一種臭氧氧化汙泥減量系統的製作方法
2023-10-18 14:03:39 2
本實用新型涉及一種臭氧氧化汙泥減量系統。
背景技術：
我國城市汙水廠無論在數量還是規模上都飛速的增長，隨之而來的問題也日益凸顯，剩餘汙泥量迅速增加，如何高效的處理處置剩餘汙泥成為一個技術難題。城市汙水廠產生的剩餘汙泥中含有多種汙染物質，需要妥善處理，否則會對環境造成極大危害。汙水汙泥處理與處置是汙水處理的重要組成部分，汙水汙泥的處理處置費用較高。在我國，汙泥處理投資只佔汙水處理廠總投資的一小部分，但是在發達國家如加拿大、美國、日本及歐洲國家的汙泥處理投資已佔汙水處理廠總投資的一半以上。因此，將產量大、成分複雜的汙泥，經過科學處理後使其減量化、無害化、資源化和穩定化，已成為環境界廣泛關注的問題。
活性汙泥法是世界上應用最廣泛的汙水生物處理技術，90％以上的城市汙水都以活性汙泥法作為核心環節，但最大的弊端就是產生大量的剩餘汙泥。我國隨著城市汙水處理廠建設力度逐步加大，城市汙泥產生量激增，如何經濟、安全、合理地處理處置和利用汙泥是當今十分關注的研究課題。我國汙泥處理處置技術嚴重滯後於汙水處理，能耗高，運行管理複雜，許多汙水處理廠的汙泥處理設施都成了擺設，在實踐中規模較小的汙水處理站通常不考慮汙泥處置問題，絕大多數汙泥經過重力濃縮、機械脫水這一套簡單的工藝處理後，就送往垃圾場填埋或直接暴露在曠野中，造成嚴重的二次汙染。
汙泥減量是在20世紀90年代提出的對剩餘汙泥處置的新概念，是在對剩餘汙泥資源化基礎上進一步提出的要求。汙泥的減量與減容有著本質的區別。減容是通過降低汙泥的含水率來縮小汙泥的體積，而汙泥中生物固體(biomass)量幾乎得不到減少。減量則是通過物理、化學、生物等手段使整個汙水處理系統向外排放的生物固體量達到最少，主要是依靠降低微生物產率以及利用微生物自身內源呼吸進行氧化分解等，所以減量是從根本上、實質上減少汙泥量。
技術實現要素：
本實用新型目的在於針對現有技術所存在的不足而提供一種臭氧氧化汙泥減量系統，利用臭氧的強氧化性來達到汙泥破解的目的，在汙水處理過程中減少剩餘汙泥產量，不僅提高了汙泥的處理效率，降低汙泥處理成本，而且可以降低剩餘汙泥處理不妥而帶來的環境汙染風險。
為了解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案：
一種臭氧氧化汙泥減量系統，包括過濾槽、曝氣槽、沉澱槽和臭氧反應塔，其特徵在於：過濾槽的出水口與曝氣槽的進水口相連接，曝氣槽的出水口與沉澱槽的進水口相連接，沉澱槽內設置有斜管分離區，斜管分離區的上方為澄清區，斜管分離區的下方為沉澱區，沉澱槽的下端設置有出泥口，汙泥出口上設置有第一連接口和第二連接口，第一連接口通過回流管與曝氣槽的進泥口相連接，第二連接口通過汙泥輸送管與臭氧反應塔的進泥口相連接，臭氧反應塔內設置有粉碎室和臭氧氧化室，粉碎室內設置有粉碎裝置，臭氧氧化室內設置有攪拌裝置和加熱裝置，臭氧反應塔的右側設置有臭氧發生器；過濾槽的設計可以將汙水中的懸浮物、大顆粒雜質等過濾清除，避免其進入到管道中造成管道的堵塞，曝氣槽可以對處理後的水體進行曝氣，增加水中的含氧量，提高汙水處理效率，沉澱槽通過其內部的斜管分離區對汙泥和汙