專利名稱:微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及對剩余污泥快速安全處理的技術(shù),特別是對化工污水處理廠、城市綜合污水處理廠、城市生活污水處理廠的剩余污泥的處理與處置,采用該技術(shù)能夠?qū)ι鲜鑫鬯畯S剩余污泥進行快速、安全的處理和處置,以解決剩余污泥處理和處置過程中的昂貴的費用,剩余含水污泥經(jīng)過該技術(shù)處理后,可達到污泥減量之目的。
背景技術(shù):
從上世紀80年代到“十一五”末,我國污水處理廠數(shù)量由37座增加到近3000座,污水廠井噴式發(fā)展的同時也帶來了污泥處理處置的難題。目前我國只有50多座污水廠在建廠的同時配套建設(shè)了污泥消化裝置,其中又只有20多座的污泥處置能夠真正發(fā)揮作用。污泥圍城亂象難以解決,技術(shù)路線之爭更是愈演愈烈,厭氧消化、干化、焚燒、堆肥,各大工藝的優(yōu)劣同樣飽受爭議。解決污泥處理處置行業(yè)亂象,需要的不僅是相關(guān)政策的貫徹落實,更離不開放棄噱頭效果、腳踏實地的治理,推動產(chǎn)業(yè)鏈完善,尋找市場結(jié)合點,才有可能真 正實現(xiàn)污泥的資源化利用。目前國內(nèi)污水處理廠污泥大都采用衛(wèi)生填埋方式處置,國外許多國家對污泥處置采用較多的方法是焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥、干化造粒和投海等。焚燒法焚燒是既是一種污泥處理方法,也是一種污泥處置方法,利用污泥中豐富的生物能發(fā)熱,使污泥達到最大程度的減容。焚燒過程中,病菌病原體被徹底殺滅,有毒有害的有機殘余物被熱氧化分解。焚燒灰可用作生產(chǎn)水泥的原料,使重金屬被固定在混凝土中,避免其重新進入環(huán)境。污泥焚燒的優(yōu)點是適應(yīng)性較強、反應(yīng)時間短、占地面積小、殘渣量少、達到了完全滅菌的目的。該法的缺點是工藝復(fù)雜,一次性投資大;設(shè)備數(shù)量多,操作管理復(fù)雜,能耗高,運行管理費亦高,焚燒過程存在“二噁英”污染的潛在危險。衛(wèi)生填滿法衛(wèi)生填埋是把脫水污泥運到衛(wèi)生填埋場與城市垃圾一起,按衛(wèi)生填埋操作進行處置的工藝,常見的有厭氧和兼氧衛(wèi)生填埋兩種。衛(wèi)生填埋法處置具有處理量大,投資省,運行費低,操作簡單,管理方便,對污泥適應(yīng)能力強等優(yōu)點,但亦有占地大,滲濾液及臭氣污染較重等缺點。堆肥處置法污泥干化造粒工藝是近年來比較引人注目的動向。一般說來,污泥干化造粒工藝是污泥直接土地利用技術(shù)普及前的一種過渡。干化造粒后的泥球可以作為肥料、土壤改良劑和燃料,用途廣泛。但存在著細菌病毒被轉(zhuǎn)移蔓延的環(huán)境衛(wèi)生問題。由上述例證可見,從生態(tài)環(huán)境、節(jié)約土地資源或是投資建設(shè)、運行來考慮,研究開發(fā)對剩余污泥的快速、高效、安全的處理裝置具有極其重要的現(xiàn)實意義和社會效應(yīng)。本發(fā)明人在電化學(xué)的基礎(chǔ)上,通過對電極表面催化材料進行修飾與改性與氧化反應(yīng)器處理工藝的優(yōu)化改進對剩余污泥進行直接氧化處理,使用該裝置可以最大化地對剩余污泥進行減容,實現(xiàn)污泥減量之目的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷,提供一種以電化學(xué)為基礎(chǔ)的微電流直接氧化技術(shù)對剩余污泥進行微生物氧化分解解、有機物氧化分解、病毒細菌有效殺滅、無機物沉積,為污泥的安全處理處置提供潔凈的處置措施,達到污泥基本零排放的目的。