活性污泥裂解和分离一体化装置的制作方法

本实用新型涉及污泥处理工艺，具体涉及一种活性污泥裂解和分离一体化装置。

背景技术：

污水处理厂的剩余污泥处置一直是困扰各污水处理厂稳定运行的环保难题。通常情况下，活性污泥通过有害物质鉴定后，首选物理填埋，随着城市化的发展，填埋厂普遍存在饱和的情况，导致填埋要求会越来越高，污泥填埋受到限制；单纯的高温焚烧不经济，也存在二噁英的二次污染风险，高温联合焚烧，则需要协同单位，无害化处理成本也较高，推广时均有困难；低温干化技术任然以热交换原理进行，场地占用大、处理时间长，经济性不好；石灰干法处理，受到石灰原料生产限制，并增加了污泥量，后期处理成本升高。污泥利用分为高温发酵、低温发酵和低温干化后，堆肥回用；或焚烧后用作建材辅料等等。受重金属、危险有机物等的影响，堆肥回用风险较高不利于推广；用作建筑材料的辅料使整体性能下降，也不利推广。另外污泥碳源利用目前较少，对碳源的开发不充分，也没有完善的无害化工艺。

现有旋风运输和分离设备以离心风机抽吸负压方式进料分离作业，动力差极限只有一个大气压，无法提供更大的推动力。存在风机配置要求高，能耗消耗高；设备化应用没有设置导流结构，存在气固分离没有界面控制方案，气流容易紊乱，存在固料夹带现象。传统离心机分离能耗高，脱水率有限，并且对有机质、病原体、重金属等没有无害化处置能力。

流化床反应器需要增加外部鼓风机和空气预热设备，设备大、能耗高。为保证流化状态，由鼓风机提供高速运输气流，能耗高；流化床空气热能损耗大，包括固体料、尾气显热损失；流化后物料颗粒度不易控制，热交换存在盲区；对部分游离水和结合水没有很好地去除功能。对有机质、重金属等没有无害化处置能力。

等离子物料处理，存在预处理效率不高，等离子能耗消耗高，性能不稳定，尤其是对含水率的控制要求高。单纯的等离子处理，设备能耗高，对显热浪费严重，热能回收效率限制能耗利用水平；高温等离子处理需要添加辅助碳源，低温等离子技术固液分离效果差。

其他污泥处置方式如低温干化，需要设备体积大，绝热保温困难，热损耗高；反应时间长，设备体积大；多次热能回收，设备多，热回收极限限制回收率。在活性污泥碳源资源化方面，现有技术低温干化、厌氧氧化等对微生物灭活、重金属矿化、磷酸盐矿化方面存在缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种活性污泥裂解和分离一体化装置。

为实现上述目的，本实用新型所设计一种活性污泥裂解和分离一体化装置，所述装置包括外部的外壳桶和内部的整流桶，所述外壳桶和整流桶之间由上至下对称设置有螺旋导流板；所述外壳桶下盖板连接有波纹管，所述波纹管下方连接有料斗，所述料斗下方连接有排料管；所述外壳桶顶盖中央设置有倒l型排气管，所述外壳桶上部外壁周向方向对称开设有多个安装孔，所述安装孔上设置有组件座，所述组件座上由上至下依次设置有进料管、调节杆和等离子发射管，所述整流桶中间壁上周向方向对称开设有排气孔；所述外壳桶的上盖板上设置有传感器安装法兰；所述传感器安装法兰上安装有压力温度仪表；所述整流桶底部设置有圆台型内导流件。

进一步地，所述进料管平行伸入外壳桶，且进料管的喷口向下与对应螺旋导流板平行喷射；所述调节杆与进料管平行深入外壳桶内，且调节杆深入进料管喷口内(通过深入程度，控制喷射截面大小，进一步的控制喷射速率、喷射量以及研磨颗粒化水平)，所述等离子发射管平行伸入外壳桶内部并向上翘起且与进料管的喷口中心线垂直。

