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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号(45)授权公告日(21)申请号201621105548.3(22)申请日2016.10.09(73)专利权人中国船舶重工集团公司第七一五研究所地址311499浙江省杭州市富阳区富春街道桂花西路82号(72)发明人楼成淦 朱广峰 唐义政 唐军 董铭锋 (74)专利代理机构杭州九洲专利事务所有限公司33101代理人陈继亮(51)Int.Cl.C02F11/00(2006.01)B01J19/10(2006.01)(54)实用新型名称一种浸入式的大功率超声波污泥处理装置(57)摘要本实用新型涉及一种浸入式的大功率超声波污泥处理装置，主要包括出污泥管道、大功率超声波换能器、反应釜和进污泥管道，反应釜的顶部设有出污泥管道，反应釜的底部设有进污泥管道，反应釜的下部固定在反应釜基座上，大功率超声波换能器与反应釜相连接，若干个大功率超声波换能器在反应釜的左右两侧均匀依次间隔交替排布，大功率超声波换能器的工具头位于反应釜内部。本实用新型有益的效果是：本实用新型反应釜的整个区域空化强度均匀；整个过程不使用污染环境的化学药剂；而且低损耗；低投资；更容易融合到现有的系统中；整体紧凑设计；非常简单的连接系统(标准管或软管接头)；接口支持传统的压力泵系统；模块化的设计；维修十分方便。权利要求书1页说明书3页附图2页CN206156992U2017.05.10CN206156992U1.一种浸入式的大功率超声波污泥处理装置，主要包括出污泥管道(1)、大功率超声波换能器(2)、反应釜(11)和进污泥管道(6)，其特征是：反应釜(11)的顶部设有出污泥管道(1)，反应釜(11)的底部设有进污泥管道(6)，反应釜(11)的下部固定在反应釜基座(7)上，大功率超声波换能器(2)与反应釜(11)相连接，若干个大功率超声波换能器(2)在反应釜(11)的左右两侧均匀依次间隔交替排布，大功率超声波换能器(2)的工具头(3)位于反应釜(11)内部，每个大功率超声波换能器(2)的正负极通过导线(10)与超声波智能电源(9)连接，电信号通过导线(10)施加于大功率超声波换能器(2)，反应釜(11)侧面的反应釜盖板(8)通过螺钉拧紧固定密封，出污泥管道(1)通过标准法兰盘与污泥回流管道连接，进污泥管道(6)通过标准法兰盘与污泥泵连接。2.根据权利要求1所述的大功率超声波污泥处理装置，其特征是：所述大功率超声波换能器(2)横向装入反应釜(11)内，并通过法兰盘固定，法兰盘与反应釜11之间垫有橡胶卷。3.根据权利要求1所述的大功率超声波污泥处理装置，其特征是：所述工具头(3)的下部设有开孔的反应釜隔板(4)，将反应釜(11)均匀隔开。4.根据权利要求1所述的大功率超声波污泥处理装置，其特征是：所述大功率超声波换能器(2)的外部设有隔音箱。5.根据权利要求1所述的大功率超声波污泥处理装置，其特征是：所述反应釜(11)的底部设有排污口和反冲洗口(5)。权 利 要 求 书1/1页2CN206156992U2一种浸入式的大功率超声波污泥处理装置技术领域[0001]本实用新型涉及超声波污泥处理设备，尤其是一种浸入式的大功率超声波污泥处理装置。背景技术[0002]众所周知，城市生活及工厂生产每天都会产生大量污水。按照国家规定排放标准，各地都建有大型污水处理厂对污水进行处理，清洁了环境。目前国内主要采用活性污泥法处理生活污水及工业废水，因其基础建设费用低及运行成本相对少、工艺成熟等优点，但生活污水及工业废水在微生物处理过程中会产生大量的剩余污泥。随着世界经济的发展，城市污水排放量日益增多，污泥产量也随之提高，对污泥处置成为国际的难点。