活性污泥處理裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了活性污泥處理裝置，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分和排液部分?？栈糠謨鹊目栈惑w設有中空轉動軸和固定腔。所述中空轉動軸設于空化部分的中心軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓球狀，固定腔內部的一端為與之形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設有多個供氣體流動的孔道。所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液圓筒部內設有進液活塞。所述排液部分分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液圓筒部內設有排液活塞。本發(fā)明可使得固相雜質流經(jīng)管嘴處或板孔處不易發(fā)生堵塞。
【專利說明】
活性污泥處理裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及污泥處理裝置，具體設及的是活性污泥處理裝置。
【背景技術】
[0002] 相關技術中，通常采用中溫厭氧消化工藝處理剩余污泥，但是中溫厭氧消化處理 過程中存在反應速度滿、污泥停留時間過長、池體體積龐大、操作管理復雜、產(chǎn)氣中甲燒含 量低等缺點，其原因在于剩余污泥中大多數(shù)有機物質存在微生物細胞中，而微生物細胞的 細胞壁是一個穩(wěn)定的半剛性結構，起著保護細胞的作用。細胞壁屬于生物難降解惰性物質， 破解較為困難，運使得污泥消化過程需要較長的停留時間。因此，破壞污泥的結構及細胞 壁，使污泥絮體結構發(fā)生變化，細胞的內含物流出，進入液相，從而變難降解的固體性物質 為易降解的溶解性物質對于提高反應速度來說是必不可少的。水力空化方法是利用水力空 化過程所產(chǎn)生的高溫（局部溫度可達200-300°C)、高壓、強沖擊波（沖擊頻率可高達2000- 3000化）、高速微射流等極端條件來實現(xiàn)污泥的調質和生物細胞破解，但是破解剩余污泥 時，含有的固相雜質流經(jīng)管嘴處或板孔處易發(fā)生堵塞，造成設備運行工況發(fā)生變化。

【發(fā)明內容】

[0003] 針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供活性污泥處理裝置，解決水力空化破解剩余 污泥時，含有的固相雜質流經(jīng)管嘴處或板孔處易發(fā)生堵塞，造成設備運行工況發(fā)生變化的 技術問題。
[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是活性污泥處理裝置，所述空化器 包括進液部分、空化部分和排液部分。所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有 中空轉動軸和固定腔，所述中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過 調節(jié)閥進入中空轉動軸，所述中空轉動軸設于空化部分的中屯、軸位置并延伸至進液部分， 其靠近排液部分的一端為圓球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相 匹配的圓球狀，兩者相互貼合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸位于 進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設有多個供氣體流動的孔道，所 述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片，所述空化誘導頭貼近空化部分的底表面設 有旋轉孔板，所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉 動軸軸線呈15°角。所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接 空化部分，且所述進液錐形部連有進液管道，所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活 塞包括進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中屯、 軸線往返運動。所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連 接空化部分，且所述排液錐形部連有排液管道，所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液 活塞包括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中 屯、軸線往返運動。所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述 外層的內表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低 噪音w及減少振動。
[0005] 作為優(yōu)選，所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板。
[0006] 作為優(yōu)選，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動軸位于空化誘導頭內 部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可W通過中空轉動軸的端部的開口進入進液圓筒 部外還可W通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓筒部。
[0007] 作為優(yōu)選，所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另一 個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。
[0008] 作為優(yōu)選，所述進液活塞包括進液鋼忍、進液皮碗、進液壓板和進液卡黃，所述進 液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條 沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為Ξ角形，所述Ξ角形最小的一個角朝向 流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部。所述排液活塞包括排液鋼忍、排液皮 碗、排液壓板和排液卡黃，所述排液皮碗的側表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排 液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的 內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表 面長度方向延伸的槽內。
[0009] 本發(fā)明的有益效果：
[0010] 本發(fā)明利用水力空化原理，即利用水力空化過程所產(chǎn)生的高溫、高壓、強沖擊波、 高速微射流等極端條件來實現(xiàn)污泥的調質和生物細胞破解，將生物細胞中的有機物質流 出，進入液相，從而變難降解的固體性物質為易降解的溶解性物質，有益于好氧消化反應的 進行，破解剩余污泥時，含有的固相雜質流經(jīng)管嘴處或板孔處不易發(fā)生堵塞，產(chǎn)生的水力空 化效應進一步加強，從而進一步促進好氧消化反應。
