[發(fā)明專(zhuān)利]一種污泥生物體細(xì)胞破壁裝置及其用于污泥生物體細(xì)胞破壁的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710083934.X
• 申請(qǐng)日: 2017-02-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106902930B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫偉;胡岳華;韓海生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B02C17/10
• 分類(lèi)號(hào): B02C17/10;B02C17/16;B02C17/18;B02C17/22;B02C17/20;C02F11/121
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專(zhuān)利事務(wù)所 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

本發(fā)明公開(kāi)了一種污泥生物體細(xì)胞破壁裝置及其用于污泥生物體細(xì)胞破壁的方法，該裝置包括射流給料系統(tǒng)、礦漿高壓循環(huán)空化系統(tǒng)、高強(qiáng)度磁性介質(zhì)粉磨系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)；將污泥原料通過(guò)射流給料系統(tǒng)輸入高強(qiáng)度磁性介質(zhì)粉磨系統(tǒng)內(nèi)，開(kāi)啟傳動(dòng)系統(tǒng)使攪拌器攪拌，使污泥粉磨促使污泥生物體細(xì)胞破壁，同時(shí)開(kāi)啟礦漿高壓循環(huán)空化系統(tǒng)使污泥漿料在磁性攪拌筒內(nèi)外循環(huán)，以及開(kāi)啟冷卻系統(tǒng)維持磁性攪拌筒內(nèi)溫度恒定，直至污泥生物體細(xì)胞破壁完成；該裝置結(jié)合了Maurice模型、高壓均質(zhì)原理、水力空化原理、氣泡拉伸分散原理和靜態(tài)旋流原理等，能快速、高效，低成本實(shí)現(xiàn)污泥生物體細(xì)胞破壁，操作過(guò)程簡(jiǎn)單、操作方便，滿(mǎn)足工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污泥處理裝置，特別涉及一種污泥細(xì)胞破壁裝置及其用于污泥細(xì)胞破壁的方法，屬于污水資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自從2007年國(guó)家發(fā)改委提出節(jié)能減排的法案以后，越來(lái)越多的人們提出了節(jié)能減排的金點(diǎn)子。加上近年來(lái)頻頻發(fā)生的自然災(zāi)害和氣候變化大的現(xiàn)象，國(guó)家又于2008年提出了“低碳”的概念，到了今年也越來(lái)越多的人宣揚(yáng)低碳生活了。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的城市污水和工業(yè)廢水的處理率也在逐年地提高，同時(shí)也伴隨著處理污廢水中也產(chǎn)生了大量的污泥，據(jù)了解，2009年，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠統(tǒng)計(jì)有1992座，全年污水處理量達(dá)280億m³，相比“十五”初期增加一倍，產(chǎn)生含水率80％的污泥約2005萬(wàn)噸。我國(guó)各城市污水處理廠產(chǎn)生的濕污泥將達(dá)3000多萬(wàn)噸，占我國(guó)年總固體廢棄物排放量的5％以上。如果污泥處置不當(dāng)，不但占用大量的有限耕地，還會(huì)對(duì)地表環(huán)境和地下水造成嚴(yán)重的污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)階段我國(guó)的城市生活污泥和工業(yè)污泥的處理利用率不足10％，距發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)的處理利用率60％～70％相差甚遠(yuǎn)。在污水處理總投資中，污泥處理設(shè)施的成本占到50％～75％。而且國(guó)家每年用于污泥填埋的費(fèi)用大約為50～100元/噸左右，由上面知，2009年我國(guó)產(chǎn)生2500萬(wàn)噸的污泥，那么總費(fèi)用大約為125000～250000萬(wàn)元，計(jì)12億～25億元。所以開(kāi)發(fā)新的、先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)污泥有效地處理處置，使之變廢為寶，又不損害環(huán)境，危害人體健康，開(kāi)辟環(huán)境友好道路，走上良性發(fā)展的軌道是我們持之以恒的目標(biāo)。

活性污泥法是目前世界上應(yīng)用最廣泛的污水生物處理技術(shù)，但其弊端是會(huì)產(chǎn)生大量的剰余活性污泥。這些剩余活性污泥通常含有一定量的有毒有害物質(zhì)(如寄生蟲(chóng)卵、病原微生物、重金屬)及未穩(wěn)定化的有機(jī)物，如果不進(jìn)行妥善的處理與處置，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成直接或潛在的污染。活性污泥是微生物群體及它們所依附的有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的總稱(chēng)。微生物群體主要包括細(xì)菌，原生動(dòng)物和藻類(lèi)等。其中，細(xì)菌和原生動(dòng)物是主要的兩大類(lèi)。活性污泥從外觀上看，似絮絨顆粒，統(tǒng)稱(chēng)生物絮凝體，其粒徑一般介于0.02-0.2MM之間。城市污水生物處理廠剩余污泥的處理與處置是一個(gè)較為棘手的問(wèn)題。其處理費(fèi)用占到污水處理廠總運(yùn)行費(fèi)用的25％～40％，甚至高達(dá)60％；通常采用的污泥中溫厭氧消化工藝，存在著反應(yīng)速度慢，污泥在池內(nèi)的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，池體體積龐大，操作管理復(fù)雜，產(chǎn)氣中甲烷含量低等缺點(diǎn)。污泥厭氧消化過(guò)程中，污泥水解是限速步驟。采用一定的預(yù)處理方式，可以使細(xì)胞壁破裂，細(xì)胞內(nèi)含物溶出，加速污泥的水解過(guò)程。從而達(dá)到縮短消化時(shí)間，減少消化池容積，提高甲烷產(chǎn)量的目的。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于污泥細(xì)胞破壁技術(shù)的方法有物理法和化學(xué)法，物理法有熱處理法、高壓噴射法、超聲波處理法、冷凍處理法、輻照法；化學(xué)法有堿處理法、臭氧氧化法等。采用不同的破壁技木，可以促進(jìn)污泥中細(xì)胞的分解和胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)的釋放，提高污泥的消化性能，加快消化速率，提高產(chǎn)氣量。在工程應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際需要，開(kāi)發(fā)新型的剩余污泥細(xì)胞破壁技術(shù)仍是今后重點(diǎn)研究的方向。然而，污泥含水量大、干燥碳化成本高，污泥資源化依然面臨巨大問(wèn)題。