当前，剩余污泥的处理方法主要有露天堆放、填埋、投海、堆肥等手段，这些方法的特点处理处置成本低，但容易造成二次环境污染；污泥焚烧技术处置剩余污泥是最彻底的污泥处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积，但是其缺点在于处理设施投资大，处理费用高，设备维护成本高，而且产生强致癌物质二噁英。[0003]污泥的处理与处置成为城市发展必须考虑和解决的问题。遵循固体废弃物处理、处置“三化”原则，污泥在无害化和资源化后，也必将进入减量化的发展阶段。污泥减量化是通过物理、化学、生物等手段，主要依靠降低微生物产率以及利用微生物自身内源呼吸进行氧化分解，使污水处理设施向外排放的生物固体量减少，从根本上、实质上减少污泥产生量。若将污水处理看成生产过程，将清洁生产、循环经济和节能减排的现代理念运用到污水处理，从源头进行剩余污泥的减量的“绿色生产”工艺，将大大促进污水处理的可持续发展。[0004]超声波污泥处理技术完全符合“绿色生产”工艺要求，是一种物理的方法，对系统产生的剩余污泥进行破碎，成为营养物质回流到生物池或污泥消化罐，被好氧菌和厌氧菌消化吸收，部分有机物被分解成CO2、N2、甲烷和H2O，达到减少剩余污泥排放的目的。发明内容[0005]本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种结构简单、功效更好的浸入式的大功率超声波污泥处理装置。[0006]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种浸入式的大功率超声波污泥处理装置，主要包括出污泥管道、大功率超声波换能器、反应釜和进污泥管道，反应釜的顶部设有出污泥管道，反应釜的底部设有进污泥管道，反应釜的下部固定在反应釜基座上，大功率超声波换能器与反应釜相连接，若干个大功率超声波换能器在反应釜的左右两侧均匀依次间隔交替排布，大功率超声波换能器的工具头位于反应釜内部，每个大功率超声波换能器的正负极通过导线与超声波智能电源连接，电信号通过导线施加于大功率超声波换能器，反应釜侧面的反应釜盖板通过螺钉拧紧固定密封，出污泥管道通过标准法兰盘与污泥回流管道连接，进污泥管道通过标准法兰盘与污泥泵连接。[0007]所述大功率超声波换能器横向装入反应釜内，并通过法兰盘固定，法兰盘与反应说 明 书1/3页3CN206156992U3釜11之间垫有橡胶卷。[0008]所述工具头的下部设有开孔的反应釜隔板，将反应釜均匀隔开。[0009]所述大功率超声波换能器的外部设有隔音箱。[0010]所述反应釜的底部设有排污口和反冲洗口。[0011]本实用新型有益的效果是：本实用新型反应釜的整个区域空化强度均匀；整个过程不使用污染环境的化学药剂；而且低损耗；低投资；更容易融合到现有的系统中；整体紧凑设计；非常简单的连接系统(标准管或软管接头)；接口支持传统的压力泵系统；模块化的设计；维修十分方便。附图说明[0012]图1是本实用新型剖视结构示意图；[0013]图2是本实用新型立体结构示意图；[0014]图3超声波处理后显微镜下40X的污泥电镜图；[0015]图4为本实用新型的设备工程应用中的流程图。[0016]附图标记说明：出污泥管道1，大功率超声波换能器2，工具头3，反应釜隔板4，排污口和反冲洗口5，进污泥管道6，反应釜基座7，反应釜盖板8，超声波智能电源9，导线10，反应釜11。具体实施方式[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步说明：[0018]如图所示，这种浸入式的大功率超声波污泥处理装置，主要包括出污泥管道1、大功率超声波换能器2、反应釜11和进污泥管道6，反应釜11的顶部设有出污泥管道1，反应釜11的底部设有进污泥管道6，反应釜11的下部固定在反应釜基座7上，大功率超声波换能器2与反应釜11相连接，大功率超声波换能器2横向装入反应釜11内，并通过法兰盘固定，法兰盘与反应釜11之间垫有橡胶卷，防止污泥渗漏。