一种污泥细胞综合破壁系统的制作方法

本发明涉及污泥处理领域，尤其涉及一种污泥细胞综合破壁系统。

背景技术：

活性污泥法是处理生活污水、工业废水最广泛的方法，它能降低污水中氮和磷的排放，保护水体环境。随着国家排放标准的提高，各地区对污水厂出水水质中总氮、总磷的排放值限定越来越低。目前，活性污泥法处理废水存在的问题是：脱氮、除磷效果常受进水cod的影响，当污水进水的cod较低时，去除氮磷的效率会降低。解决碳源不足的问题，主要考虑外加碳源，如甲醇、乙醇、乙酸和葡萄糖等，采用这种方式将会大大增加污水处理厂的处理成本，外加碳源还将导致剩余污泥产量的增加。

污泥中微生物细胞内的物质，如多糖、脂肪、蛋白质和核酸等，其总量95％以上是以cod的形式存在，如能对活性污泥进行处理，破坏微生物细胞，使其释放细胞内的有机物质，将变废为利，合理利用这些活性污泥，可有效解决进水碳源不足导致的生物系统脱氮除磷效果不佳的问题，有利于环境保护、节约资源，并将对污水处理行业的持续发展产生重要影响。

目前国内外对于污泥处理的方法有：物理法，如剪切力、气穴法和热能法等；化学法，如氧化法、水解法等；电力法，如超声波、微波法等。这些方法普遍存在投资及维护成本高、能耗高、处理效果有限等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种克服了单一处理方式局限性的污泥细胞综合破壁系统。

为实现上述目的，本发明的污泥细胞综合破壁系统包括：碱处理装置和污泥调理机；其中，

所述碱处理装置上设置有污泥入口和污泥出口；

所述污泥调理机包括壳体以及设置在壳体内且相互连接的污泥处理管路和高压电场发生装置；所述壳体上设置有污泥处理管路入口和污泥处理管理出口，所述污泥出口与所述污泥处理管路入口通过管路相连。

可选地，根据本发明的污泥细胞综合破壁系统，所述污泥处理管路包括至少一个污泥处理管路单元。

可选地，根据本发明的污泥细胞综合破壁系统，所述高压电场发生装置包括：

电极棒，其与所述污泥处理管路单元同轴；

高压生成模块，其用于在所述污泥处理管路单元内形成脉冲高压电场；

电压控制模块，其第一端与所述高压生成模块连接第二端与所述电极棒连接，用于控制所述高压生成模块所产生的高压频率和幅度。

可选地，根据本发明的生活污水处理装置，还包括控制装置，其与所述高压电场发生装置相连以控制以开启、关闭或调节高压电场发生装置。

可选地，根据本发明的污泥细胞综合破壁系统，所述碱处理装置为带有搅拌装置的储罐。

可选地，根据本发明的污泥细胞综合破壁系统，所述污泥处理管路单元包括法兰盘、电极套管和空心弯头，其中，所述电极套管的两端安装所述空心弯头；所述空心弯头上安装所述法兰盘。

可选地，根据本发明的污泥细胞综合破壁系统，所述空心弯头的弯曲角度为45-90度。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种脉冲高压电场和碱处理协同产生内碳源的污泥处理系统。污泥含有的微生物细胞在碱处理装置中经历碱的水解作用，然后在污泥调理机内受到10～100kv的脉冲高压电场作用，使微生物细胞破裂，细胞内含有的有机质流出到污泥处理体系的污泥中。本发明污泥细胞综合破壁系统适用范围广泛，含固率在0.5～5％之间的污泥均可实现调质；可以强化污水的处理效果，改善污泥特性，消除生物反应池的膨胀污泥；操作简单、安装和运行维护简单方便、占地少、能耗低(几乎不产生电流)以及运行维护成本低。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的污泥细胞综合破壁系统的结构示意图；以及

图2是本发明的污泥细胞综合破壁系统中高压电场发生装置的结构示意图。

其中，附图中各标记的含义为：

1400-碱处理装置，1410-污泥入口，1420-污泥出口，1500-污泥调理机，1510-污泥处理管路，1511-污泥处理管路单元，1512-污泥处理管路入口，1513-污泥处理管路出口，1520-高压电场发生装置，1521-电极棒，1522-高压生成模块，1523-电压控制生成模块，1530-控制装置，1540-壳体。

具体实施方式

本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实现方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。

本发明提供了一种污泥细胞综合破壁系统，其能够更高效地释放污泥的内碳源，解决污水处理过程中碳源不足的问题，在降低成本及能耗的同时提高脱氮效率，节约资源，实现达标排放。

