專利名稱：一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本創(chuàng)新發(fā)明涉及對污泥進行無害化處置并進行資源化利用的技術(shù)裝置，特別是對
城市污水廠剩余污泥無害化處理處置達到資源化利用的技術(shù)裝置。采用該裝置能夠?qū)Τ?市污水廠、自來水廠、工業(yè)污水廠的剩余污泥中病毒、病原菌(如大腸菌、大腸糞菌、糞鏈球 菌、噬菌體、沙門氏菌、痢疾菌族、寄生蟲卵和腸道病毒)、重金屬離子等進行有效的處置，是 污泥中的氮、磷得到濃縮、重金屬離子被分離回收，污泥被制備成有效的復合肥而被資源化 利用。
背景技術(shù)：
污泥有機物含量高、易腐爛，有強烈的臭味，并且含有寄生蟲卵、病原微生物和銅、 鋅、鉻、汞等重金屬以及鹽類、多氯聯(lián)苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物質(zhì)，如 不加以妥善處理，任意排放，將會造成二次污染。污染主要可分為有機物污染、病原微生物 污染、重金屬污染和其他危害。
污水和污泥是解決城市水污染問題同等重要又緊密關(guān)聯(lián)的兩個系統(tǒng)。污泥處理處
置是污水處理得以最終實施的保障。在發(fā)達國家，污泥處理處置是極其重要的環(huán)節(jié)，其投資
約占污水處理廠總投資的50 70%。而我國早期的污水處理廠，由于沒有嚴格的污泥排放
監(jiān)管，普遍將污水和污泥處理單元剝離開來，為了追求簡單的污水處理率，盡可能地簡化、
甚至忽略了污泥處理處置單元；有的還為了節(jié)省運行費用將已建成的污泥處理設(shè)施長期閑
置，甚至將未做任何處理的濕污泥隨意外運、簡單填埋或堆放，致使許多大城市出現(xiàn)了污泥
圍城的現(xiàn)象并已開始向中小城市蔓延，給生態(tài)環(huán)境帶來不容忽視的安全隱患。
目前，我國雖然對污泥問題開始關(guān)注，但仍然停留在技術(shù)層次。2003年開始，我國
主要大城市開始嘗試進行污泥處理處置規(guī)劃。如廣州市近期采取生污泥填埋，遠期將用于 農(nóng)肥；深圳市已完成專項規(guī)劃，擬采取熱干化加焚燒工藝；上海市則根據(jù)不同情況，采取處 理分散化、處置集約化、技術(shù)多元化的方針；天津市計劃建設(shè)3座污泥處理場，采用污泥消 化發(fā)電工藝，但尚無污泥最終處置的方法。 本發(fā)明人通過高能粒子轟擊氧化技術(shù)及電沉積技術(shù)，對污泥進行氧化分解與電沉 積，使污泥中病毒、病原菌、細菌進行有效的殺滅，并使污泥中的重金屬得到回收，最終使污 泥變成富含營養(yǎng)的復合肥料，達到資源再生利用之目的。
創(chuàng)新

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種高能粒子轟擊氧化技術(shù)及裝 置對污泥中的寄生蟲卵和病原微生物進行強氧化分解及強氧化還原分解得以殺滅，電沉積 技術(shù)作為后續(xù)協(xié)同反應，使污泥中的重金屬離子得到遷移沉積，使污泥變廢為寶。采用該裝 置能對污泥進行無害化綜合處置處理，達到資源化再生利用的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 —種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，包括一個泥水配比池，在泥水配比池的 底部設(shè)置了高速渦流旋轉(zhuǎn)葉輪，泥水配比池的出口和高能粒子反應器相連，高能粒子反應