5个大功率超声波换能器2横向固定在反应釜11的左右两侧，均匀依次间隔交替排布，左边平行安装了3只，右边平行安装了2只，根据污泥处理的大小可以减小或者增加大功率超声波换能器3的数量。大功率超声波换能器2的工具头3位于反应釜11内部，工具头2直接作用于浓缩污泥，工具头3的下部设有开孔的反应釜隔板4，将反应釜11均匀隔开。每个大功率超声波换能器2的正负极通过导线10与超声波智能电源9连接，电信号通过导线10施加于大功率超声波换能器2，使其发生高频、大振幅机械振动，实现电声转换。反应釜11侧面的反应釜盖板8通过螺钉拧紧固定密封，出污泥管道1通过标准法兰盘与污泥回流管道连接，进污泥管道6通过标准法兰盘与污泥泵连接。反应釜11的底部设有排污口和反冲洗口5。大功率超声波换能器2的外部设有隔音箱，隔音箱内壁铺设消声化分两半合拢罩住大功率超声波污泥处理装置，减低超声波设备高频振动产生的机械噪声，实现噪声级降低至安全范围。[0019]反应釜11包括进泥管道；出泥管道；排污管；反应釜中间隔板，其作用是隔开反应釜空间，使污泥在反应釜内得到充分的超声波空化处理；此种反应釜11的特点体积小，空间紧凑，而且进泥管和出泥管都安装了标准法兰，适合不同场合的安装。[0020]超声波智能电源9包括外部输入电源可选220V交流电或者380V交流电；DSP信号发说 明 书2/3页4CN206156992U4生器，产生PWM波信号，控制信号脉宽；过流、过温和过载保护电路；功率信号放大电路；换能器匹配电路，减少系统的虚功，提高效率；其输出通过电缆连接大功率超声波换能器的正负极；具备实时频率跟踪功能。[0021]大功率超声波换能器2包括保护罩、安装法兰、风机、换能器和工具头，其作用实现电信号到声信号的转换，通过工具头把声信号作用于污泥，使污泥产生空化裂解。[0022]安装好大功率超声波换能器3、超声波智能电源9、进泥管道6和出泥管道1等，污泥经过进泥管道6流入反应釜11，等污泥充满反应釜11内腔时，启动超声波智能电源9，大功率超声波换能器2产生高频、大振幅振动，通过工具头3作用于污泥，使活性污泥液体产生空化，实现污泥破碎。为了防止超声波设备噪声污染，在超声波设备的外部安装隔音罩。超声空化产生强力的喷射流形成巨大的剪切力，使污泥絮状体结构与污泥中微生物细胞壁破碎(如3所示)，导致细胞质和酶从细胞中溶出，这样污泥回流到生化池或进入消化罐可以加速污泥的生物降解，整套设备的使用工艺流程如图4所示，浓缩池污泥经污泥泵加压进入反应釜，超声波对污泥进行破碎，使其细胞质和酶从细胞中溶出，作为营养物质回流至生化池实现污泥减量消化、脱氮、除磷或者回流至污泥消化罐实现污泥快速消化、提高沼气产量和污泥减量。[0023]本实用新型的频率范围20～100kHz，功率大于5kW，污泥经螺杆泵加压进入反应釜11，污泥在超声波的作用下产生共振气穴泡，且不断膨胀，在微观环境里气穴泡内产生超高温高压(5000℃、500bar)，最终共振内爆，空化过程产生的水喷射流形成巨大的水力剪切力，对污泥絮体结构及污泥中微生物细胞壁造成巨大破坏，使细胞质、酶、营养元素等从细胞中溶出，作为催化剂或营养物质回流到生化系统，使污染物在生化系统中的降解效率和降解程度大大提高，更多的污染物将会被转化为水和二氧化碳，使污泥排放量得到消减，或者进入污泥消耗罐加速污泥生物降解，减少污泥消化时间和提高沼气产量，达到污泥无害化、资源化目标。对污水处理产生的剩余污泥进行破碎，作为营养物质回流到生物反应池或污泥消化罐，实现污泥减量及提高脱氮除磷或提高沼气产量。[0024]本实用新型应用于污泥裂解，处理后的污泥回流到生物池或进入污泥消化罐进行生物降解，这过程实现了污泥资源化和污泥稳定化，同时解决了现阶段污泥处理难题。[0025]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。说 明 书3/3页5CN206156992U5图1图2说 明 书 附 图1/2页6CN206156992U6图3图4说 明 书 附 图2/2页7CN206156992U7