再进一步地，所述圆台型内导流件为上下开口且中空的圆台；所述圆台型内导流件底部对称设置有固定支架。

再进一步地，所述外壳桶的上盖板上对称设置有四个吊装环。

再进一步地，所述外壳桶中部的壁上对称设置有观察检修孔。

再进一步地，所述料斗外壁上对称设置有两个振动器支架。

再进一步地，所述外壳桶中下部外壁的周向方向上对称设置有4个固定座。

再进一步地，所述固定座下方外壳桶外壁上设置有接地柱。

再进一步地，所述排料管上设置有排料阀。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型具有旋风风离、流化床、等离子处理等优点。有化学反应、物质交换、能量传递过程，整个过程在高压高速环境进行，反应速率快。

2.本实用新型与普通旋风分离器相比，本设备安装有双重导流部件，并且除了加装离心抽吸风机外，与电解装置配合使用，进料物料具有高压能，物料气化水平高。反应速率快，饱和汽水、固体分离通过喷射管和导流板、导流筒配合进行高速离心分离；导流筒进行整流，中间部分静压动压相互转化，底部污泥颗粒堆积并保持高静压，中部气体高速流动向中心运动，通过离心风机抽排。中心导流副筒保证底部静压与部分气固分离，减轻后段气固分离负荷。

3.本实用新型比流化床反应器，具有颗粒化均匀，热交换迅速、反应彻底。通过进料口高速研磨，控制颗粒化程度；通过化能释放，在微结构进行温度交换，使体系热焓充分利用；动力消耗少，与电解装置配合，不需要增加外部动力风机和预热空气设备，投资少、能耗集中。

4.本实用新型中等离子处理器，具有反应触发能耗低，链式反应速率高，与普通放热反应耦合，提高处理效率。等离子环境下产生羟自由基，与难降解化合物反应，产生易降解短链有机物；触发物料中o2、h2、cl2等发生放热反应，保证了等离子高效、低能、稳定性。

5.本实用新型具有化学反应快速触发，反应热释放集中，热能利用率高，活性污泥无机化程度可控，充分无害化。

6.本实用新型与电解装置连用，具有高速喷射分离，颗粒研磨充分，间隙水分离快速。

7.本实用新型等离子触发羟自由基和原料电解混合气体的化学反应，无机盐矿化反应，重金属稳定化以及磷酸盐矿化，有机质分裂降解，保证了无害化效果和提高了易降解性。

8.本实用新型提高了活性污泥碳化水平，有害微生物灭活水平，保证污泥碳源回收利用水平和安全性。

9.本实用新型共装有三个进料口分别装在三个安装孔8上，并配套三条螺旋导流板3，达到三条线同时高速处理物料；三条螺旋导流板3与整流桶2连接，加强旋流离心分离速率和效果，整体提高3倍；并有内圆台型内导流件，控制了气固分离效果，形成螺旋导流板分离、整流桶分离、圆台型内导流件分离的特点；同时在进料管喷口处发生化学放热反应，在微结构上高效提供气化潜热，另外使等离子触发反应，能耗大幅降低。进料管10喷口高速研磨，颗粒化均匀，热交换充分，间隙水气化充分，水固分离快速。

综上所述，本实用新型具有可调节性，针对危险废物、高危有机物处理较一般方式更有效果。

附图说明

图1为本实用新型的活性污泥裂解和分离一体化装置的示意图；

图2为本实用新型的一体化装置的剖视图；

图3为图2的a-a剖视图；

图4为图2的b-b剖视图；

图5为图2的c-c剖视图；

图6为图2的d-d剖视图；

图7为螺旋导流板的布置图；

图8为圆台型内导流件的俯视图；

图9为圆台型内导流件的主视图；

图10为料斗的示意图；

图11为料斗的仰视图；

图12为组件座的细节图；

图中，外壳桶1、传感器安装法兰1.1、压力温度仪表1.11、吊装环1.2、整流桶2、螺旋导流板3、波纹管4、料斗5、振动器支架5.1、排料管6、排料阀6.1、倒l型排气管7、安装孔8、组件座9、进料管10、调节杆11、等离子发射管12、等离子整流电源12.1、排气孔13、圆台型内导流件14、固定支架14.1、观察检修孔15、固定座16、接地柱17。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。

