超声空化等离子体污泥无害化装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超声空化等离子体污泥无害化装置及方法，特别适用于生活污水产生的污泥等。
【背景技术】
[0002]随着社会、经济的不断发展和城市化进程的加快，污水处理量日益增加，在污水处理过程中产生的大量污泥已成为污水处理厂的沉重负担。
[0003]现污泥处置方法主要有制肥、填埋和焚烧等方法。制肥会污染土壤，造成大面积公害，其使用已在不同的国家得到限制或禁止。填埋会侵占大量土地，防渗不当会导致土壤和地下水的大面积污染。目前，焚烧的污泥量正大幅度增加。焚烧能杀死病原体，可最大限度地减少污泥的固体量，但投资大，处理费用高，每焚烧I吨污泥就会产生4000—7000立方米的废气，焚烧会产生二噁英等剧毒物质。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种超声空化等离子体污泥无害化装置及方法，具有高效洁净、方便经济、不需要其他任何辅助材料和添加剂、灭菌彻底，同进还有很强的除霉、腥、臭等异味等功能；另外具有技术构成简单，投资小、处理效果好、管理维护方便和易于推广的特点。
[0005]本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种超声空化等离子体污泥无害化装置，它包括反应器，所述反应器顶部设置有料斗，所述料斗与反应器之间设置有进料阀，所述反应器底部设置有放料阀，所述反应器中心通过支撑架设置有等离子体发生器，所述反应器内壁上均匀设置有多个超声空化器件。
[0006]—种超声空化等离子体污泥无害化方法，将需处理的污泥在金属分离后进行破碎，破碎后的污泥进入超声空化等离子体污泥无害化装置进行无害化处理，作用一定的时间达到处理效果后即可对处理后的污泥进行脱水，脱水后的水体作为工作过程需要用水的回用，再次进入超声空化等离子体污泥无害化装置作为补充水使用，多余的排出系统外进行另外利用，脱水后的干物料作为资源化处理与利用的原料，在下一流程中进行深度处理和资源化产品生产。
[0007]所述超声空化等离子体污泥无害化装置，它包括反应器，所述反应器顶部设置有料斗，所述料斗与反应器之间设置有进料阀，所述反应器底部设置有放料阀，所述反应器中心通过支撑架设置有等离子体发生器，所述反应器内壁上均匀设置有多个超声空化器件，待处理的污泥在料斗中受进料阀的控制进入反应器中，进入反应器的物料分别受超声空化器件和等离子体发生器的共同作用，经过一段时间的作用后达到无害化的要求，将物料通过放料阀排出反应器外。
[0008]与现有技术相比，本发明的优点在于:
本发明一种超声空化等离子体污泥无害化装置及方法，具有高效、洁净、方便、经济等特点；超声空化等离子体进行污泥处理，不需要其他任何辅助材料和添加剂，包容性好，灭菌彻底，同时还有很强的除霉、腥、臭等异味的功能；实现污泥处理，不存在任何残留物，没有二次污染问题;具有技术构成简单，投资小、处理效果好、管理维护方便和易于推广的特点。
【附图说明】
[0009]图1为本发明一种超声空化等离子体污泥无害化装置的结构示意图。
[0010]图2为本发明一种超声空化等离子体污泥无害化方法的工作流程示意图。
[0011]其中:
料斗I
破碎后的污泥2 进料阀3 物料4
超声空化器件5 反应器6 放料阀7
等离子体发生器8 支撑架9。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0013]如图1所示，本实施例中的一种超声空化等离子体污泥无害化装置，它包括反应器6，所述反应器6顶部设置有料斗I，所述料斗I与反应器6之间设置有进料阀3，所述反应器6底部设置有放料阀7，所述反应器6中心通过支撑架9设置有等离子体发生器8，所述反应器6内壁上均匀设置有多个超声空化器件5。
[0014]—种超声空化等离子体污泥无害化方法如下:将需处理的污泥在金属分离后进行破碎，破碎后的污泥进入超声空化等离子体污泥无害化装置进行无害化处理，作用一定的时间达到处理效果后即可对处理后的污泥进行脱水，脱水后的水体作为工作过程需要用水的回用，再次进入超声空化等离子体污泥无害化装置作为补充水使用，多余的排出系统外进行另外利用，脱水后的干物料作为资源化处理与利用的原料，在下一流程中进行深度处理和资源化产品生产。
[0015]所述超声空化等离子体污泥无害化装置，它包括反应器6，所述反应器6顶部设置有料斗I，所述料斗I与反应器6之间设置有进料阀3，所述反应器6底部设置有放料阀7，所述反应器6中心通过支撑架9设置有等离子体发生器8，所述反应器6内壁上均匀设置有多个超声空化器件5，破碎后的污泥2在料斗I中受进料阀3的控制进入反应器6中，进入反应器6的物料4分别受超声空化器件5和等离子体发生器8的共同作用，经过一段时间的作用后达到无害化的要求，将物料4通过放料阀7排出反应器6外。
[0016]本发明对污泥进行超声空化的同时作用等离子体，如果需保持处理污泥的水固率，即水量和固体量之比称水固比，水固比的要求是保证固体污泥能保持松散并完全饱和的浸透于水中。
[0017]等离子体具有较高的热动能，作用与污泥中电极间的放电会产生多种活性自由基和生态氧，活性自由基辅以等离子体放电时产生的紫外线能在瞬间击穿，并出现刻蚀、氧化微生物中的蛋白质和核酸物质，其灭活的过程即实现灭菌的目标杀菌快速彻底，对污泥中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌杀灭率达99%以上。生态氧能以很快的速度将多种异味气体分解或还原为低分子无害物质，如对氨气、硫化氢等浓度显著下降。
[0018]超声空化振动频率在2万次/S，对于污泥中的水体而言，共振气泡的半径与声波的共振频率在超声场的作用下产生振动、生长和崩溃。气泡的闭合和崩溃类似于一个微空间的爆炸过程，会在爆炸的瞬间产生一个强压力脉冲，脉冲的持续时间仅为几微秒，在崩溃点形成局部热点，热点的局部温度很高，远超过水体的气化温度，同时会产生5 X 104kPa的脉冲压力，由此产生的冲击波时速达400km以上，在等离子体高压放电、发光条件下，能有效地把水体中的有毒有害物质的分子链打断。
[0019]单纯的超声空化，主要出现的是稳态空化，而等离子体放电环境下的超声空化，会出现强烈的瞬态空化。瞬态空化表现为在一个或几个声波周期内，负压相时空泡会迅速产生、增大，到正压相时空化泡快速收缩并崩溃。区别于单纯超声空化的稳态空化而言，瞬态空化具有更为扩大的气泡，瞬态气泡的存在和崩溃时间更短，出现更为快速和强烈的微爆破现象。就本质而言，稳态空化的气泡周期长，发生气体质量扩散的能量级较小，通常为有序的定向扩散。而等离子体环境