一种剩余污泥处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及污泥处理技术领域，特别是涉及一种剩余污泥处理装置。


背景技术：

2.剩余污泥是指活性污泥系统中从二次沉淀池(或沉淀区)排出系统外的活性污泥。剩余污泥的产生：在生化处理过程中，活性污泥中的微生物不断地消耗着废水中的有机物质。被消耗的有机物质中，一部分有机物质被氧化以提供微生物生命活动所需的能量，另一部分有机物质则被微生物利用以合成新的细胞质，从而使微生物繁衍生殖，微生物在新陈代谢的同时，又有一部分老的微生物死亡，故产生了剩余污泥，剩余污泥的含水率一般在98％左右。
3.现有技术中，剩余污泥无法回收利用，一般经过浓缩、脱水、稳定化后最终作为固体废弃物进行最终处理，如进行填埋或焚烧。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是：提供一种能够有效回收利用剩余污泥中的有机质的剩余污泥处理装置。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种剩余污泥处理装置，用于分离剩余污泥中含有有机质的第一组分和含有无机质的第二组分，包括：具有中空区域且一端设有预定开口的筒体、封闭所述预定开口的第一壳体、第二壳体、具有入口和出口进水管，以及与所述进水管的入口连通并用于向所述进水管输入剩余污泥的泵体；所述第一壳体围成与所述中空区域连通的第一凹槽，所述进水管的出口连通至所述第一凹槽的内壁上，且所述进水管为呈螺旋线分布的弯管，所述螺旋线的固定点处于所述筒体的轴线上，所述筒体上开设有连通至所述中空区域内并用于供所述第一组分通过的第一排出口。
6.进一步地，所述第一排出口设于所述筒体远离所述预定开口的一端上。
7.进一步地，还包括环形块，所述环形块套设在所述筒体的外壁上，所述环形块设有用于承载从所述第一排出口中排出的第一组分的环形槽，所述环形槽的底部设有用于供所述第一组分通过的排出管。
8.进一步地，所述第一排出口处于所述环形槽内。
9.进一步地，还包括第二壳体，所述第二壳体处于所述第一凹槽内并围成与所述中空区域连通的第二凹槽，第二壳体上开设有连通至第二凹槽内并用于供第二组分通过的第二排出口，所述第一壳体的内壁和所述第二壳体的外壁之间形成环形区域，所述进水管的出口连通至所述环形区域内，所述环形区域通过所述第一凹槽边缘和所述第二凹槽边缘之间形成的环形开口连通至所述中空区域内。
10.进一步地，所述第一壳体和第二壳体均呈圆锥形，所述第一凹槽和所述第二凹槽均为锥形槽；所述第一壳体的回转轴线、第二壳体的回转轴线，以及所述筒体的轴线重合。
11.进一步地，所述环形区域内设有多个绕所述第一壳体的回转轴线环形分布的凸
起，多个所述凸起均处于所述环形开口和所述进水管之间。
12.进一步地，所述筒体上设有多个连通至所述中空区域内的第三排出口，多个所述第三排出口沿所述筒体的延伸方向间隔设置。
13.进一步地，所述筒体和所述第一壳体通过螺栓连接。
14.进一步地，还包括多个螺栓和多个螺母；所述筒体的外壁上设有第一凸缘，所述第一壳体的外表面上设有第二凸缘，所述第一凸缘上环形设有多个第一通孔，所述第二凸缘上环形设有多个第二通孔；多个所述螺栓、螺母、第一通孔以及第二通孔一一对应，所述螺栓依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔，所述螺母螺纹连接在所述螺栓上。
15.本实用新型实施例一种剩余污泥处理装置与现有技术相比，其有益效果在于：
16.本实用新型实施例的剩余污泥处理装置能够实现第一组分和第二组分的分离，便于重新回收利用剩余污泥中含有有机质的第一组分。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例的剩余污泥处理装置的整体图。
18.图2是本实用新型实施例的剩余污泥处理装置的筒体结构图。
19.图3是本实用新型实施例的剩余污泥处理装置的筒体的俯视图。
20.图4是本实用新型实施例的剩余污泥处理装置的图3中的a－a方向剖视图。
21.图5是本实用新型实施例的剩余污泥处理装置的第一壳体和第二壳体的透视图。
22.图6是本实用新型实施例的剩余污泥处理装置的图5中b－b方向剖视图。
23.图中：
24.1、筒体；11、预定开口；12、中空区域；13、第一排出口；14、第三排出口；
25.2、第一壳体；21、第一凹槽；22、环形开口；23、凸起；24、环形区域；
26.3、第二壳体；31、第二凹槽；32、第二排出口；33、排空管；
27.4、进水管；41、入口处；42、出口处；5、环形块；51、环形槽；52、排出管；
28.6、第一凸缘；