4器的底部設(shè)有強超聲換能器進行不間斷超聲清洗，高能粒子反應器底部還設(shè)置了泥收集 斗，泥收集斗連接泥回流管和泥漿泵連接，通過負壓回流進入泥水配比池。高能粒子反應器 出口和電沉積反應器連接，電沉積反應器底部設(shè)置了泥收集斗和泥收集排管，泥收集排管 與沉淀池連接。電沉積反應器出口和沉淀池上部的固液分離器連接，處理過的污泥被沉淀 在沉淀池底部，水通過出水口管被排出最次回用。 —種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，在處理污泥時的工藝流程為污泥由泥 漿泵泵入泥水配比池，泵入的污泥和水的比例為1 : 4，污泥和水在泥水配比池內(nèi)被渦輪高 速旋轉(zhuǎn)形成均衡的泥水進入高能粒子反應器進行強氧化反應和強氧化還原反應，污泥中的 有害有毒有機物、病毒、病原微生物被氧化分解和氧化還原分解，泥水經(jīng)過氧化反應后進入 電沉積反應器，泥水中的重金屬離子在電場作用下被沉積在陰極表面，達到分離提取重金 屬的目的。電沉積反應器底部設(shè)置的泥收集斗中，大顆粒的泥在重力作用下和水分離被沉 淀在泥收集斗中，而含有細小顆粒的水流入固液分離器，懸浮在水體中的細小顆粒被固液 分離器截留和水體分離，被截留的細小顆粒相互作用、團聚最終沉淀于沉淀池底部，澄清的 水體由出水管直接排出被循環(huán)使用。直接排放的水體達到國家頒發(fā)污水排放標準。
泥水中的鈣、鎂、磷離子在高能粒子反應器內(nèi)被羥基化后絡(luò)合生成磷酸顆粒隨泥
水進入電沉積反應器后被沉淀在泥收集斗內(nèi)。為防止磷酸顆粒與金屬顆粒被沉積在高能粒 子反應器的粒子接收器表面，在高能粒子反應器的底部設(shè)置了強超聲換能器對反應器進行 超聲清洗，使固體顆粒不被吸附而游離在泥水中。部分因重力沉淀在高能粒子反應器底部 泥收集斗中的污泥在泥漿泵負壓作用下回流到泥水配比池。
本發(fā)明的技術(shù)效果如下 由于本創(chuàng)新發(fā)明的一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，對污泥中的病毒細菌 的去除率達到99%以上，對重金屬的回收率達到85%以上。 本發(fā)明的一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，適用于城市綜合污水廠的污泥 安全處理處置，為全球的污泥安全處置提供了新的處理模式，為污泥處理處置的產(chǎn)業(yè)化進 程提供科學的依據(jù)。是未來技術(shù)發(fā)展必然的趨勢。


附圖資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置流程示意圖
附圖標記列示如下 1、泥漿泵 2、配水管 3、進泥管 4、泥水配比池 5、渦輪葉片 6、泥水管 7、 高能粒子反應器8、超聲換能器 9、粒子發(fā)射、接收器 10、超聲多孔托板 11、泥水管 12、電沉積反應器13、電極板 14、泥水調(diào)節(jié)板 15、沉淀池 16、固液分離器 17、出水管 18、出泥管19、泥收集排管20、泥收集斗21、泥收集斗22、泥回流管23、電動變速器
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。 如圖所表示，一種資源化利用污泥的處理技術(shù)及裝置，包括有泥漿泵1經(jīng)過進泥 管3進入泥水配比池4，調(diào)節(jié)污泥濃度的配水管2直接連接泥水配比池4，為防止污泥沉降 在泥水配比池4底部設(shè)置了高速渦輪葉片5來攪動泥水，使泥水得到充分均衡調(diào)節(jié)，渦輪葉
5片5的轉(zhuǎn)動由電動變速器23控制。配比一定濃度的泥水經(jīng)過泥水管6進入高能粒子反應
器7進行氧化反應，為防止顆粒無機物的沉積，在高能粒子反應器7底部設(shè)置了強超聲換能
器8對粒子發(fā)射器與粒子接收器9進行不間斷振蕩清洗，超聲換能器被固定在超聲多孔托
板10上，沉淀顆粒物透過超聲多孔托板10的空隙被收集到泥收集斗21內(nèi)，經(jīng)泥回流管22
在負壓作用下回流到泥水配比池4內(nèi)。經(jīng)過高能粒子反應器7處理的泥水經(jīng)泥水管11進
入電沉積反應器12內(nèi)，在電場作用下金屬離子被遷移沉積在電極板13中的陰極板上，泥水
在泥水調(diào)節(jié)板14調(diào)節(jié)下經(jīng)泥收集斗20由泥收集排管19排入沉淀池15內(nèi)重力沉淀。泥水