水進行分離，通過斜管的阻擋作用，對汙泥起到一個阻礙力，使得汙泥在自身重力和阻礙力的作用下往下移動，進入到汙泥沉澱區中，而汙水則通過斜管分離區進入到上層的澄清區中，澄清後的汙水直接從沉澱槽的出水口排出，沉澱區沉澱濃縮後的約2/3的汙泥從第一連接口回流到曝氣槽再次參與汙水處理，剩餘的約1/3的汙泥則從第二連接口進入到臭氧反應塔中進行臭氧氧化處理，然後再回流到曝氣槽，汙泥經過臭氧處理後，能夠提高生物的降解性，降低汙泥中的生物固定量，而且經過實驗驗證，將沉澱區沉澱濃縮後的汙泥按照上面的比例進行分別處理，可以使汙水處理過程中淨增汙泥量與無機化汙泥量相等，從而達到剩餘汙泥減量的目的，粉碎室可以將汙泥中的殘餘顆粒雜質進行粉碎處理，避免其進入到臭氧氧化室中纏繞在攪拌裝置上，影響裝置的使用，同時粉碎室將汙泥粉碎均勻，也便於臭氧與汙泥全方面的接觸，提高汙泥的臭氧處理效果，攪拌裝置可以對臭氧氧化室的汙泥進行攪拌，避免其發生結塊等現象，影響汙泥與臭氧的接觸效果，而且通過攪拌裝置的攪拌可以提高汙泥的流動性，有效避免其粘黏在臭氧氧化室的內壁上，影響後面汙泥的臭氧處理，加熱裝置的設計可以對臭氧氧化室的內部溫度進行控制，從而使得汙泥的臭氧作用好。
進一步，過濾槽中設置有第一過濾篩網和第二過濾篩網，第一過濾篩網和第二過濾篩網上均設置有過濾篩孔，第一過濾篩網的過濾篩孔孔徑大於第二過濾篩網的過濾篩孔孔徑，通過第一過濾篩網和第二過濾篩網的雙重過濾作用，提高汙水的過濾效果，有效避免雜質的殘留，而且通過對第一過濾篩網和第二過濾篩網上的過濾篩孔孔徑的設計，可以進一步提高汙水的過濾質量，結構設計更加的合理。
進一步，過濾槽的右端面上設置有控制箱，控制箱上設置有導杆，導杆上設置有第一清理塊和第二清理塊，第一清理塊位於第一過濾篩網的上方，第二清理塊位於第二過濾篩網的上方，第一清理塊和第二清理塊均通過伸縮固定杆與導杆相連接，通過第一清理塊和第二清理塊分別對第一過濾篩網和第二過濾篩網上的雜質進行清理，提高過濾槽的過濾效果，通過伸縮固定杆的伸長和縮回可以帶動第一清理塊和第二清理塊的左右移動，從而使得第一過濾篩網和第二過濾篩網上的雜質清理得更加的乾淨，也加快了清理速率。
進一步，加熱裝置包括加熱筒，加熱筒與臭氧氧化室的內側壁相匹配，加熱筒的內部均勻設置有加熱棒，加熱棒上纏繞有加熱線圈，加熱裝置的設計可以嚴格控制臭氧的氧化溫度，使得臭氧氧化室內的溫度保持在最佳反應溫度35℃左右，從而確保生物的降解效果，提高汙泥的處理效果，使得汙泥的臭氧氧化程度更高，提高汙泥減量的效果，加熱筒的設計可以提高加熱裝置的加熱效率，結構設計也更合理，通過加熱筒可以對臭氧氧化室中汙泥進行全方位360°的加熱，有效提高汙泥的加熱效率，避免出現溫度差。
進一步，攪拌裝置包括攪拌電機、攪拌空心軸和攪拌盤，攪拌電機位於臭氧氧化室的後端面上，攪拌電機的輸出軸與攪拌空心軸相連接，攪拌盤均勻設置在攪拌空心軸上，攪拌裝置的設計可以使得處理塔本體內部的汙泥充分的攪拌，提高其流動性能，避免汙泥出現凝結成塊的現象，同時對汙泥進行攪拌也可以使得臭氧與汙泥充分的接觸，提高汙泥的氧化效率。