29.7、第二凸缘。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.如图1－6所示，本实用新型优选实施方式的一种剩余污泥处理装置，用于分离剩余污泥中含有有机质的第一组分和含有无机质的第二组分，包括：具有中空区域12且一端设有预定开口11的筒体1、封闭预定开口11的第一壳体2、第二壳体3、具有入口和出口进水管4，以及与进水管4的入口连通并用于向进水管4输入剩余污泥的泵体；第一壳体3围成与中空区域12连通的第一凹槽21，进水管的出口连通至第一凹槽的内壁上，且进水管4为呈螺旋线分布的弯管，螺旋线的固定点处于筒体1的轴线上，筒体1上开设有连通至中空区域12内并用于供第一组分通过的第一排出口13。
36.本实施方式中，进水时，泵体工作，剩余污泥通过进水管进入到第一凹槽内，由于进水管4呈螺旋线分布，因此从进水管4进入到第一凹槽21内的剩余污泥具有一定的线速度，在惯性和上游的剩余污泥的推动下，进入到第一凹槽21内的剩余污泥沿第一凹槽21的开口进入到中空区域12内，并沿中空区域12的侧壁旋转上升；此时，液体的第一组分从第一排出口13排出，同时根据茶叶悖论的解释，旋转过程中，剩余污泥中存在二次流作用，二次流作用下，底部液体的流动方向从周边向中间聚集，顶部液体的流动方向为从中间向周边流动；在不断的旋转过程中，固体的第二组分在重力的作用下逐渐沉淀在剩余污泥中的底部，同时在二次流的作用下逐渐向中空区域12的轴线附近靠近，进一步地，在重力的作用下，第二组分在中空区域12的轴线附近下沉，由此，实现第一组分和第二组分的分离，便于重新回收利用剩余污泥中含有有机质的第一组分。
37.其中，本实施方式的剩余污泥处理装置能够用于污水脱氮处理中。一般地，现有技术中污泥的脱氮处理采用乙酸钠作为碳源，以使得污水中的氮能够除去；将本实施方式的剩余污泥处理装置应用于污水的脱氮处理中时，本实施方式的剩余污泥处理装置产生的第一组分作为碳源，代替乙酸钠投放至待脱氮的污水中，能够节约能源，且不影响污水的脱氮效果。
38.具体地，在一种实施方式中，剩余污泥在进入到本实施方式的剩余污泥处理装置前，首先经过芬顿法处理后，再通过进水管4进入到第一凹槽21内。具体地，芬顿法处理时，加入硫酸、亚铁离子、过氧化氢溶液以及氧化钙，其中，加入硫酸将剩余污泥的ph值调整至4.5－5.5，而后依次加入七水硫酸亚铁与过氧化氢溶液，芬顿反应30－50min后，通过进水管4进入到环形区域24内。具体地，剩余污泥的含水率为96.5％－99％，每千克污泥干基中加入10－50g亚铁离子，每千克污泥干基中加入10－30g过氧化氢，其中污泥干基是指剩余
污泥中去除水分的质量。具体地，进水管4内的剩余污泥流速为2.0－4.0m/s。
39.优选地，芬顿法处理时，硫酸将剩余污泥的ph值调节至4.5，硫酸亚铁的添加量为35g/kg污泥干基，机械搅拌5min后，加入过氧化氢，过氧化氢的添加量为30g/kg污泥干基，机械搅拌30min，进水管4内的剩余污泥流速为2m/s。本实施方式中，试验时，测得剩余污泥含水率为98.5％，剩余污泥有机质含量为45.5％，此时，第一组分的有机质含量为76.3％，第二组分的有机质含量为29.3％，有机质的回收率达到75.6％。
40.优选地，芬顿法处理时，硫酸将剩余污泥的ph值调节至4.5，硫酸亚铁的添加量为35g/kg污泥干基，机械搅拌5min后，加入过氧化氢，过氧化氢的添加量为30g/kg污泥干基，机械搅拌30min，进水管4内的剩余污泥流速为3m/s。本实施方式中，试验时，测得剩余污泥含水率为98.5％，剩余污泥有机质含量为44.2％，此时，第一组分的有机质含量为80.72％，第二组分的有机质含量为24.7％，有机质的回收率达到78.5％。
41.优选地，芬顿法处理时，硫酸将剩余污泥的ph值调节至4.5，硫酸亚铁的添加量为35g/kg污泥干基，机械搅拌5min后，加入过氧化氢，过氧化氢的添加量为30g/kg污泥干基，机械搅拌30min，进水管4内的剩余污泥流速为4m/s。本实施方式中，试验时，测得剩余污泥含水率为98.5％，剩余污泥有机质含量为42.6％，此时，第一组分的有机质含量为81.45％，第二组分的有机质含量为22.2％，有机质的回收率达到80.8％。
42.优选地，芬顿法处理时，硫酸将剩余污泥的ph值调节至4.5，硫酸亚铁的添加量为35g/kg污泥干基，机械搅拌5min后，加入过氧化氢，过氧化氢的添加量为30g/kg污泥干基，机械搅拌30min，加入氧化钙，氧化钙的添加量为60g/kg污泥干基，机械搅拌5min，进水管4内的剩余污泥流速为4m/s。本实施方式中，试验时，测得剩余污泥含水率为98.5％，剩余污泥有机质含量为40.3％，此时，第一组分的有机质含量为76.6％，第二组分的有机质含量为23.3％，有机质的回收率达到78.9％。
