量与无机化污泥量相等，从而达到剩余污泥减量的目的。

臭氧反应塔4内设置有粉碎室11和臭氧氧化室12，粉碎室11与臭氧氧化室12之间设置有筛孔板33，筛孔板33的下方设置有振动器34，筛孔板33的设计可以便于粉碎达到一定要求的污泥从筛孔板33进入到臭氧氧化室12进行臭氧处理，振动器34可以增加污泥的流动性，加快污泥进入到臭氧氧化室12的速率，避免其粘黏在筛孔板33上，粉碎室11内设置有粉碎装置13，粉碎装置13包括粉碎电机35、粉碎杆36和粉碎叶轮37，粉碎电机35位于臭氧处理塔的顶端，粉碎电机35与粉碎杆36相连接，粉碎叶轮37位于粉碎杆36上，粉碎叶轮37上设置有粉碎齿38，粉碎室11可以将污泥中的残余颗粒杂质进行粉碎处理，避免其进入到臭氧氧化室12中缠绕在搅拌装置14上，影响装置的使用，同时粉碎室11将污泥粉碎均匀，也便于臭氧与污泥全方面的接触，提高污泥的臭氧处理效果。

臭氧氧化室12内设置有搅拌装置14和加热装置15，加热装置15包括加热筒24，加热筒24与臭氧氧化室12的内侧壁相匹配，加热筒24的内部均匀设置有加热棒25，加热棒25上缠绕有加热线圈，加热装置15的设计可以严格控制臭氧的氧化温度，使得臭氧氧化室12内的温度保持在最佳反应温度35℃左右，从而确保生物的降解效果，提高污泥的处理效果，使得污泥的臭氧氧化程度更高，提高污泥减量的效果，加热筒24的设计可以提高加热装置15的加热效率，结构设计也更合理，通过加热筒24可以对臭氧氧化室12中污泥进行全方位360°的加热，有效提高污泥的加热效率，避免出现温度差。

搅拌装置14包括搅拌电机26、搅拌空心轴27和搅拌盘28，搅拌电机26位于臭氧氧化室12的后端面上，搅拌电机26的输出轴与搅拌空心轴27相连接，搅拌盘28均匀设置在搅拌空心轴27上，搅拌空心轴27上设置有进气口29，进气口29通过臭氧输送管30与臭氧发生器16的出气口相连接，臭氧输送管30上设置有计量泵31，搅拌空心轴27的设计不仅可以便于搅拌盘28的固定和安装，而且又可以便于臭氧从进气口29进入到搅拌空心轴27内，再从喷气头32喷出，计量泵31的设计可以严格控制臭氧的输送量，根据输送污泥的密度来进行臭氧输送量的调节，使得整个污泥的氧化作用更好，提高工作效率，搅拌空心轴27上还均匀设置有喷气头32，喷气头32与搅拌盘28之间间隔设置，喷气头32上均匀设置有喷口，喷气头32可以增大臭氧与污泥的接触面积，搅拌电机26带动搅拌盘28转动的同时，带动喷气头32的旋转，提高了臭氧氧化室12中臭氧分子的分布均匀性，确保臭氧与污泥分子的充分接触，保证没有污泥被遗漏，同时也可以缩短反应时间，节约臭氧量，降低能耗的损失，再结合搅拌装置14的设计，使得整个臭氧的分布更加的均匀，搅拌装置14的设计可以使得处理塔本体内部的污泥充分的搅拌，提高其流动性能，避免污泥出现凝结成块的现象，同时对污泥进行搅拌也可以使得臭氧与污泥充分的接触，提高污泥的氧化效率，搅拌装置14可以对臭氧氧化室12的污泥进行搅拌，避免其发生结块等现象，影响污泥与臭氧的接触效果，而且通过搅拌装置14的搅拌可以提高污泥的流动性，有效避免其粘黏在臭氧氧化室12的内壁上，影响后面污泥的臭氧处理，加热装置15的设计可以对臭氧氧化室12的内部温度进行控制，从而使得污泥的臭氧作用好，臭氧反应塔4的右侧设置有臭氧发生器16。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。