進一步，攪拌空心軸上設置有進氣口，進氣口通過臭氧輸送管與臭氧發生器的出氣口相連接，臭氧輸送管上設置有計量泵，攪拌空心軸的設計不僅可以便於攪拌盤的固定和安裝，而且又可以便於臭氧從進氣口進入到攪拌空心軸內，再從噴氣頭噴出，計量泵的設計可以嚴格控制臭氧的輸送量，根據輸送汙泥的密度來進行臭氧輸送量的調節，使得整個汙泥的氧化作用更好，提高工作效率。
進一步，攪拌空心軸上還均勻設置有噴氣頭，噴氣頭與攪拌盤之間間隔設置，噴氣頭上均勻設置有噴口，噴氣頭可以增大臭氧與汙泥的接觸面積，攪拌電機帶動攪拌盤轉動的同時，帶動噴氣頭的旋轉，提高了臭氧氧化室中臭氧分子的分布均勻性，確保臭氧與汙泥分子的充分接觸，保證沒有汙泥被遺漏，同時也可以縮短反應時間，節約臭氧量，降低能耗的損失，再結合攪拌裝置的設計，使得整個臭氧的分布更加的均勻。
進一步，粉碎室與臭氧氧化室之間設置有篩孔板，篩孔板的下方設置有振動器，篩孔板的設計可以便於粉碎達到一定要求的汙泥從篩孔板進入到臭氧氧化室進行臭氧處理，振動器可以增加汙泥的流動性，加快汙泥進入到臭氧氧化室的速率，避免其粘黏在篩孔板上。
進一步，粉碎裝置包括粉碎電機、粉碎杆和粉碎葉輪，粉碎電機位於臭氧處理塔的頂端，粉碎電機與粉碎杆相連接，粉碎葉輪位於粉碎杆上，粉碎葉輪上設置有粉碎齒。
本實用新型由於採用了上述技術方案，具有以下有益效果：
1、利用臭氧的強氧化性來達到汙泥破解的目的，與其他汙泥減量方法相比具有效率高、能耗低的特點，實現汙水處理廠汙泥零排放時的總費用僅為汙泥填埋處置的47％；
2、沉澱槽沉澱下來的回流汙泥，一部分直接進入曝氣槽，另一部分則通過臭氧反應塔減量處理後再返回到曝氣槽，經臭氧氧化後的汙泥被轉化成可以在一定程度上被微生物利用的自底基質，在活性汙泥的作用下自底基質中可生化部分被礦化，新增了生物物質，並對剩餘汙泥進行生化處理，提高了對汙水中汙泥的處理效率。
本汙泥減量方法是將沉澱槽中的剩餘汙泥部分臭氧化後，在汙水處理過程中減少剩餘汙泥產量，可以降低汙泥處理成本，降低剩餘汙泥不妥處理而帶來的環境風險，因此該技術具有廣闊的應用前景，良好的社會和生態效益。
本實用新型結構簡單，實用性強，利用臭氧的強氧化性來達到汙泥破解的目的，在汙水處理過程中減少剩餘汙泥產量，不僅提高了汙泥的處理效率，降低汙泥處理成本，而且可以降低剩餘汙泥處理不妥而帶來的環境汙染風險。
附圖說明
下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：
圖1為本實用新型一種臭氧氧化汙泥減量系統的結構示意圖；
圖2為本實用新型中臭氧反應塔的結構示意圖；
圖3為本實用新型中攪拌裝置的結構示意圖；
圖4為本實用新型中加熱裝置的結構示意圖；
圖5為本實用新型中過濾槽的結構示意圖。
圖中：1-過濾槽；2-曝氣槽；3-沉澱槽；4-臭氧反應塔；5-斜管分離區；6-出泥口；7-第一連接口；8-第二連接口；9-回流管；10-汙泥輸送管；11-粉碎室；12-臭氧氧化室；13-粉碎裝置；14-攪拌裝置；15-加熱裝置；16-臭氧發生器；17-第一過濾篩網；18-第二過濾篩網；19-控制箱；20-導杆；21-第一清理塊；22-第二清理塊；23-伸縮固定杆；24-加熱筒；25-加熱棒；26-攪拌電機；27-攪拌空心軸；28-攪拌盤；29-進氣口；30-臭氧輸送管；31-計量泵；32-噴氣頭；33-篩孔板；34-振動器；35-粉碎電機；36-粉碎杆；37-粉碎葉輪；38-粉碎齒；39-澄清區；40-沉澱區。