[0011] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時總固 體去除率達到52.9%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應 第20天時總固體去除率為35.6%。
[0012] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時化學 需氧量去除率達到56.8%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化 反應第20天時總固體去除率為38.3%。
[0013] 消化反應初期，未經(jīng)本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中的比阻較經(jīng)本發(fā) 明處理的剩余污泥小，但隨著消化反應時間的增加，在消化反應15后，經(jīng)本發(fā)明處理的剩余 污泥的比阻小于未經(jīng)本發(fā)明處理的。
[0014] 測得本發(fā)明空化器消耗的功率為530W/kg，小于超聲波處理、熱力處理等其他處理 工藝消耗的功率。
【附圖說明】
[0015] 利用附圖對發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發(fā)明的任何限制， 對于本領域的普通技術人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)W下附圖獲得其 它的附圖。
[0016] 圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0017] 圖2是本發(fā)明的進液活塞的結構示意圖。
[0018] 附圖標記：1、進液部分，2、空化誘導頭，3、葉片，4、旋轉孔板，5、中空轉動軸，6、排 液部分，7、空化腔體，8、固定腔，9、鋼忍，10、皮碗，11、壓板，12、卡黃。
【具體實施方式】
[0019] 結合W下實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0020] 實施例一
[0021] 本發(fā)明的裝置，如圖1所示，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分和排 液部分。
[0022] 所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所述 中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸。所 述中空轉動軸設于空化部分的中屯、軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓 球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼 合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板，防 止流體進入固定腔內損壞中空轉動軸與固定腔的連接結構。所述固定腔通過支架固定于空 化腔體內。
[0023] 所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設 有多個供氣體流動的孔道。在本實施例中，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動 軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可W通過中空轉動軸的端部 的開口進入進液圓筒部外還可W通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓 筒部。所述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片。所述空化誘導頭貼近空化部分的 底表面設有旋轉孔板，在流體對葉片的推動下，空化誘導頭帶動旋轉孔板轉動，旋轉孔板受 到的剪切和軸向推動力可使堵塞物破碎并分離，有效地防止小孔堵塞并降低空化過程中消 耗的能量，同時中東轉動軸內的氣體通過其端口和空化誘導頭的表面旋轉進入進液圓筒 部，產(chǎn)生大量的氣泡。所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另 一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。
[0024] 所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸 軸線呈15°角，供混入空泡后的流體進入空化部分。
[0025] 所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部 分，且所述進液錐形部連有進液管道。所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括 進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中屯、軸線往 返運動。
[0026] 所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化 部分，且所述排液錐形部連有排液管道。所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包 括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中屯、軸線 往返運動。
[0027] 具體實施時，排液活塞靜止，進液活塞遠離空化部分移動，此時進液錐形部呈負壓 狀態(tài)，流體通過進液管道進入，流體帶動葉片、中空轉動軸、旋轉孔板轉動。儲氣罐內的壓縮 空氣在調節(jié)閥的調整下通過中空轉動軸進入進液部分，產(chǎn)生直徑2-5微米的氣泡，誘發(fā)空化 初生。進液活塞向空化部分運動，流體流速逐漸降低，流體快速進入旋轉孔板流入空化腔體 內，其流速逐漸增大，流出旋轉孔板時高速流體壓強迅速降低，產(chǎn)生空化初生。然后，旋轉孔 板發(fā)生旋轉，封閉空化腔體與進液錐形部的溝通，排液活塞向空化部分移動，空化腔體內壓 強增高，空泡快速發(fā)生潰滅，產(chǎn)生局部的高溫高壓和高速微射流，破擊生物細胞的細胞壁。 排液活塞遠離空化部分移動，空化腔體內的流體通過排液管道流出。
[0028] 所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內 表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音W及 減少振動。
[0029] 該裝置可W通過法蘭與相應直徑的管道連接，當流體W超過3-lOm/s通過該裝置 時，液體在該裝置內部發(fā)生空化。
[0030] 運作過程中進液活塞和排液活塞直接接觸具有一定腐蝕性的污泥，并承受高壓作 用，不僅增加了進液活塞與進液圓筒部、排液活塞與排液圓筒部之間的摩擦力，而且污泥也 容易被擠入活塞與圓筒部之間，增加了活塞的磨損。
[0031 ]如圖2所示，所述進液活塞包括進液鋼忍、進液皮碗、進液壓板和進液卡黃，所述進 液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條 沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為Ξ角形，所述Ξ角形最小的一個角朝向 流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部