技術(shù)方案如下 本技術(shù)方案以電化學(xué)為基礎(chǔ),在電極材料進行修飾與改性微電流直接氧化技術(shù)裝備的處理裝置,含水99. 6%的污泥由污泥泵加壓調(diào)節(jié)流量,進入處理裝置內(nèi)進行氧化分解反應(yīng)。污泥中的微生物、有機物被直接氧化分解成水和氣體,污泥中的無機物在被表面羥基化后絡(luò)合生成金屬鹽類物質(zhì)或是磷酸鹽類物質(zhì)隨水體進入沉淀箱內(nèi)被沉積,水體溢流進入污水調(diào)節(jié)池內(nèi)和原污水混合進行處理。含水污泥在氧化分解時所產(chǎn)生的泡沫溢流進入泡沫槽內(nèi)回流到進泥口再次被氧化處理。微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器,包括進泥口 I和裝置殼體2焊接成一體,裝置殼體2進泥端和進料擋板4形成一個緩沖槽3,進料擋板4和裝置殼體2的兩內(nèi)側(cè)密封焊接,內(nèi)隔板7的兩端分別和進料擋板4、溢流擋板9密封焊接,內(nèi)隔板7和裝置殼體2之 間形成一個泡沫溢流槽5,在泡沫溢流槽5內(nèi)設(shè)置了泡沫排放口 6 ;進料擋板4和溢流擋板9之間安裝了電極陰極15和電極陽極16形成了氧化反應(yīng)區(qū)8,溢流擋板9和裝置殼體2兩內(nèi)側(cè)密封焊接,溢流擋板9和裝置殼體2出水端之間形成一個集水槽10,出水口 12和裝置外殼焊接成一體。技術(shù)效果如下由于本發(fā)明的微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器,采用了微電流直接氧化技術(shù)對含水污泥中的微生物、有機污染物、病毒病菌進行有效的氧化分解,使污泥中的微生物、有機污染物、病菌病毒的去除率平均達到99%以上,剩余固體物質(zhì)被絡(luò)合成金屬氧化物或是磷酸鹽類物質(zhì)而沉積和水體分離,污泥減量超過97%。本發(fā)明的微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器,可廣泛用于城市生活污水處理廠、城市綜合污水處理廠、城市化工污水處理廠的污泥處理與處置,為污泥的安全處理處置提供潔凈的、低能耗的解決方案。
圖I是微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器平面示意圖;圖2是微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器立面示意圖;圖3是微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器斷面示意圖。圖I、圖2、圖3標記說明I、進泥口 2、裝置殼體3、緩沖槽4、進料擋板5、泡沫溢流槽6、泡沫排放口7、內(nèi)隔板8、氧化反應(yīng)區(qū)9、溢流擋板10、集水槽11、出水口 12、溢水孔13、裝置外殼底板14、放空口 15、電極陰極16、電極陽極具體實施的方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。含水99. 6%的污泥經(jīng)污泥泵直接從污泥沉淀池加壓從進泥口 I進入裝置殼體2內(nèi),在緩沖槽3內(nèi)得到緩沖,在進料擋板4的強制作用下,由進料擋板4的底部進入氧化反應(yīng)區(qū)8內(nèi),含水污泥自下由電極陰極15和電極陽極16之間緩慢上升,通過兩極之間的含水污泥在被電極對水體微電解過程中所產(chǎn)生的高濃度氧化劑強氧化分解,使含水污泥中的微生物、有機污染物及病毒、病菌得到氧化分解成水和氣體,含水污泥在氧化分解時所產(chǎn)生的泡沫溢流進入泡沫溢流槽5內(nèi),經(jīng)泡沫排放口 6被收集到污泥沉淀池進行循環(huán)氧化分解,含水污泥氧化分解生成水體由溢流擋板9上的溢水孔12排出進入集水槽10內(nèi),經(jīng)出水口 11排出回流到污水調(diào)節(jié)池內(nèi)重新處理。