具體實施方式
如圖1至圖5所示，為本實用新型一種臭氧氧化汙泥減量系統，包括過濾槽1、曝氣槽2、沉澱槽3和臭氧反應塔4，過濾槽1的出水口與曝氣槽2的進水口相連接，曝氣槽2的出水口與沉澱槽3的進水口相連接，過濾槽1的設計可以將汙水中的懸浮物、大顆粒雜質等過濾清除，避免其進入到管道中造成管道的堵塞，過濾槽1的右端面上設置有控制箱19，控制箱19上設置有導杆20，導杆20上設置有第一清理塊21和第二清理塊22，第一清理塊21位於第一過濾篩網17的上方，第二清理塊22位於第二過濾篩網18的上方，第一清理塊21和第二清理塊22均通過伸縮固定杆23與導杆20相連接，通過第一清理塊21和第二清理塊22分別對第一過濾篩網17和第二過濾篩網18上的雜質進行清理，提高過濾槽1的過濾效果，通過伸縮固定杆23的伸長和縮回可以帶動第一清理塊21和第二清理塊22的左右移動，從而使得第一過濾篩網17和第二過濾篩網18上的雜質清理得更加的乾淨，也加快了清理速率，過濾槽1中設置有第一過濾篩網17和第二過濾篩網18，第一過濾篩網17和第二過濾篩網18上均設置有過濾篩孔，第一過濾篩網17的過濾篩孔孔徑大於第二過濾篩網18的過濾篩孔孔徑，通過第一過濾篩網17和第二過濾篩網18的雙重過濾作用，提高汙水的過濾效果，有效避免雜質的殘留，而且通過對第一過濾篩網17和第二過濾篩網18上的過濾篩孔孔徑的設計，可以進一步提高汙水的過濾質量，結構設計更加的合理，曝氣槽2可以對處理後的水體進行曝氣，增加水中的含氧量，提高汙水處理效率。
沉澱槽3內設置有斜管分離區5，斜管分離區5的上方為澄清區39，斜管分離區5的下方為沉澱區40，沉澱槽3的下端設置有出泥口6，汙泥出口上設置有第一連接口7和第二連接口8，第一連接口7通過回流管9與曝氣槽2的進泥口相連接，第二連接口8通過汙泥輸送管10與臭氧反應塔4的進泥口相連接，沉澱槽3通過其內部的斜管分離區5對汙泥和汙水進行分離，通過斜管的阻擋作用，對汙泥起到一個阻礙力，使得汙泥在自身重力和阻礙力的作用下往下移動，進入到汙泥沉澱區40中，而汙水則通過斜管分離區5進入到上層的澄清區39中，澄清後的汙水直接從沉澱槽3的出水口排出，沉澱區40沉澱濃縮後的約2/3的汙泥從第一連接口7回流到曝氣槽2再次參與汙水處理，剩餘的約1/3的汙泥則從第二連接口8進入到臭氧反應塔4中進行臭氧氧化處理，然後再經回流管9回流到曝氣槽2的入口，汙泥經過臭氧處理後，能夠提高生物的降解性，降低汙泥中的生物固定量，而且經過實驗驗證，將沉澱區40沉澱濃縮後的汙泥按照上面的比例進行分別處理，可以使汙水處理過程中淨增汙泥量與無機化汙泥量相等，從而達到剩餘汙泥減量的目的。
臭氧反應塔4內設置有粉碎室11和臭氧氧化室12，粉碎室11與臭氧氧化室12之間設置有篩孔板33，篩孔板33的下方設置有振動器34，篩孔板33的設計可以便於粉碎達到一定要求的汙泥從篩孔板33進入到臭氧氧化室12進行臭氧處理，振動器34可以增加汙泥的流動性，加快汙泥進入到臭氧氧化室12的速率，避免其粘黏在篩孔板33上，粉碎室11內設置有粉碎裝置13，粉碎裝置13包括粉碎電機35、粉碎杆36和粉碎葉輪37，粉碎電機35位於臭氧處理塔的頂端，粉碎電機35與粉碎杆36相連接，粉碎葉輪37位於粉碎杆36上，粉碎葉輪37上設置有粉碎齒38，粉碎室11可以將汙泥中的殘餘顆粒雜質進行粉碎處理，避免其進入到臭氧氧化室12中纏繞在攪拌裝置14上，影響裝置的使用，同時粉碎室11將汙泥粉碎均勻，也便於臭氧與汙泥全方面的接觸，提高汙泥的臭氧處理效果。