[0032] 在本實施例中，所述Ξ角形為直角Ξ角形，Ξ角形另外兩個銳角為30°和60°，30° 銳角朝向流體方向。所述溝槽可進一步提高進液活塞的耐磨密封性能。所述溝槽的寬度為 4.5mm之間，溝槽的間距為5.0mm。所述菱形凹陷部的邊長為3.0mm，菱形凹陷部深度為 4.0mm，菱形凹陷部中屯、夾角為10°。
[0033] 經(jīng)檢測，所述進液活塞的平均壽命為121.化，與標準活塞相比其平均壽命提高了 119.2%。
[0034] 所述排液活塞包括排液鋼忍、排液皮碗、排液壓板和排液卡黃，所述排液皮碗的側 表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗 厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎 鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。排液活塞運動時會 經(jīng)過排液管道，當排液管道直徑較大時，排液活塞容易在經(jīng)過排液管道時發(fā)生輕微的偏移 導致流體滲入排液活塞與排液圓筒部之間。將外彎鉤件與內彎鉤件相連，使得排液活塞緊 密貼合排液圓筒部，經(jīng)過排液管道時，由于排液活塞的與排液圓筒部的相對位置固定，排液 活塞不會發(fā)生偏移，從而保證排液流體不會滲入排液活塞與排液圓筒部之間。
[0035] 污泥處理前后測量W下指標：
[0036] 1、總固體、揮發(fā)性總固體
[0037] 將洗凈灼燒至恒重(600°C條件下大約6min)的相蝸稱重，量取10ml污泥放入相蝸 中，將相蝸放入105Γ的烘箱中烘烤24小時后取出，放在干燥器中冷卻至室溫，然后稱重G2。 將相蝸放入600°C馬弗爐中灼燒2小時，取出后放入干燥器中冷卻至室溫后稱重G3。
[0038] 污泥總固體=(G2-G1)/污泥的體積
[0039] 污泥揮發(fā)性總固體=(G3-G2)/污泥的體積
[0040] 2、化學需氧量COD
[0041] 取樣加入一定量的重銘酸鐘和催化劑硫酸銀，在強酸性介質中加熱回流一段時 間，部分重銘酸鐘在水樣中被氧化物質還原，用硫酸亞鐵錠滴定剩余的重銘酸鐘，根據(jù)小號 重銘酸鐘的量計算COD的值。
[0042] 3、污泥沉降性能測定
[0043] 對經(jīng)過15天消化反應的污泥進行靜態(tài)沉降，具體步驟為將經(jīng)15天消化后污泥樣品 移至高0.5m的量筒中，觀察并記錄界面高度隨時間的變化
[0044] 4、污泥過濾性能測定
[0045] 布氏漏斗法測定污泥的比阻。
[0046] 5、空化器能耗計算
[0047] 處理每千克污泥所消耗的功率為：
[004引
[0049] 其中，Ah為空化器兩端的壓差，Th為空化作用時間。
[0050] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時總固 體去除率達到52.9%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應 第20天時總固體去除率為35.6%。
[0051] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時化學 需氧量去除率達到56.8%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化 反應第20天時總固體去除率為38.3%。
[0052] 消化反應初期，未經(jīng)本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中的比阻較經(jīng)本發(fā) 明處理的剩余污泥小，但隨著消化反應時間的增加，在消化反應15后，經(jīng)本發(fā)明處理的剩余 污泥的比阻小于未經(jīng)本發(fā)明處理的。
[0053] 測得本發(fā)明空化器消耗的功率為530W/kg。
[0054] 實施例二
[0055] 本發(fā)明的裝置，如圖1所示，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分和排 液部分。
[0056] 所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所述 中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸。所 述中空轉動軸設于空化部分的中屯、軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓 球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼 合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板，防 止流體進入固定腔內損壞中空轉動軸與固定腔的連接結構。所述固定腔通過支架固定于空 化腔體內。
[0057] 所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設 有多個供氣體流動的孔道。在本實施例中，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動 軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可W通過中空轉動軸的端部 的開口進入進液圓筒部外還可W通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓 筒部。所述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片。所述空化誘導頭貼近空化部分的 底表面設有旋轉孔板，在流體對葉片的推動下，空化誘導頭帶動旋轉孔板轉動，旋轉孔板受 到的剪切和軸向推動力可使堵塞物破碎并分離，有效地防止小孔堵塞并降低空化過程中消 耗的能量，同時中東轉動軸內的氣體通過其端口和空化誘導頭的表面旋轉進入進液圓筒 部，產(chǎn)生大量的氣泡。所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另 一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。
[0058] 所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸 軸線呈15°角，供混入空泡后的流體進入空化部分。
[0059] 所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部 分，且所述進液錐形部連有進液管道。所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括 進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中屯、軸線往 返運動。
[0060] 所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化 部分，且所述排液錐形部連有排液管道。所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包 括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中屯、軸線 往返運動。