處理裝置檢修時,由裝置殼體2下部的放空口 14將氧化反應(yīng)器區(qū)8的泥水放空。實施例實驗器材微電流直接氧化生于污泥的反應(yīng)處理裝置1600X 1400X650 (mm),有 效容積0. 5L直流電源 20V/2000A污泥泵N :0. 55kw, Q :l_5m3/h分析儀器萬級電子天枰紅外烘箱水循環(huán)真空泵
污泥來源常州市城北污水處理廠實驗步驟I.啟動污泥泵,調(diào)節(jié)流量至3m3/h,將濕污泥泵入反應(yīng)器內(nèi),至反應(yīng)器溢流口水位線,關(guān)閉污泥泵,啟動直流電源,重新啟動污泥泵,按設(shè)定流量進行連續(xù)工作,10分鐘后取樣。3.調(diào)節(jié)污泥泵出口的流量計,將流量調(diào)至I. 5m3/h, 20分鐘后取樣。4.所取的樣品為三組平衡對照樣,分別為原濕污泥1#、2#、3#,10分鐘樣品1-2、2-2,3-2, ;20 分鐘樣品 1-3、2-3、3-3。5.樣品均勻攪拌取50ml,倒入分液漏斗,啟動水循環(huán)真空泵進行抽濾。濾紙經(jīng)過烘干稱重,抽濾固體稱重后減去濾紙重量為相對減量比值,再進入真空烘箱內(nèi)80°C烘烤30min,取出稱重的比值為絕對減量值。實驗數(shù)據(jù)表一
樣品名稱JmMw I過濾凈重I削減量
_1______
99. 6%含水污泥黑色粘稠有異味 20ml 0. 863g
1------
氧化時間 10分鐘淺黃無味20ml 0.0088g 99%
99. 6%含水污泥黑色粘稠有異味 50ml 0. 863g
2------
氧化時間 20分鐘乳白無味50ml 0.004g 99.5%
污泥來源城北污水處理廠濃縮池,含水率99.6%。實驗時間4月28日。實驗數(shù)據(jù)表二樣品名稱Tm取樣干燥凈重削減量
______
99. 6%含水污泥黑色粘稠有異味 20ml 0. 1144g
權(quán)利要求
1.微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器,包括進泥ロ(I)、裝置殼體(2)和出水ロ(11)焊接成一體的閉路處理通道,進泥ロ(I)和裝置殼體(2)焊接成一體,裝置殼體(2)內(nèi)和進料擋板⑷之間形成ー個緩沖槽(3),進料擋板⑷和內(nèi)隔板(7)焊接成一體,內(nèi)隔板(7)和裝置殼體(2)之間形成ー個泡沫溢流槽(5),在泡沫溢流槽(5)內(nèi)設(shè)置了泡沫排放ロ(6),進料擋板(4)和溢流擋板(9)之間安裝了電極陰極(15)和電極陽極(16)形成了氧化反應(yīng)區(qū)(8),溢流擋板(9)和內(nèi)隔板(7)焊接成一體,溢流擋板(9)和裝置殼體(2)之間形成ー個集水槽(10),出水ロ(11)和裝置殼體(2)焊接成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器,其特征在于所述的裝置殼體(2)是長方型或是其他幾何形狀的箱體,進泥ロ(I)和裝置殼體(2)的連接由螺ロ連接或是直接焊接而成,裝置殼體(2)內(nèi)設(shè)置了緩沖槽(3)和進料擋板(4),進料擋板(4)的裝置殼體(2)兩內(nèi)側(cè)密封焊接,進料擋板⑷的底部和裝置外殼底板(13)的距離為2-5cm,進料擋板(4)和溢流擋板(9)之間的距離為102cm,所述的氧化反應(yīng)區(qū)(8)長、寬、高之比為I : I : O. 