臭氧氧化室12內設置有攪拌裝置14和加熱裝置15，加熱裝置15包括加熱筒24，加熱筒24與臭氧氧化室12的內側壁相匹配，加熱筒24的內部均勻設置有加熱棒25，加熱棒25上纏繞有加熱線圈，加熱裝置15的設計可以嚴格控制臭氧的氧化溫度，使得臭氧氧化室12內的溫度保持在最佳反應溫度35℃左右，從而確保生物的降解效果，提高汙泥的處理效果，使得汙泥的臭氧氧化程度更高，提高汙泥減量的效果，加熱筒24的設計可以提高加熱裝置15的加熱效率，結構設計也更合理，通過加熱筒24可以對臭氧氧化室12中汙泥進行全方位360°的加熱，有效提高汙泥的加熱效率，避免出現溫度差。
攪拌裝置14包括攪拌電機26、攪拌空心軸27和攪拌盤28，攪拌電機26位於臭氧氧化室12的後端面上，攪拌電機26的輸出軸與攪拌空心軸27相連接，攪拌盤28均勻設置在攪拌空心軸27上，攪拌空心軸27上設置有進氣口29，進氣口29通過臭氧輸送管30與臭氧發生器16的出氣口相連接，臭氧輸送管30上設置有計量泵31，攪拌空心軸27的設計不僅可以便於攪拌盤28的固定和安裝，而且又可以便於臭氧從進氣口29進入到攪拌空心軸27內，再從噴氣頭32噴出，計量泵31的設計可以嚴格控制臭氧的輸送量，根據輸送汙泥的密度來進行臭氧輸送量的調節，使得整個汙泥的氧化作用更好，提高工作效率，攪拌空心軸27上還均勻設置有噴氣頭32，噴氣頭32與攪拌盤28之間間隔設置，噴氣頭32上均勻設置有噴口，噴氣頭32可以增大臭氧與汙泥的接觸面積，攪拌電機26帶動攪拌盤28轉動的同時，帶動噴氣頭32的旋轉，提高了臭氧氧化室12中臭氧分子的分布均勻性，確保臭氧與汙泥分子的充分接觸，保證沒有汙泥被遺漏，同時也可以縮短反應時間，節約臭氧量，降低能耗的損失，再結合攪拌裝置14的設計，使得整個臭氧的分布更加的均勻，攪拌裝置14的設計可以使得處理塔本體內部的汙泥充分的攪拌，提高其流動性能，避免汙泥出現凝結成塊的現象，同時對汙泥進行攪拌也可以使得臭氧與汙泥充分的接觸，提高汙泥的氧化效率，攪拌裝置14可以對臭氧氧化室12的汙泥進行攪拌，避免其發生結塊等現象，影響汙泥與臭氧的接觸效果，而且通過攪拌裝置14的攪拌可以提高汙泥的流動性，有效避免其粘黏在臭氧氧化室12的內壁上，影響後面汙泥的臭氧處理，加熱裝置15的設計可以對臭氧氧化室12的內部溫度進行控制，從而使得汙泥的臭氧作用好，臭氧反應塔4的右側設置有臭氧發生器16。
以上僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型的技術特徵並不局限於此。任何以本實用新型為基礎，為實現基本相同的技術效果，所作出地簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋於本實用新型的保護範圍之中。