一种新型水力空化污泥破解装置

1.本实用新型涉及一种活性污泥处理装置，特别涉及一种基于水力空化技术的污泥破解装置，属于活性污泥降解技术领域。


背景技术：

2.随着我国社会经济和城市化的发展，城市污水排放量在不断增长，污水达标排放处理率不断提高，但污水产生的污泥无害化处理率还处于较低水平。目前我国污水处理厂所产生的污泥，80％以上没有得到妥善处理，污泥随意堆放所造成的污染与再污染问题非常严重，已经引起了全社会的关注。如何安全有效地处理污泥，成为我国城市污水处理厂生存必须迈过的“坎”。
3.目前国内外主要的污泥处理技术有：焚烧、填埋、厌氧消化、好氧发酵、热干化石灰稳定、污泥热解、水热处理等方法。均属于污泥产生后对其再进行的末端处理技术。这些方法都有效率低、能耗高，成本大、腐蚀大、需要专门的设备、安装管理难的问题。传统污泥减量化方法在污泥减量领域依旧存在较大的局限性，污泥减量化问题面临严峻压力。
4.水力空化技术作为一种新兴的污泥减量技术，具有高效节能，成本低廉，管理灵活等特点，在污泥减量领域具有十分广阔的应用前景。水力空化主要是通过空化泡溃灭时产生高温高压，使水分子裂解为oh
·
和h
·
自由基，使微生物失活。强大的水力射切力破坏微生物细胞壁，胞内有机物质溶出。处置后污泥再次通过管路系统回到生化系统，被微生物呼吸作用重新利用，有机物最终分解为无机物，大幅减少污水厂污泥总量。
5.目前对水力空化的研究逐渐深入，所提出的污泥空化器结构种类繁多，但空化器处理效率普遍不高，因此急需一种空化效率高，适用性强的污泥空化反应器。