如图1～12所示的活性污泥裂解和分离一体化装置，包括外部的外壳桶1和内部的整流桶2，外壳桶1和整流桶2之间由上至下对称设置有3个螺旋导流板3；外壳桶1下盖板连接有波纹管4，波纹管4下方连接有料斗5，料斗5外壁上对称设置有两个振动器支架5.1；

料斗5下方连接有排料管6；排料管6上设置有排料阀6.1，外壳桶1顶盖中央设置有倒l型排气管7，外壳桶1的上盖板上对称设置有四个吊装环1.2；

外壳桶1中部的壁上对称设置有观察检修孔15；外壳桶1中下部外壁的周向方向上对称设置有4个固定座16；固定座16下方外壳桶1外壁上设置有接地柱17；

外壳桶1上部外壁周向方向对称开设有3个安装孔8且3个安装孔8的夹角为120°，安装孔8上设置有组件座9，组件座9上由上至下依次设置有进料管10、调节杆11和等离子发射管12，进料管10平行伸入外壳桶1，且进料管10的喷口向下喷射；等离子发射管12平行伸入外壳桶1内部并向上翘起且与进料管10的喷口中心线垂直；整流桶2中间壁上周向方向对称开设有排气孔13；外壳桶1的上盖板上设置有传感器安装法兰1.1；传感器安装法兰1.1上安装有压力温度仪表1.11；整流桶2底部设置有圆台型内导流件14；圆台型内导流件14为上下开口且中空的圆台；圆台型内导流件14底部对称设置有固定支架14.1。

上述活性污泥裂解和分离一体化装置的工作过程：

1.首先通过进料管10和倒l型排气管7分别与电解设备和尾气处理设备相连接；

2.关闭排料管6的排料阀6.1，启动倒l型排气管7连接的抽吸风机，保证分离器内部微负压；

3.启动等离子发射管12保证设备发射稳定；

4.在使用设备前对调整杆11进行整定，通过旋转调节杆11深入长度，调节进料管10的喷口断面大小，进一步改变喷射速率和喷射量，保证喷射研磨和微尺度热交换效果，促进污泥内部间隙水气化分离；

5.在设备运行中观察等离子火焰燃爆情况，调整最佳功率，保证化学反应充分和脱水稳定；

6.喷射物料经过等离子处理后，迅速发生氧化放热反应，无机盐迅速矿化，污泥颗粒充分热解，间隙水分气化分离；

7.气、固混合物沿着、螺旋导流板3和整流桶2旋转运行，颗粒逐渐向下运动，并在料斗5累积，同时料斗5上部在导流件14作用下形成静态高压气层，气化物质沿着整流桶2向上逐渐发生静高压与动压转化，气流沿着圆台型内导流件14、整流桶2和螺旋导流板3顶部三个孔洞快速排出；静压通过圆台型内导流件14控制动压转化，保证整流桶2的气固分离效果，同时圆台型内导流件14防止了气流干扰，保证部分悬浮颗粒在整流桶2内部沉降分离；

8.三条螺旋导流板3同时连接三个进料管10、调节杆11和等离子发射管12同时进行物料处理，通过三条螺旋导流板3的分离运行提高设备处理效率；

9.螺旋导流板3设置为向下螺旋面，同时板面外侧高内侧低，保证了污泥颗粒顺利沿板下滑，直至班末端脱离，卸入料斗5内；物料沿程水气化吸热，物料冷却，在离心风机的抽排下逐渐分离；运行过程中，观察压力表和湿度计数值，调整离心机频率，保证抽排速率，进一步保证脱水效果；

10.待进料喷射完毕，负压风机保持5分钟后停机，打开振动器支架5.1上的振动器和排料阀6.1卸料。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本实用新型做出了详尽的描述，但它仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本实用新型保护范围。