[0061] 具體實施時，排液活塞靜止，進液活塞遠離空化部分移動，此時進液錐形部呈負壓 狀態(tài)，流體通過進液管道進入，流體帶動葉片、中空轉動軸、旋轉孔板轉動。儲氣罐內的壓縮 空氣在調節(jié)閥的調整下通過中空轉動軸進入進液部分，產(chǎn)生直徑2-5微米的氣泡，誘發(fā)空化 初生。進液活塞向空化部分運動，流體流速逐漸降低，流體快速進入旋轉孔板流入空化腔體 內，其流速逐漸增大，流出旋轉孔板時高速流體壓強迅速降低，產(chǎn)生空化初生。然后，旋轉孔 板發(fā)生旋轉，封閉空化腔體與進液錐形部的溝通，排液活塞向空化部分移動，空化腔體內壓 強增高，空泡快速發(fā)生潰滅，產(chǎn)生局部的高溫高壓和高速微射流，破擊生物細胞的細胞壁。 排液活塞遠離空化部分移動，空化腔體內的流體通過排液管道流出。
[0062] 所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內 表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音W及 減少振動。
[0063] 該裝置可W通過法蘭與相應直徑的管道連接，當流體W超過3-lOm/s通過該裝置 時，液體在該裝置內部發(fā)生空化。
[0064] 運作過程中進液活塞和排液活塞直接接觸具有一定腐蝕性的污泥，并承受高壓作 用，不僅增加了進液活塞與進液圓筒部、排液活塞與排液圓筒部之間的摩擦力，而且污泥也 容易被擠入活塞與圓筒部之間，增加了活塞的磨損。
[0065] 如圖2所示，所述進液活塞包括進液鋼忍、進液皮碗、進液壓板和進液卡黃，所述進 液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條 沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為Ξ角形，所述Ξ角形最小的一個角朝向 流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部
[0066] 在本實施例中，所述Ξ角形為直角Ξ角形，Ξ角形另外兩個銳角為30°和60°，30° 銳角朝向流體方向。所述溝槽可進一步提高進液活塞的耐磨密封性能。所述溝槽的寬度為 4.5mm之間，溝槽的間距為5.0mm。所述菱形凹陷部的邊長為4.5mm，菱形凹陷部深度為 4.0mm，菱形凹陷部中屯、夾角為15°。
[0067] 經(jīng)檢測，所述進液活塞的平均壽命為98.6h，與標準活塞相比其平均壽命提高了 81.6%。
[006引所述排液活塞包括排液鋼忍、排液皮碗、排液壓板和排液卡黃，所述排液皮碗的側 表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗 厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎 鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。排液活塞運動時會 經(jīng)過排液管道，當排液管道直徑較大時，排液活塞容易在經(jīng)過排液管道時發(fā)生輕微的偏移 導致流體滲入排液活塞與排液圓筒部之間。將外彎鉤件與內彎鉤件相連，使得排液活塞緊 密貼合排液圓筒部，經(jīng)過排液管道時，由于排液活塞的與排液圓筒部的相對位置固定，排液 活塞不會發(fā)生偏移，從而保證排液流體不會滲入排液活塞與排液圓筒部之間。
[0069] 污泥處理前后測量W下指標：
[0070] 1、總固體、揮發(fā)性總固體
[0071] 將洗凈灼燒至恒重(600°C條件下大約6min)的相蝸稱重，量取10ml污泥放入相蝸 中，將相蝸放入105Γ的烘箱中烘烤24小時后取出，放在干燥器中冷卻至室溫，然后稱重G2。 將相蝸放入600°C馬弗爐中灼燒2小時，取出后放入干燥器中冷卻至室溫后稱重G3。
[0072] 污泥總固體=(G2-G1)/污泥的體積
[0073] 污泥揮發(fā)性總固體=(G3-G2)/污泥的體積
[0074] 2、化學需氧量COD
[0075] 取樣加入一定量的重銘酸鐘和催化劑硫酸銀，在強酸性介質中加熱回流一段時 間，部分重銘酸鐘在水樣中被氧化物質還原，用硫酸亞鐵錠滴定剩余的重銘酸鐘，根據(jù)小號 重銘酸鐘的量計算COD的值。
[0076] 3、污泥沉降性能測定
[0077] 對經(jīng)過15天消化反應的污泥進行靜態(tài)沉降，具體步驟為將經(jīng)15天消化后污泥樣品 移至高0.5m的量筒中，觀察并記錄界面高度隨時間的變化
[007引 4、污泥過濾性能測定
[00巧]布氏漏斗法測定污泥的比阻。
[0080] 5、空化器能耗計算
[0081] 處理每千克污泥所消耗的功率為：
[0082]
[0083] 其中，Ah為空化器兩端的壓差，Th為空化作用時間。
[0084] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時總固 體去除率達到50.3%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應 第20天時總固體去除率為39.6%。
[0085] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時化學 需氧量去除率達到59.3%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化 反應第20天時總固體去除率為40.6%。
[0086] 消化反應初期，未經(jīng)本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中的比阻較經(jīng)本發(fā) 明處理的剩余污泥小，但隨著消化反應時間的增加，在消化反應15天后，經(jīng)本發(fā)明處理的剩 余污泥的比阻小于未經(jīng)本發(fā)明處理的。
[0087] 測得本發(fā)明空化器消耗的功率為529W/kg。
[0088] 實施例Ξ
[0089] 本發(fā)明的裝置，如圖1所示，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分和排 液部分。
[0090] 所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所述 中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸。所 述中空轉動軸設于空化部分的中屯、軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓 球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼 合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板，防 止流體進入固定腔內損壞中空轉動軸與固定腔的連接結構。所述固定腔通過支架固定于空 化腔體內。
[0091] 所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設 有多個供氣體流動的孔道。在本實施例中，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動 軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可W通過中空轉動軸的端部 的開口進入進液圓筒部外還可W通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓 筒部。所述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片。所述空化誘導頭貼近空化部分的 底表面設有旋轉孔板，在流體對葉片的推動下，空化誘導頭帶動旋轉孔板轉動，旋轉孔板受 到的剪切和軸向推動力可使堵塞物破碎并分離，有效地防止小孔堵塞并降低空化過程中消 耗的能量，同時中東轉動軸內的氣體通過其端口和空化誘導頭的表面旋轉進入進液圓筒 部，產(chǎn)生大量的氣泡。所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另 一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。
