一种降低城市生活污水处理厂剩余污泥脱水难度的装置的制作方法

本实用新型涉及一种污泥处理装置，属固体废弃物处理领域，尤其涉及一种降低城市生活污水处理厂剩余污泥脱水难度的装置。

背景技术：

目前，城市生活污水处理的典型方法是活性污泥法，在活性污泥法处理城市生活污水的过程中，会大量产生高含水率的剩余污泥，就运行成本而言，污泥处理成本约占污水处理厂总运行成本的30~40%，剩余污泥的处理与处置是目前城市污水处理厂亟需解决的问题，因此，寻找高效、低耗、廉价的污泥处理方法和装置是污泥处理的必由之路。目前，城市生活污水处理厂剩余污泥一般采用脱水后填埋的方法进行处置，但是，水十条提出，到2020年，我国污泥资源化利用率要达到90%以上，填埋技术将被迫退出市场，而提高剩余污泥的资源化利用率就必须解决剩余污泥含水率过高的问题。在剩余污泥中，水份主要空隙水、吸附水、毛细水和胞内水，其中，空隙水、吸附水可以通过常规技术手段有效脱除，而毛细水和胞内水则以结合水的形式存在，很难通过常规方法进行去除，不仅制约了剩余污泥的减量化，同时制约了剩余污泥的资源化利用。目前脱除毛细水和胞内水的方法有机械破碎法（能耗高、成本高）、热处理法（能耗高、二次污染较严重）、高压喷射法（设备投资高、能耗较高）、化学法（需要额外添加化学药剂，过程控制困难，已造成二次污染）、超声波法（能耗低、处理效率高、无二次污染）。本实用新型就是基于超声波技术而开发的一种将剩余污泥中的毛细水和胞内水转变为孔隙水和吸附水，从而降低城市生活污水处理厂剩余污泥脱水难度的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决现有城市生活污水剩余污泥脱水难度大、能耗高、易造成二次污染、脱水效率低、污泥减量效果差的缺点而提供一种降低城市生活污水处理厂剩余污泥脱水难度的装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种降低城市生活污水处理厂剩余污泥脱水难度的装置，污泥混合均化池、污泥加压泵、污泥管、厌氧发酵罐、沉淀池、甲烷收集器、空气净化器。其中，污泥混合均化池中心安装有桨式搅拌器；污泥管为三层套管结构，在套管中心及外层管均沿管道设有超声波换能器，污泥沿套管输送；厌氧发酵罐外壁面包覆有保温层，底部中心位置设有排污口，中上部设有三相分离器，顶部中心设有空气管；厌氧发酵罐顶部内壁面上设有温度传感器，温度传感器应优选为非接触式，具有数据记录和数据传输功能的温度传感器；沉淀池优选为斜板斜管沉淀池；各设备间使用管道连接，密封方式为法兰密封。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型是一种降低城市生活污水处理厂剩余污泥脱水难度的装置，与现有技术相比，本实用新型利用超声波换能器所产生的超声波将剩余污泥的毛细管结构和微生物的细胞壁结构破坏掉，从而将难以脱除的毛细水和胞内水转变为易脱除的孔隙水和吸附水，从而降低城市生活污水处理厂剩余污泥脱水难度的装置，进一步的，超声波可以使剩余污泥中的难降解大分子有机物分解为可溶性易降解有机物，与此同时，本实用新型使用厌氧发酵罐对破坏了毛细管结构和细胞壁结构的污泥进行厌氧消化处理，将剩余污泥中的植物纤维、微生物残体、有机物等转化为富氢能源甲烷，实现了污泥的能源化利用和减量化处理，厌氧消化后的污泥由于有机物含量大大降低、胞内水和毛细水这些结合水大量成为自由水，使污泥的致密性提供，固液分离效果增强，沉淀后的污泥含水率较剩余污泥含水率明显降低，之后脱水难度也大大降低。另外，整个系统为密封结构，可以有效减少污泥处理过程中臭味和有毒有害气体向环境中的释放，同时，整个系统结构简单，运行管理十分方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型污泥管结构示意图。

图1~2中：1-污泥混合均化池、2-污泥加压泵、3-污泥管、4-厌氧发酵罐、5-沉淀池、6-甲烷收集器、7-空气净化器、11-桨式搅拌器；30-超声波换能器、40-保温层、41-排污口、42-空气管、43-温度传感器、44-三相分离器、50-回水管、51-排泥管、70-排空管。

具体实施方式

下面结合附图1~2对本实用新型作进一步说明：

如图1~2所示：本实用新型包括污泥混合均化池1、污泥加压泵2、污泥管3、厌氧发酵罐4、沉淀池5、甲烷收集器6、空气净化器7、桨式搅拌器11；超声波换能器30、保温层40、排污口41、空气管42、温度传感器43、三相分离器44、回水管50、排泥管51、排空管70。

如图1~2所示：

城市污水处理厂剩余污泥由沉淀池、二沉池等处收集后，经管道收集于污泥混合均化池1、经污泥加压泵2加压后进入污泥管中，污泥在污泥管中输送过程中，受套管中所安装的超声波换能器30所释放的超声波作用，剩余污泥中的毛细管壁和细胞壁在超声波的作用下，因交替压缩和扩展产生空穴作用，从而实现毛细管壁和细胞壁的被压碎，毛细水和胞内水释放出来成为自由水，另一方面，在超声波能所形成的空穴作用下，难降解的大分子有机物被分解为水溶性、易分解的小分子有机物，紧接着，超声波处理后的污泥进入厌氧发酵罐4中进行厌氧发酵，在发酵细菌（比如纤维素分解菌、蛋白质水解菌、醋酸菌、甲烷细菌）的作用下转化为甲烷，工作人员可通过温度传感器43所传输的温度变化情况，判断厌氧发酵反应进程（厌氧发酵罐中温度先缓慢增加，再迅速增加，之后基本稳定在高位，温度的缓慢增加意味着厌氧发酵过程的开始，稳定不变或者缓慢降低的高温阶段意味着厌氧发酵过程的完成。），适时进行厌氧发酵罐的进出料操作。厌氧发酵期间，所产生的气体经三相分离器44进入空气管42，之后进入甲烷收集器6中进行甲烷的收集，尾气则进入空气净化器6中净化后经排空管70排入大气中，另一方面，待厌氧发酵完成后，被三相分离器分离的固液组分则经排污口41进入沉淀池5中进行沉淀，实现固液分离，上清液经回水管回流至污水处理厂的水处理环节进行处理，污泥则经排泥管51排出进入脱水车间进行脱水。与直接将剩余污泥送至脱水车间相比，本实用新型的技术优势体现在，一方面，经本实用新型处理后的污泥量大大降低（由于胞内水和毛细水转化为了自由水进而随上清液进入水处理环节进行处理）；第二方面，经本实用新型处理后的污泥含水率大大降低（因为本实用新型处理后的污泥密度增加、有机物含量大大降低）；第三方面，本实用新型处理后的污泥中胞内水、毛细水所占比重大大降低，水份多以易脱除的自由水存在，脱水难度大大降低。