一种城市生活污水处理厂剩余污泥深度脱水系统的制作方法

本实用新型涉及一种污泥脱水装置，属固废处理技术领域，尤其涉及一种城市生活污水处理厂剩余污泥深度脱水系统。

背景技术：

城市生活污水处理厂剩余污泥是活性污泥法处理城市生活污水的副产物，产量大，含水率高，目前已成为城市固体废弃物的一个主要来源，有“污泥围城”之虞，但是，我们同时也应当看到，剩余污泥中含有大量的有机物，是一种潜在的能源和资源，若能合理利用，即可变废为宝。在资源和能源日趋短缺的大环境下，城市生活污水处理厂剩余污泥将为能源和资源的制备提供充足的原料，近年来，城市污水处理厂剩余污泥的能源化和资源化已经颇具规模，比如，以剩余污泥为原料进行焚烧发电，以剩余污泥为原料，通过厌氧发酵获得富氢燃料甲烷等等。但是，在剩余污泥的能源化利用过程中也存在一些问题，比如，剩余污泥的热值过低，能源化利用成本较高，经济效益较差，这主要是因为我国城市生活污水处理厂剩余污泥有机物含量偏低，含水率偏高，若能够通过合适的技术措施降低污泥含水率，从而降低剩余污泥焚烧过程的热损失，提高污泥焚烧发电的经济效益，有利于促进剩余污泥的能源化利用。剩余污泥中的水分大致分为四类：颗粒间的空隙水，约占污泥水分的70％，一般用浓缩法分离；在污泥颗粒间形成一些小的毛细管，其中充满的水称毛细水，约占20％，可采用高速离心机脱水、负压或正压过滤机脱水（脱水成本过高）；颗粒的吸附水被吸附在颗粒表面，约占7％左右，可用加热法脱除；存在于污泥颗粒内部或微生物细胞内的水称为内部水，约占污泥的3％，可采用生物法破坏细胞膜除去胞内水或高温加热法、冷冻法去除。通过现有技术可以看出，尚缺少系统化的装置，实现剩余污泥中各类水份的同步去除。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于克服现有剩余污泥脱水技术所存在的缺陷，而提供一种城市生活污水处理厂剩余污泥深度脱水系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：离心加速器1、超声-空化脱水器2、沉淀池3、压滤机4。所述的离心加速器1由进料口10、蜗壳引流器11、筒体12、锥体13、排泥口14组成；超声-空化脱水器2由套管20、超声波发生器21、污泥空化器22组成；污泥空化器22由螺纹连接套管221、喷射嘴222、溶气室223、管接头224、吸气管225、单向阀226、喉管227、渐扩管228、连接法兰229组成，沉淀池3设有进泥管31、排水管32、排泥管33组成；进料口10与蜗壳引流器11采用螺栓密封连接，蜗壳引流器11与筒体12采用螺栓密封连接，筒体12与锥体13采用法兰密封连接，锥体13底部沿切向焊接有排泥口14，排泥口14与螺纹连接套管221采用螺纹密封连接，螺纹连接套管221与喷射嘴222通过螺纹密封连接；喷射嘴222与溶气室223通过螺纹密封连接；溶气室223上设置有倾斜的管接头224；管接头224与吸气管225以螺纹密封方式连接；溶气室223与喉管227以螺纹密封连接；喉管227与渐扩管228以螺纹密封连接；渐扩管228与进泥管31通过连接法兰229密封连接。套管20与污泥空化器22同轴向同心设置，并套在污泥空化器22的外部，超声波发生器21设置于套管20和污泥空化器22之间并固定安装于套管20的内壁，套管20与污泥空化器22采用栅条焊接固定。

进一步的，所述的螺纹连接套管221的内径与所述的喷射嘴222的内径之比益为4:1~3:1。

进一步的，所述的螺纹连接套管221的内径不小于150mm。

进一步的，所述的溶气室223的长度与所述的喷射嘴222的长度之比益为1:1.8~1:1.5。

进一步的，所述的溶气室223的内径与所述的喉管227的内径之比益为2.2:1~2.6:1。

进一步的，所述的喉管227的内径与渐扩管228的末端内径之比益为1:6~1:8。

进一步的，所述的溶气室223的长度、所述的喉管227的长度、所述的渐扩管228的长度之比益为1:1.5:3。

进一步的，所述的管接头224的倾角益在30°~40°。

进一步的，所述的吸气管225上安装有所述的单向阀226。

进一步的，所述的压滤机4宜采用箱式压滤机。

进一步的，所述的沉淀池3宜采用斜板斜管沉淀池。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种城市生活污水处理厂剩余污泥深度脱水系统，与现有技术相比，它通过离心加速器加速后进入污泥空化器中进行空化处理，同时在水力空化和超声波辐照下实现剩余污泥中毛细管壁的破坏和细胞壁的破坏，使剩余污泥中的毛细管水和胞内结合水释放出来，之后在沉淀池中进行泥水分离，分离所得剩余污泥可经压滤后即可实现深度脱水，同时，该污泥脱水系统无需添加化学药剂，不易产生二次污染，处理后的污泥资源化利用途径广泛，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型离心加速器结构示意图。