[0092] 所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸 軸線呈15°角，供混入空泡后的流體進入空化部分。
[0093] 所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部 分，且所述進液錐形部連有進液管道。所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括 進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中屯、軸線往 返運動。
[0094] 所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化 部分，且所述排液錐形部連有排液管道。所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包 括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中屯、軸線 往返運動。
[00%]具體實施時，排液活塞靜止，進液活塞遠離空化部分移動，此時進液錐形部呈負壓 狀態(tài)，流體通過進液管道進入，流體帶動葉片、中空轉動軸、旋轉孔板轉動。儲氣罐內的壓縮 空氣在調節(jié)閥的調整下通過中空轉動軸進入進液部分，產(chǎn)生直徑2-5微米的氣泡，誘發(fā)空化 初生。進液活塞向空化部分運動，流體流速逐漸降低，流體快速進入旋轉孔板流入空化腔體 內，其流速逐漸增大，流出旋轉孔板時高速流體壓強迅速降低，產(chǎn)生空化初生。然后，旋轉孔 板發(fā)生旋轉，封閉空化腔體與進液錐形部的溝通，排液活塞向空化部分移動，空化腔體內壓 強增高，空泡快速發(fā)生潰滅，產(chǎn)生局部的高溫高壓和高速微射流，破擊生物細胞的細胞壁。 排液活塞遠離空化部分移動，空化腔體內的流體通過排液管道流出。
[0096]所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內 表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音w及 減少振動。
[0097] 該裝置可W通過法蘭與相應直徑的管道連接，當流體W超過3-lOm/s通過該裝置 時，液體在該裝置內部發(fā)生空化。
[0098] 運作過程中進液活塞和排液活塞直接接觸具有一定腐蝕性的污泥，并承受高壓作 用，不僅增加了進液活塞與進液圓筒部、排液活塞與排液圓筒部之間的摩擦力，而且污泥也 容易被擠入活塞與圓筒部之間，增加了活塞的磨損。
[0099 ]如圖2所示，所述進液活塞包括進液鋼忍、進液皮碗、進液壓板和進液卡黃，所述進 液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條 沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為Ξ角形，所述Ξ角形最小的一個角朝向 流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部
[0100] 在本實施例中，所述Ξ角形為直角Ξ角形，Ξ角形另外兩個銳角為30°和60°，30° 銳角朝向流體方向。所述溝槽可進一步提高進液活塞的耐磨密封性能。所述溝槽的寬度為 4.5mm之間，溝槽的間距為8.0mm。所述菱形凹陷部的邊長為3.0mm，菱形凹陷部深度為 4.0mm，菱形凹陷部中屯、夾角為10°。
[0101] 經(jīng)檢測，所述進液活塞的平均壽命為83.3h，與標準活塞相比其平均壽命提高了 78.2%。
[0102] 所述排液活塞包括排液鋼忍、排液皮碗、排液壓板和排液卡黃，所述排液皮碗的側 表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗 厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎 鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。排液活塞運動時會 經(jīng)過排液管道，當排液管道直徑較大時，排液活塞容易在經(jīng)過排液管道時發(fā)生輕微的偏移 導致流體滲入排液活塞與排液圓筒部之間。將外彎鉤件與內彎鉤件相連，使得排液活塞緊 密貼合排液圓筒部，經(jīng)過排液管道時，由于排液活塞的與排液圓筒部的相對位置固定，排液 活塞不會發(fā)生偏移，從而保證排液流體不會滲入排液活塞與排液圓筒部之間。
[0103] 污泥處理前后測量W下指標：
[0104] 1、總固體、揮發(fā)性總固體
[0105] 將洗凈灼燒至恒重(600°C條件下大約6min)的相蝸稱重，量取10ml污泥放入相蝸 中，將相蝸放入105Γ的烘箱中烘烤24小時后取出，放在干燥器中冷卻至室溫，然后稱重G2。 將相蝸放入600°C馬弗爐中灼燒2小時，取出后放入干燥器中冷卻至室溫后稱重G3。
[0106] 污泥總固體=(G2-G1)/污泥的體積
[0107] 污泥揮發(fā)性總固體=(G3-G2)/污泥的體積 [010引 2、化學需氧量COD
[0109] 取樣加入一定量的重銘酸鐘和催化劑硫酸銀，在強酸性介質中加熱回流一段時 間，部分重銘酸鐘在水樣中被氧化物質還原，用硫酸亞鐵錠滴定剩余的重銘酸鐘，根據(jù)小號 重銘酸鐘的量計算COD的值。
[0110] 3、污泥沉降性能測定
[0111] 對經(jīng)過15天消化反應的污泥進行靜態(tài)沉降，具體步驟為將經(jīng)15天消化后污泥樣品 移至高0.5m的量筒中，觀察并記錄界面高度隨時間的變化
[0112] 4、污泥過濾性能測定
[0113] 布氏漏斗法測定污泥的比阻。
[0114] 5、空化器能耗計算
[0115] 處理每千克污泥所消耗的功率為：
[0116]
[0117] 其中，Ah為空化器兩端的壓差，Th為空化作用時間。
[0118] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時總固 體去除率達到53.6%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應 第20天時總固體去除率為40.3%。
[0119] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時化學 需氧量去除率達到60.3%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化 反應第20天時總固體去除率為37.6%。
[0120] 消化反應初期，未經(jīng)本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中的比阻較經(jīng)本發(fā) 明處理的剩余污泥小，但隨著消化反應時間的增加，在消化反應15天后，經(jīng)本發(fā)明處理的剩 余污泥的比阻小于未經(jīng)本發(fā)明處理的。
[0121] 測得本發(fā)明空化器消耗的功率為529W/kg。
[0122] 實施例四
[0123] 本發(fā)明的裝置，如圖1所示，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分和排 液部分。
[0124] 所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所述 中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸。所 述中空轉動軸設于空化部分的中屯、軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓 球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼 合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板，防 止流體進入固定腔內損壞中空轉動軸與固定腔的連接結構。所述固定腔通過支架固定于空 化腔體內。