經(jīng)過固液分離器16得到分離，水被直接回用，底泥被收集制備成肥料外運。 實施例 寄生蟲卵檢測試劑盒、 光學顯微鏡、 微型水泵、 流量計、 重金屬在線監(jiān)測儀 色譜儀 分光光度計 步驟 1、取一定量原始未處理的脫水污泥測定其細菌、寄生蟲、重金屬離子。 2、分別按體積比例1 : 2與1 : 3將污泥與水混合均勻，在電流密度為5mA/cm2，
10mA/cm2， 15mA/cm2分別進行試驗，通過高能物理氧化裝置后，讓其自然沉降，取出底泥脫水
測定其細菌、寄 生蟲、重金屬離子 測試數(shù)據(jù)
樣品原樣1 : 21:3
5mA/cm10mA/cm215mA/cm25mA/cm210mA/cm215mA/cm
細菌總數(shù) (個/L)5乂108000000
寄生蟲死亡 率％/>99%>99%>99%>99%>99%>99%
重金屬離子Cu:600Cu:230Cu:150Cu:lOOCu:210Cu:120Cu:80
(mg/kg)Zn:1200Zn:400Zn:180Zn:20Zn:350Zn:150Zn:lOO,
Cr:1500Cr:500Cr:200Cr:150Cr:450Cr:180Cr:120 應當指出，以上所述具體實施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本創(chuàng)新 發(fā)明，但不以任何方式限制本創(chuàng)新發(fā)明。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本創(chuàng)新發(fā) 明已進行了詳細的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或者 等同替換；而一切不脫離本創(chuàng)新發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均應涵蓋在本 創(chuàng)新發(fā)明專利的保護范圍當中。
權(quán)利要求
一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，包括泥漿泵1、配水管2、進泥管3和泥水配比池4組成污泥的預處理部分，在泥水配比池內(nèi)還設(shè)置了渦輪葉片5來對泥水進行充分的攪拌混合，渦輪葉片5的轉(zhuǎn)動由外接的電動變速器23控制。泥水管6和高能粒子反應器7組成污泥強氧化分解降解反應區(qū)，在高能粒子發(fā)射器和接收器9下方設(shè)置了強超聲換能器8，超聲換能器被固定在超聲多孔托板10上。泥水管11和電沉積反應器12組成污泥中金屬離子吸附沉積反應區(qū)。泥水調(diào)節(jié)板14、泥收集斗20、泥收集排管19、沉淀池15和固液分離器16組成了污泥資源化再生利用分離區(qū)，分離出的泥經(jīng)脫水后包裝用作農(nóng)肥，分離出的水則被繼續(xù)回用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，其特征在于所述 的污泥預處理部分由雜質(zhì)泥漿泵1經(jīng)污泥管用三通和進泥管3連接進入泥水配比池4內(nèi)， 污泥管連接三通的另一個接口和泥回流管22相連接，連接三通的污泥管、進泥管3上分別 設(shè)有電動閥門和單向閥門，配水管2也是由三通連接進入泥水配比池4。裝置初始的水源 由污水處理廠的二次沉淀池出水口的水作為水源，裝置運行后使用沉淀池的水經(jīng)出水管17 的水進行循環(huán)使用。所述的泥水配比池4中泥水比例為1 : 4-6，反應池為圓柱形混凝土或是鋼制結(jié)構(gòu)。所述的渦輪葉片5為316L不銹鋼材質(zhì)焊接而成，轉(zhuǎn)速為0-1000轉(zhuǎn)/分鐘，由電動變速 器23控制根據(jù)污泥沉降比調(diào)整轉(zhuǎn)速。所述的污泥強氧化反應區(qū)是泥水由泥水管6在加速器作用下進入高能粒子反應器7進 行強氧化反應和強氧化還原反應，泥水在高能粒子反應器7內(nèi)的接觸時間為5-10分鐘，高 能粒子反應器7的底部設(shè)置了強超聲清洗系統(tǒng)，通過超聲波發(fā)生器強波段由超聲換能器8 直接向粒子發(fā)射、接收器9發(fā)射波段，阻止無機微顆粒和金屬微顆粒向粒子接收器表面遷 移沉積。