技术实现要素：

6.针对目前对于活性污泥处理效率不高的问题，本实用新型的目的是提供一种可以显著提升污泥的空化破解效率的新型水力空化污泥破解装置。
7.本实用新型采用的技术方案是：一种新型水力空化活性污泥破解装置，包括定子装置、转子装置和电机；所述定子装置包括定子外壳，定子外壳内为空化腔，定子外壳上设有进料口和出料口；所述转子装置包括转轴和叶轮，叶轮与转轴固定后安装在定子装置的空化腔中，转轴通过轴承座与定子外壳固定，叶轮上设有若干叶片，叶片上设有若干通孔；电机带动转轴转动。
8.进一步的，上述的一种新型水力空化活性污泥破解装置，所述通孔为文丘里通孔；所述叶片的厚度为1～2mm，文丘里通孔内径为2～3mm，喉部长度为2～3mm，发射角α为5～20
°
。
9.进一步的，上述的一种新型水力空化活性污泥破解装置，电机的输出轴与转轴通过联轴器连接。
10.进一步的，上述的一种新型水力空化活性污泥破解装置，在轴承座与定子外壳的
连接处设有密封圈。
11.进一步的，上述的一种新型水力空化活性污泥破解装置，定子外壳上设有泄气阀。
12.本实用新型的有益效果是：
13.1.本实用新型水力空化活性污泥破解装置，相比于单一孔板，结合了转子-定子、孔板及文丘里管的理念，污泥通过叶片上文丘里孔的喉部时产生空化，使得其中微生物细胞膜破碎，达到处理效果；污水在喉部产生空化泡，文丘里型孔洞减少了空化泡撞击孔板时的能量损失，使得空化泡的溃灭更加充分。
14.2.本实用新型水力空化活性污泥破解装置，通过转轴带动叶轮旋转，让空化腔内液体得到充分搅拌，提高了活性污泥的空化效率。
15.3.本实用新型水力空化活性污泥破解装置，装置可拆卸，通过对轴承座和密封圈的拆卸可以实现空化腔内部叶轮叶片的更换，使破解装置清洗、更换腐蚀叶片更加便捷。
16.4.本实用新型水力空化活性污泥破解装置，设置了泄气阀，可以维持空化腔内的压力平衡。
17.5.本实用新型水力空化活性污泥破解装置，可通过调节流量与转速从而改变空化效果，提升空化效率。
18.6.本实用新型水力空化活性污泥破解装置，转轴上叶片在旋转过程中对污泥具有打碎效果，缩小污泥颗粒，使空化更加有效的进行。
19.7.本实用新型水力空化活性污泥破解装置，结合了转子-定子、孔板及文丘里管的理念，构造出污泥破解装置，可以高效的处理活性污泥中的有机污染物，具有广阔的发展空间和应用前景。具有装置可拆卸，灵活性强，效率高，显著提升污泥微生物破解率，减泥成本低，没有二次污染等优点。
附图说明
20.图1为本实用新型水力空化活性污泥破解装置的结构示意图。
21.图2为本实用新型水力空化活性污泥破解装置叶轮主视图。
22.图3为本实用新型水力空化活性污泥破解装置叶轮侧视图。
23.图4为本实用新型水力空化活性污泥破解装置文丘里通孔结构示意图。
24.图5为本实用新型水力空化活性污泥破解装置叶片局部放大剖面图。
25.其中：10-定子装置；11-定子外壳；12-空化腔；13-进料口；14-出料口；15-泄气阀；20转子装置；21-转轴；22-叶轮；23-轴承座；24-叶片；25-通孔；26-密封圈；30-电机；40-联轴器。
具体实施方式
26.如图1-图5所示，新型水力空化活性污泥破解装置，由定子装置10、转子装置20和电机30三部分组成。
27.所述定子装置10包括定子外壳11，定子外壳11内为空化腔12，定子外壳11上设有进料口13和出料口14。作为优选，定子外壳11上设有泄气阀15。
28.所述转子装置20包括转轴21和叶轮22，叶轮22与转轴21固定后安装在定子装置10的空化腔12中。叶轮22与转轴21固定连接可采用键连接或采用过盈配合连接。转轴21两端
通过轴承座23与定子外壳11固定。叶轮22上设有若干叶片24，作为优选，在本实施例中，设有4个叶片。叶片24上设有若干通孔25。作为优选，所述通孔25设置成两端孔口的孔径大于通孔中间的孔径，为文丘里形状，也就是通孔25制成文丘里通孔。所述叶片24的厚度为1～2mm，文丘里通孔内径为2～3mm，喉部长度为2～3mm，发射角α为5～20
°
。可以根据实际需要，适当等比例放大叶片厚度和文丘里通孔的比例。作为优选，在轴承座23与定子外壳11的连接处设有密封圈26。
29.电机30带动转轴21转动。作为优选，电机30的输出轴与转轴21通过联轴器40连接。
30.本实用新型的工作过程是：
31.含有低浓度污泥的污水由进料口13进入空化腔12中，待空化腔12内充满污水时，启动电机，电机带动转轴21高速转动，同时带动叶片24转动，空化腔中的含有低浓度污泥的污水通过叶片上的文丘里通孔时，污水水流通道变窄，流速变快，水流压力变小，当孔内压力降至该液体的临界压力点以下时，液体发生空化，空化泡出现并逐渐膨胀，空化泡破裂时产生高温高压，即完成一次空化，随后液体由于叶片的转动进入下一叶片通孔中再次进行空化处理，循环往复。通过空化泡溃灭时产生高温高压，使水分子裂解为oh
·
和h
·
自由基，使微生物失活。强大的水力射切力破坏微生物细胞壁，胞内有机物质溶出，达到高效处理活性污泥中的有机污染物。
32.以上所述的仅是本实用新型的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，也应视为属于本实用新型的保护范围。水力空化技术作为一种新兴的污泥减量技术，具有高效节能，成本低廉，管理灵活等特点，在污泥减量领域具有十分广阔的应用前景。