[0125] 所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設 有多個供氣體流動的孔道。在本實施例中，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動 軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可W通過中空轉動軸的端部 的開口進入進液圓筒部外還可W通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓 筒部。所述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片。所述空化誘導頭貼近空化部分的 底表面設有旋轉孔板，在流體對葉片的推動下，空化誘導頭帶動旋轉孔板轉動，旋轉孔板受 到的剪切和軸向推動力可使堵塞物破碎并分離，有效地防止小孔堵塞并降低空化過程中消 耗的能量，同時中東轉動軸內的氣體通過其端口和空化誘導頭的表面旋轉進入進液圓筒 部，產(chǎn)生大量的氣泡。所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另 一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。
[0126] 所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸 軸線呈15°角，供混入空泡后的流體進入空化部分。
[0127] 所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部 分，且所述進液錐形部連有進液管道。所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括 進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中屯、軸線往 返運動。
[0128] 所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化 部分，且所述排液錐形部連有排液管道。所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包 括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中屯、軸線 往返運動。
[0129] 具體實施時，排液活塞靜止，進液活塞遠離空化部分移動，此時進液錐形部呈負壓 狀態(tài)，流體通過進液管道進入，流體帶動葉片、中空轉動軸、旋轉孔板轉動。儲氣罐內的壓縮 空氣在調節(jié)閥的調整下通過中空轉動軸進入進液部分，產(chǎn)生直徑2-5微米的氣泡，誘發(fā)空化 初生。進液活塞向空化部分運動，流體流速逐漸降低，流體快速進入旋轉孔板流入空化腔體 內，其流速逐漸增大，流出旋轉孔板時高速流體壓強迅速降低，產(chǎn)生空化初生。然后，旋轉孔 板發(fā)生旋轉，封閉空化腔體與進液錐形部的溝通，排液活塞向空化部分移動，空化腔體內壓 強增高，空泡快速發(fā)生潰滅，產(chǎn)生局部的高溫高壓和高速微射流，破擊生物細胞的細胞壁。 排液活塞遠離空化部分移動，空化腔體內的流體通過排液管道流出。
[0130] 所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內 表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音W及 減少振動。
[0131] 該裝置可W通過法蘭與相應直徑的管道連接，當流體W超過3-lOm/s通過該裝置 時，液體在該裝置內部發(fā)生空化。
[0132] 運作過程中進液活塞和排液活塞直接接觸具有一定腐蝕性的污泥，并承受高壓作 用，不僅增加了進液活塞與進液圓筒部、排液活塞與排液圓筒部之間的摩擦力，而且污泥也 容易被擠入活塞與圓筒部之間，增加了活塞的磨損。
[0133] 如圖2所示，所述進液活塞包括進液鋼忍、進液皮碗、進液壓板和進液卡黃，所述進 液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條 沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為Ξ角形，所述Ξ角形最小的一個角朝向 流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部
[0134] 在本實施例中，所述Ξ角形為直角Ξ角形，Ξ角形另外兩個銳角為30°和60°，30° 銳角朝向流體方向。所述溝槽可進一步提高進液活塞的耐磨密封性能。所述溝槽的寬度為 4.5mm之間，溝槽的間距為8.0mm。所述菱形凹陷部的邊長為4.5mm，菱形凹陷部深度為 4.0mm，菱形凹陷部中屯、夾角為15°。
[0135] 經(jīng)檢測，所述進液活塞的平均壽命為75.8h，與標準活塞相比其平均壽命提高了 65.7%。
[0136] 所述排液活塞包括排液鋼忍、排液皮碗、排液壓板和排液卡黃，所述排液皮碗的側 表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗 厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎 鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。排液活塞運動時會 經(jīng)過排液管道，當排液管道直徑較大時，排液活塞容易在經(jīng)過排液管道時發(fā)生輕微的偏移 導致流體滲入排液活塞與排液圓筒部之間。將外彎鉤件與內彎鉤件相連，使得排液活塞緊 密貼合排液圓筒部，經(jīng)過排液管道時，由于排液活塞的與排液圓筒部的相對位置固定，排液 活塞不會發(fā)生偏移，從而保證排液流體不會滲入排液活塞與排液圓筒部之間。
[0137]污泥處理前后測量W下指標：
[013引1、總固體、揮發(fā)性總固體
[0139] 將洗凈灼燒至恒重(600°C條件下大約6min)的相蝸稱重，量取10ml污泥放入相蝸 中，將相蝸放入105Γ的烘箱中烘烤24小時后取出，放在干燥器中冷卻至室溫，然后稱重G2。 將相蝸放入600°C馬弗爐中灼燒2小時，取出后放入干燥器中冷卻至室溫后稱重G3。
[0140] 污泥總固體=(G2-G1)/污泥的體積
[0141] 污泥揮發(fā)性總固體=(G3-G2) /污泥的體積
[0142] 2、化學需氧量COD
[0143] 取樣加入一定量的重銘酸鐘和催化劑硫酸銀，在強酸性介質中加熱回流一段時 間，部分重銘酸鐘在水樣中被氧化物質還原，用硫酸亞鐵錠滴定剩余的重銘酸鐘，根據(jù)小號 重銘酸鐘的量計算COD的值。
[0144] 3、污泥沉降性能測定
[0145] 對經(jīng)過15天消化反應的污泥進行靜態(tài)沉降，具體步驟為將經(jīng)15天消化后污泥樣品 移至高0.5m的量筒中，觀察并記錄界面高度隨時間的變化
[0146] 4、污泥過濾性能測定
[0147] 布氏漏斗法測定污泥的比阻。
[0148] 5、空化器能耗計算
[0149] 處理每千克污泥所消耗的功率為：
[0150]
[0151] 其中，Ah為空化器兩端的壓差，Th為空化作用時間。