图1示出了本发明污泥细胞综合破壁系统的结构示意图。如图1所示，该污泥细胞综合破壁系统包括通过管道相连的碱处理装置1400和污泥调理机1500。污泥在碱处理装置1400中经碱的水解作用后，再进入污泥调质机1500进行进一步的破壁处理。

具体地，如图1所示，碱处理装置为一个带搅拌装置的储罐。在碱处理装置上设置有污泥入口1410和污泥出口1510。污泥经污泥入口1410进入碱处理装置1400中，向其中投加碱性物质，在搅拌装置的作用下使污泥ph达到9～11并进行水解。在碱性条件下，一方面污泥絮体被破坏，另一方面污泥细胞壁破碎后，细胞内的有机质流出。

如图1所示，所述污泥调理机1500包括壳体1540以及设置在壳体内的污泥处理管路1510和高压电场发生装置1520。污泥处理管理1510用于提供污泥处理的空间，高压电场发生装置1520与所述污泥处理管路1510连接，用于产生脉冲高压电场，使通过所述污泥处理管路的污泥细胞破壁，产生碳源。在所述壳体1540上设置有污泥处理管路入口1512和污泥处理管路出口1513，所述污泥出口1420与所述污泥处理管路入口1512通过管路相连，使得碱处理水解后的污泥经该污泥处理管路入口进入污泥处理管路。在经过污泥管路时，高压电场发生装置产生脉冲高压电场，对污泥处理管路中污泥内细胞进行破壁以产生碳源。

优选地，如图1所示，本发明的污泥细胞综合破壁系统中，将所述污泥处理管路1510设置为包括至少一个污泥处理管路单元1511。更进一步地，所述污泥处理管路单元包括法兰盘、电极套管和空心弯头，其中，所述电极套管的两端安装所述空心弯头；所述空心弯头上安装所述法兰盘。通过将污泥处理管路设置为由多个污泥处理管路单元相连组成，可以盘管的形式实现管路的折叠式布置，从而减少占地面积，运行方便、处理成本降低。另外，在污泥处理管路单元的两端设置空心弯头实现盘管的连接方式，其中设置盘管时，弯头的角度在45-90度时效果较好，尤其是在45度时管阻最小，不容易发生堵塞，节约能耗，降低成本。

图2示出了本发明的污泥细胞综合破壁系统中高压电场发生装置的结构示意图。如图2所示，所述高压电场发生装置1520包括：电极棒1521，其与所述污泥处理管路单元1511同轴(由图1中也可以看出其与污泥处理管路单元1511同轴安装)；高压生成模块1522，其用于在所述污泥处理管路单元内形成脉冲高压电场，使污泥中的微生物细胞破裂，细胞内含有的有机质流出到处理后的污泥中；电压控制模块1523，其第一端与所述高压生成模块1522连接，第二端与所述电极1521连接，用于控制所述高压生成模块所产生的高压频率和幅度。

优选地，本发明的生活污水处理装置还包括控制装置1530，其与所述高压电场发生装置1520相连以控制以开启、关闭或调节高压电场发生装置。可以根据污泥处理的实际需要，通过控制装置1530对高压电场发生装置1520进行调节，以产生不同的电压对污泥处理管路中污泥内细胞进行破壁以产生碳源。一般含固率控制在0.5％～5％间的污泥均可进行调质，此时电压控制为10kv～100kv，ph9～11，搅拌时间60～90mins分钟。如图1中所示，优选将所述控制装置1530安装在壳体1540外部，以方便进行操作。

本发明的污泥细胞综合破壁系统将碱处理与脉冲高压电场处理结合，污泥含有的微生物细胞经历碱性物质的水解作用以及10-100kv的脉冲高压电场作用，使微生物细胞破裂，细胞内含有的有机质流出到污泥处理机的污泥中。含有细胞壁破裂释放有机质的污泥输送至生物反应池缺氧段，可增加生物反应池中反硝化反应所需的碳源，使污水中的硝态氮和亚硝态氮等含氮污染物得到吸附和降解，从而控制了污水中总氮含量。

以某污水厂为例，其满负荷运行时，处理水量约5万t/d，生化池和剩余污泥共计约220～250t，约一半左右污泥经过本发明的综合破壁系统处理后回流至生物池。经检测发现，cod提升约7～15mg/l，bod提升约4～9mg/l，总氮降低约1～2mg/l，从而可减少7～14％的乙酸钠用量。由此可以看出，经过本发明的综合破壁系统处理后的污泥能强化污水的处理效果，降低污水处理成本。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。单词第一、第二以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。