图3是本实用新型超声-空化脱水器结构示意图。

图4是本实用新型套管、污泥空化器、超声波发生器安装示意图。

图5是本实用新型污泥空化器构型示意图。

图1~5中：1-离心加速器、2-超声-空化脱水器、3-沉淀池、4-压滤机、10-进料口、11-蜗壳引流器、12-筒体、13-锥体、14-排泥口、20-套管、21-超声波发生器、22-污泥空化器、221-螺纹连接套管、222-喷射嘴、223-溶气室、224-管接头、225-吸气管、226-单向阀、227-喉管、228-渐扩管、229-连接法兰、31-进泥管、32-排水管、33-排泥管。L₁-溶气室的长度、L₂-喷射嘴长度、L₃-喉管的长度、L₄渐扩管的长度、α-管接头倾角、D₁-螺纹连接套管的内径、D₂-喷射嘴的内径、D₃-溶气室的内径、D₄-喉管的内径、D₅-渐扩管的末端内径。

具体实施方式

下面结合附图1~5对本实用新型作进一步说明：

如图1~2所示：1-离心加速器、2-超声-空化脱水器、3-沉淀池、4-压滤机、10-进料口、11-蜗壳引流器、12-筒体、13-锥体、14-排泥口、20-套管、21-超声波发生器、22-污泥空化器、221-螺纹连接套管、222-喷射嘴、223-溶气室、224-管接头、225-吸气管、226-单向阀、227-喉管、228-渐扩管、229-连接法兰、31-进泥管、32-排水管、33-排泥管。

如图1~5所示：剩余污泥经所述的进料口10进入所述的蜗壳引流器11，剩余污泥经蜗壳引流器11引流后以切向方向进入筒体12中，在筒体12中旋转向下运动至锥体13，随着剩余污泥在锥体13中旋转向下运动，剩余污泥的速度逐渐提升，到锥体13底部时剩余污泥速度达到最大，此时，剩余污泥由排泥口14经螺纹连接套管221高速进入超声-空化脱水器2中，由喷射嘴222高速喷入溶气室223中，与此同时，剩余污泥高速进入溶气室223，使溶气室223呈现出负压状态，因此，空气经吸气管225通过单向阀226进入溶气室223中与高速喷入的剩余污泥充分混合，以气固水三态混合存在的剩余污泥随之进入喉管227中，在喉管227的末端，含有大量空气的剩余污泥进入渐扩管228中，此时，由于过流断面的急剧增加，流速迅速降低，空化过程在流速的急剧变化过程中完成，混入剩余污泥中的气泡在成长和湮灭过程中对剩余污泥中的毛细管结构和细胞壁结构产生破坏作用，剩余污泥中的毛细水和胞内水转化为空隙水和吸附水，由于剩余污泥进入超声-空化脱水器2后，始终受在超声波辐射，细胞壁和毛细管被破坏的更为完全，毛细水和胞内水能够更彻底的释放为自由水，剩余污泥中的水分更易去除，之后，剩余污泥混合物进入渐扩管228后，溶气室223再次通过吸气管225对外界空气产生抽吸作用，使空化过程持续进行，实现剩余污泥的连续空化处理，超声-空化处理后的剩余污泥和释放出来的自由水以混合状态经进泥管31进入沉淀池3中进行泥水初步分离，上清液由排水管32排出并回流至水处理环节进行处理，沉淀后的污泥则经排泥管33进入压滤机4中进行压滤脱水，由于剩余污泥中的细胞壁和毛细管被彻底破坏，剩余污泥中的水分主要以易于压滤脱除的表面水存在，因此剩余污泥压滤后含水率急剧降低，实现城市生活污水处理厂剩余污泥深度脱水的目标。

本实用新型采用离心加速器破坏污泥的絮体结构，改善污泥的沉淀效果和泥水分了效果，并利用超声波联合水力空化技术来破坏剩余污泥中的细胞壁结构和毛细管结构，使难脱除的毛细水和胞内水转变为易脱除的表面水，大大提高了污泥脱水效率，压缩了污泥量，同时，在系统运行期间，无化学药剂的添加，不易产生二次污染，且污泥的化学性质改变不大，有利于其后续资源化利用。