[0152] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時總固 體去除率達到58.3%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應 第20天時總固體去除率為32.9%。
[0153] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時化學 需氧量去除率達到51.9%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化 反應第20天時總固體去除率為39.5%。
[0154] 消化反應初期，未經(jīng)本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中的比阻較經(jīng)本發(fā) 明處理的剩余污泥小，但隨著消化反應時間的增加，在消化反應15天后，經(jīng)本發(fā)明處理的剩 余污泥的比阻小于未經(jīng)本發(fā)明處理的。
[01W]測得本發(fā)明空化器消耗的功率為534W/kg。
[0156] 實施例五
[0157] 本發(fā)明的裝置，如圖1所示，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分和排 液部分。
[0158] 所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所述 中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸。所 述中空轉動軸設于空化部分的中屯、軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓 球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼 合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板，防 止流體進入固定腔內損壞中空轉動軸與固定腔的連接結構。所述固定腔通過支架固定于空 化腔體內。
[0159] 所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設 有多個供氣體流動的孔道。在本實施例中，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動 軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可W通過中空轉動軸的端部 的開口進入進液圓筒部外還可W通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓 筒部。所述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片。所述空化誘導頭貼近空化部分的 底表面設有旋轉孔板，在流體對葉片的推動下，空化誘導頭帶動旋轉孔板轉動，旋轉孔板受 到的剪切和軸向推動力可使堵塞物破碎并分離，有效地防止小孔堵塞并降低空化過程中消 耗的能量，同時中東轉動軸內的氣體通過其端口和空化誘導頭的表面旋轉進入進液圓筒 部，產(chǎn)生大量的氣泡。所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另 一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。
[0160] 所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸 軸線呈15°角，供混入空泡后的流體進入空化部分。
[0161] 所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部 分，且所述進液錐形部連有進液管道。所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括 進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中屯、軸線往 返運動。
[0162] 所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化 部分，且所述排液錐形部連有排液管道。所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包 括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中屯、軸線 往返運動。
[0163] 具體實施時，排液活塞靜止，進液活塞遠離空化部分移動，此時進液錐形部呈負壓 狀態(tài)，流體通過進液管道進入，流體帶動葉片、中空轉動軸、旋轉孔板轉動。儲氣罐內的壓縮 空氣在調節(jié)閥的調整下通過中空轉動軸進入進液部分，產(chǎn)生直徑2-5微米的氣泡，誘發(fā)空化 初生。進液活塞向空化部分運動，流體流速逐漸降低，流體快速進入旋轉孔板流入空化腔體 內，其流速逐漸增大，流出旋轉孔板時高速流體壓強迅速降低，產(chǎn)生空化初生。然后，旋轉孔 板發(fā)生旋轉，封閉空化腔體與進液錐形部的溝通，排液活塞向空化部分移動，空化腔體內壓 強增高，空泡快速發(fā)生潰滅，產(chǎn)生局部的高溫高壓和高速微射流，破擊生物細胞的細胞壁。 排液活塞遠離空化部分移動，空化腔體內的流體通過排液管道流出。
[0164] 所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內 表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音W及 減少振動。
[0165] 該裝置可W通過法蘭與相應直徑的管道連接，當流體W超過3-lOm/s通過該裝置 時，液體在該裝置內部發(fā)生空化。
[0166] 運作過程中進液活塞和排液活塞直接接觸具有一定腐蝕性的污泥，并承受高壓作 用，不僅增加了進液活塞與進液圓筒部、排液活塞與排液圓筒部之間的摩擦力，而且污泥也 容易被擠入活塞與圓筒部之間，增加了活塞的磨損。
[0167] 如圖2所示，所述進液活塞包括進液鋼忍、進液皮碗、進液壓板和進液卡黃，所述進 液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條 沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為Ξ角形，所述Ξ角形最小的一個角朝向 流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部
[0168] 在本實施例中，所述Ξ角形為直角Ξ角形，Ξ角形另外兩個銳角為30°和60°，30° 銳角朝向流體方向。所述溝槽可進一步提高進液活塞的耐磨密封性能。相鄰Ξ個所述菱形 凹陷部呈等腰Ξ角形排布，且所述菱形凹陷部的橫截面為Ξ角形。所述溝槽的寬度為4.5mm 之間，溝槽的間距為5.0mm。所述菱形凹陷部的邊長為3.0mm，菱形凹陷部深度為4.0mm，菱形 凹陷部中屯、夾角為10°。
[0169] 經(jīng)檢測，所述進液活塞的平均壽命為149.化，與標準活塞相比其平均壽命提高了 138.2%。
[0170] 所述排液活塞包括排液鋼忍、排液皮碗、排液壓板和排液卡黃，所述排液皮碗的側 表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗 厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎 鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。排液活塞運動時會 經(jīng)過排液管道，當排液管道直徑較大時，排液活塞容易在經(jīng)過排液管道時發(fā)生輕微的偏移 導致流體滲入排液活塞與排液圓筒部之間。將外彎鉤件與內彎鉤件相連，使得排液活塞緊 密貼合排液圓筒部，經(jīng)過排液管道時，由于排液活塞的與排液圓筒部的相對位置固定，排液 活塞不會發(fā)生偏移，從而保證排液流體不會滲入排液活塞與排液圓筒部之間。