沉降速率過高的團聚顆粒透過超聲多孔托板10上的空隙被沉淀在泥收集斗21內(nèi)， 經(jīng)過泥回流管22在真空作用下和原污泥混合進入泥水配比池4內(nèi)。所述的污泥金屬離子吸附沉積反應區(qū)由泥水管11在葉輪增壓器作用下進入電沉積反 應器12，游離在泥水中的金屬離子在電場作用下向電極的陰極遷移而沉積在其表面和泥水 分離而被固化。所述的污泥再生利用分離區(qū)由泥水調(diào)節(jié)板14調(diào)節(jié)泥水速度，緩慢進入泥收集斗20經(jīng) 泥收集排管19進入沉淀池15，進行快速沉淀。泥水在電絮凝作用下游離顆粒迅速得到團 聚，在重力作用下而沉淀在沉淀池15的底部，懸浮在水體中的細小顆粒在水體上升過程中 被固液分離器16截留和水體分離，被截留的細小顆粒相互作用、團聚最終沉淀于沉淀池底 部，澄清的水體由出水管17排出被循環(huán)使用。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，其特征在于所述 的進泥管3和配水管3分別由電磁流量計按設(shè)定的參數(shù)進行自動配比調(diào)節(jié)，泥水混合比為 1 : 4-6。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，其特征在于所述 的渦輪葉片5為316L不銹鋼焊接而成，渦輪葉片5由同心軸連接在電動變速器23上，同心 軸上采取防滲透措施。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，其特征在于所述 的泥水管6實際上由FRP或是鋼材制備而成，在管腔內(nèi)設(shè)有葉輪加速器，以防止泥水在管道內(nèi)分層沉淀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，其特征在于所述 的高能粒子反應器7為多組平衡的粒子發(fā)射器和粒子接收器組成，發(fā)射器和接收器之間的 間隔距離為lcm。輸入電壓為l-5V，輸入電流為0-10000A，外接專用直流電源由導線連接。 專用直流電源輸入電壓為380V，輸出電壓為l-5V，直流電源的冷卻的方式為水冷卻方式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，其特征在于所述 的超聲換能器8和超聲波發(fā)生器連接，組成一個清洗系統(tǒng)。超聲換能器輸出功率為40W，頻 率5HZ，超聲換能器8設(shè)置在高能粒子反應器7的下方，對粒子發(fā)射器和粒子接收器進行不 間斷清洗。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，其特征在于所述 的超聲多孔托板10為經(jīng)過加強的均勻多孔鋼制平板，在平板上勻稱布滿①6的圓孔，超聲 換能器8被固定在超聲多孔托板10的上方。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種資源化利用污泥的處理技術(shù)與裝置，其特征在于所述 的電沉積反應器12實際上是微電流電解裝置，微電流電解裝置有多組平衡的正負極板組 成，陽極是由催化材料燒結(jié)而成，陰極為碳鋼板表面經(jīng)過材料改性而成，兩極之間的距離為 2cm。陰極為承插式，便于更換。
全文摘要
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種高能粒子轟擊氧化技術(shù)及裝置對污泥中的寄生蟲卵和病原微生物進行強氧化分解及強氧化還原分解得以殺滅，電沉積技術(shù)作為后續(xù)協(xié)同反應，使污泥中的重金屬離子得到遷移沉積，使污泥變廢為寶。采用該裝置能對污泥進行無害化綜合處置處理，達到資源化再生利用的目的。
文檔編號C02F11/06GK101774740SQ20091026546
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者張毅 申請人:常州浩瀚新材料科技有限公司