43.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1－6，第一排出口13设于筒体1远离预定开口11的一端上。本实施方式中，在分离第一组分和第二组分时，第一组分从筒体1的顶部排出。
44.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1－6，还包括环形块5，环形块5套设在筒体1的外壁上，环形块5设有用于承载从第一排出口13中排出的第一组分的环形槽51，环形槽51的底部设有用于供第一组分通过的排出管52。本实施方式中，设置环形块5便于收集第一组分。
45.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1－6，第一排出口13处于环形槽51内。本实施方式中，使用时，环形槽51的开口高于第一排出口13的高度，便于收集第一组分，避免第一组分在排出时被甩出而难以收集。
46.其中，第二组分下沉后，沉淀在第一凹槽21的底部，随着工作时间的延长，沉淀在第一凹槽21底部的第二组分将越来越多，影响剩余污泥处理的效果。
47.因此，优选地，在一种实施方式中，在第一凹槽21内设置第二壳体3和第二排出口32将第二组分排出。请参阅图1－6，还包括第二壳体3，第二壳体3处于第一凹槽21内并围成与中空区域12连通的第二凹槽21，第二壳体3上开设有连通至第二凹槽31内并用于供第二组分通过的第二排出口32，第一壳体2的内壁和第二壳体3的外壁之间形成环形区域24，进水管4的出口连通至环形区域24内，环形区域24通过第一凹槽21边缘和第二凹槽31边缘之
间形成的环形开口连通至中空区域12内。本实施方式中，若直接在第一壳体2上设置连通至第一凹槽21内的出口供第二组分排出，则将致使第一凹槽21的出口附近剩余污泥内的第二组分未经二次流的聚集作用聚集在筒体1的轴线附近，无法实现分离效果；因此，本实施方式设置第二壳体3，并将第二排出口32设置为连通至第二壳体3围成的第二凹槽31内从进水管4进入到环形区域24内的水，首先以一定初速度冲入到中空区域12内，而后在中空区域12内旋转，保证第二组分能够有效地聚集到筒体1的轴线附近后，才经过第二排出口32排出。
48.优选地，第二排出口32内设有阀。
49.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1－6，为便于对第二凹槽31内进行冲洗，第二壳体3上开设有连通至第二凹槽31内并用于供剩余污泥通过的排空管33。冲洗时，关闭泵体，关闭第二排出口32，打开排空管33，剩余污泥处理装置内的剩余污泥经过排空管33排空，而后通过其它连通至中空区域12内的开口，如第一排出口13向剩余污泥处理装置内输入冲洗液进行冲洗。
50.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1－6，第一壳体2和第二壳体3均呈圆锥形，第一凹槽21和第二凹槽31均为锥形槽；第一壳体2的回转轴线、第二壳体3的回转轴线，以及筒体1的轴线重合，以确保剩余污泥在流动过程中的损耗较小。
51.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1－6，环形区域24内设有多个绕第一壳体2的回转轴线环形分布的凸起23，多个凸起23均处于环形开口22和进水管4之间。本实施方式中，经过芬顿法处理后的剩余污泥中的有机质和无机质容易分离，多个凸点处于剩余污泥从环形区域24进入到中空区域12的路径上，在经过多个凸点时，剩余污泥被凸点整流，降低流场中的雷诺数，让流场更为均匀，避免剧烈的湍流将有机质和无机质再次重新混合致使难以分离。
52.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1－6，筒体1上设有多个第三排出口14连通至中空区域12内的，多个第三排出口14沿筒体1的延伸方向间隔设置。本实施方式中，多个第三排出口14的设置能够有利于分离剩余污泥中的各种比重的物质。
53.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1－6，筒体1和第一壳体2通过螺栓连接。本实施方式中，便于拆卸筒体1和第一壳体2，以便于清理筒体1内的中空区域12。
54.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1－6，还包括多个螺栓和多个螺母；筒体1的外壁上设有第一凸缘6，第一壳体2的外表面上设有第二凸缘7，第一凸缘6上环形设有多个第一通孔，第二凸缘7上环形设有多个第二通孔；多个螺栓、螺母、第一通孔以及第二通孔一一对应，螺栓依次穿过第一通孔和第二通孔，螺母螺纹连接在螺栓上。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。