[0171] 污泥處理前后測量W下指標：
[0172] 1、總固體、揮發(fā)性總固體
[0173] 將洗凈灼燒至恒重(600°C條件下大約6min)的相蝸稱重，量取10ml污泥放入相蝸 中，將相蝸放入105Γ的烘箱中烘烤24小時后取出，放在干燥器中冷卻至室溫，然后稱重G2。 將相蝸放入600°C馬弗爐中灼燒2小時，取出后放入干燥器中冷卻至室溫后稱重G3。
[0174] 污泥總固體=(G2-G1) /污泥的體積
[0175] 污泥揮發(fā)性總固體=(G3-G2) /污泥的體積
[0176] 2、化學需氧量COD
[0177] 取樣加入一定量的重銘酸鐘和催化劑硫酸銀，在強酸性介質中加熱回流一段時 間，部分重銘酸鐘在水樣中被氧化物質還原，用硫酸亞鐵錠滴定剩余的重銘酸鐘，根據(jù)小號 重銘酸鐘的量計算COD的值。
[017引 3、污泥沉降性能測定
[0179] 對經(jīng)過15天消化反應的污泥進行靜態(tài)沉降，具體步驟為將經(jīng)15天消化后污泥樣品 移至高0.5m的量筒中，觀察并記錄界面高度隨時間的變化
[0180] 4、污泥過濾性能測定
[0181] 布氏漏斗法測定污泥的比阻。
[0182] 5、空化器能耗計算
[0183] 處理每千克污泥所消耗的功率為：
[0184]
[0185] 其中，Ah為空化器兩端的壓差，Th為空化作用時間。
[0186] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時總固 體去除率達到51.6%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應 第20天時總固體去除率為42.6%。
[0187] 經(jīng)過本發(fā)明處理后的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化反應第20天時化學 需氧量去除率達到52.0%，而未經(jīng)過本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中進行消化 反應第20天時總固體去除率為39.5%。
[0188] 消化反應初期，未經(jīng)本發(fā)明處理的剩余污泥在好氧消化反應器中的比阻較經(jīng)本發(fā) 明處理的剩余污泥小，但隨著消化反應時間的增加，在消化反應15天后，經(jīng)本發(fā)明處理的剩 余污泥的比阻小于未經(jīng)本發(fā)明處理的。
[0189] 測得本發(fā)明空化器消耗的功率為512W/kg。
[0190] 最后應當說明的是，W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保 護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應 當理解，可W對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實 質和范圍。
【主權項】
1. 活性污泥處理裝置，其特征在于，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分 和排液部分;所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所 述中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸， 所述中空轉動軸設于空化部分的中心軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為 圓球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互 貼合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔;所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化 誘導頭，所述空化誘導頭的內部設有多個供氣體流動的孔道，所述空化誘導頭靠近進液部 分的外表面設有葉片，所述空化誘導頭貼近空化部分的底表面設有旋轉孔板，所述旋轉孔 板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸軸線呈15°角;所述進 液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部分，且所述進液錐 形部連有進液管道，所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括進液活塞頭與進 液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動;所述排液 部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化部分，且所述排液 錐形部連有排液管道，所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞頭與 排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動;所述空 化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內表面間隔設置有 多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音以及減少振動。2. 根據(jù)權利要求1所述的活性污泥處理裝置，其特征在于，所述中空轉動軸上還設有封 閉固定腔的擋板。3. 根據(jù)權利要求1所述的活性污泥處理裝置，其特征在于，所述空化誘導頭由多孔陶瓷 制成，所述中空轉動軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可以通 過中空轉動軸的端部的開口進入進液圓筒部外還可以通過中空轉動軸的小孔和空化誘導 頭的孔道進入進液圓筒部。4. 根據(jù)權利要求1所述的活性污泥處理裝置，其特征在于，所述旋轉孔板至少有兩個相 互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。5. 根據(jù)權利要求1所述的活性污泥處理裝置，其特征在于，所述進液活塞包括進液鋼 芯、進液皮碗、進液壓板和進液卡簧，所述進液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接 觸，所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截 面為三角形，所述三角形最小的一個角朝向流體，相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形 凹陷部;所述排液活塞包括排液鋼芯、排液皮碗、排液壓板和排液卡簧，所述排液皮碗的側 表面與排液圓筒部的內表面直接接觸，所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗 厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎 鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。
【文檔編號】C02F11/00GK105948441SQ201610550159
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】楊超坤
【申請人】楊超坤