5,電極的排序方式為兩個電極陰極(15)中間夾ー個電極陽極(16),依次橫向排列,所屬的泡沫溢流槽(5)是由內(nèi)隔板(7)和裝置外殼2兩內(nèi)側(cè)所形成,內(nèi)隔板(7)的長、高和電極15、16等同,所屬的溢流擋板(9)和裝置殼體(2)密封焊接,溢流擋板(9)的寬、高和裝置殼體(2) —致,溢水孔12開孔高度和電極陰極(15)、電極陽極(16)等同,橫向水平排列開孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器,其特征在于所述的緩沖槽⑶為進料擋板⑷和裝置殼體⑵前端進泥ロ之間形成的區(qū)域,距離為20-30cm,進料擋板(4)和裝置殼體(2)兩內(nèi)側(cè)密封焊接,進料擋板(4)的高度和裝置殼體(2)的高度等同,進料擋板(4)和裝置外殼底板(13)的之間預(yù)留2-5cm空隙,為含水污泥的入口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器,其特征在于所述的氧化反應(yīng)區(qū)(8)為進料擋板(4)和溢流擋板(9)之間形成的區(qū)域,氧化反應(yīng)區(qū)(8)內(nèi)橫向排列了電極陰極(15)和電極陽極(16),兩電極之間的距離為l-5cm,排序的方式為電極陰極(15)+電極陽極(16)+電極陰極(15)......以此順序排列,進料擋板(4)為進料端,溢流擋板(9)為出水口,氧化反應(yīng)區(qū)⑶的兩側(cè)設(shè)置了內(nèi)隔板(7),內(nèi)隔板(7)的兩端分別和進料擋板⑷和溢流擋板(9)密封焊接,內(nèi)隔板(7)和裝置殼體(2)內(nèi)側(cè)的距離為5-20cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器,其特征在于所述的電極陰極(15)為鈦板做基材,表面經(jīng)過強酸強堿處理后用去離子水沖刷至中性后200°C快速烘干,電極陰極(15)的長寬尺寸比為I : O. 25或I : O. 5或I : I。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器,其特征在于所述的電極陽極(16)為鈦板做基材,表面經(jīng)過強酸強堿處理后用去離子水沖刷至中性后200°C快速烘干,利用溶膠-凝膠方法制備出納米粒徑的稀土合金催化溶液,用高壓噴涂法將制備的稀土合金催化溶液均勻噴涂在基材表面,在控制溫度下將稀土合金催化容易牢固燒結(jié)在基材的表面,電極陽極(16)的長寬尺寸比為I : O. 25或I : O. 5或I : I。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器,其特征在于所述的溢流擋板(9)和裝置殼體(2)和裝置外殼底板(13)密封焊接,溢流擋板(9)上的溢水孔 (12)開孔位置和電極陰極(15)、電極陽極(16)的高度一致,橫向排立開孔。
全文摘要
本發(fā)明的微電流直接氧化剩余污泥的反應(yīng)處理器,采用微電流直接氧化技術(shù)對含水污泥中的微生物、有機污染物、病毒病菌進行有效的氧化分解,使污泥中的微生物、有機污染物、病菌病毒的去除率平均達到99%以上,剩余固體物質(zhì)被絡(luò)合成金屬氧化物或是磷酸鹽類物質(zhì)而沉積和水體分離,污泥減量超過97%。該裝置可廣泛用于城市生活污水處理廠、城市綜合污水處理廠、城市化工污水處理廠的污泥處理與處置,為污泥的安全處理處置提供潔凈的、低能耗的解決方案。
文檔編號C02F11/06GK102730925SQ20121020367
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者于江濤, 張毅, 李元元, 李忠玉, 王宇峰, 趙雨薇 申請人:常州浩瀚新材料科技有限公司