利用高壓電場進行污泥調(diào)質(zhì)的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用高壓電場進行污泥調(diào)質(zhì)的裝置，包括：高壓電場發(fā)生單元，高壓電場發(fā)生單元進一步地包括電極棒，電極棒穿過電極套管并與電極套管同軸連接，在電極套管和電極棒之間產(chǎn)生高壓電場；其中，高壓電場發(fā)生單元進一步地包括用于產(chǎn)生高壓電場的電壓發(fā)生裝置，以及第一端與電壓發(fā)生裝置連接用于調(diào)節(jié)高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生的電壓頻率和幅度的電壓控制裝置，電壓控制裝置的第二端與電極棒連接，將調(diào)節(jié)后的電壓加到電極棒上。利用本實用新型的污泥調(diào)質(zhì)裝置進行污泥的調(diào)質(zhì)管路不易堵塞并且破壁率高，污泥的調(diào)質(zhì)效果好。
【專利說明】利用高壓電場進行污泥調(diào)質(zhì)的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污泥處理領(lǐng)域，尤其涉及一種利用高壓電場進行污泥調(diào)質(zhì)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]活性污泥法是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的污水生物處理技術(shù)，但該方法在城市污水廠運行過程中存在一些問題:一、部分污水廠碳源較少，導(dǎo)致污水可生化性差，處理效率低；二、活性污泥中含有大量的微生物群體，導(dǎo)致在污泥脫水過程中泥餅含水率較高，體積較大，外運填埋占用大量運行成本及土地資源；三、污泥處理采用厭氧消化工藝，存在反應(yīng)速度慢，污泥在池內(nèi)的停留時間過長，池體體積龐大等缺點。
[0003]由此可見，針對污泥進行一定的預(yù)處理，可以促使污泥中細胞破裂和細胞內(nèi)有機物質(zhì)釋放，從而增加污水處理所需的碳源，減少脫水污泥含水率，提高污泥水解速度，加快消化速率，提高厭氧消化產(chǎn)沼量。
[0004]目前，國內(nèi)外關(guān)于污泥細胞破壁技術(shù)的方法有化學(xué)法和物理法，化學(xué)法有堿處理法、臭氧氧化法；物理法有熱處理法、超聲波處理法、高壓噴射法、冷凍處理法等。在工程應(yīng)用中，傳統(tǒng)處理工藝存在不易工程化，處理成本高，能耗高，效率低，容易堵塞，污泥細胞破壁效率低等問題，因此根據(jù)實際需要，開發(fā)新型的污泥細胞破壁調(diào)質(zhì)技術(shù)仍是今后重點研究的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明提出了一種可以解決上述問題的或至少能部分解決上述問題的污泥
調(diào)質(zhì)裝置。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種利用高壓電場進行污泥調(diào)質(zhì)的裝置，包括:
[0007]高壓電場發(fā)生單元，所述高壓電場發(fā)生單元進一步地包括電極棒，所述電極棒穿過電極套管并與所述電極套管同軸連接，在所述電極套管和所述電極棒之間產(chǎn)生高壓電場;其中，
[0008]所述高壓電場發(fā)生單元進一步地包括用于產(chǎn)生高壓電場的電壓發(fā)生裝置，以及第一端與所述電壓發(fā)生裝置連接用于調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生的電壓頻率和幅度的電壓控制裝置，所述電壓控制裝置的第二端與所述電極棒連接，將調(diào)節(jié)后的電壓加到所述電極棒上。
[0009]可選地，根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，進一步地包括法蘭盤，所述法蘭盤安裝在所述電極套管的兩端。
[0010]可選地，根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，進一步地包括空心彎頭，所述空心彎頭安裝在所述電極套管和所述法蘭盤之間。
[0011]可選地，根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，所述空心彎頭的彎曲角度為45-90度。
[0012]可選地，根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，所述電極棒兩端裝有絕緣材料。
[0013]可選地，根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，所述電極棒與所述高壓電場發(fā)生單元連接的一端安裝有熱縮套管和/或尼龍護套。
[0014]可選地，根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，所述電極棒與所述高壓電場發(fā)生單元連接
一端安裝有接線柱。
[0015]可選地，根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，所述電極套管上設(shè)置有開口，所述開口通過螺紋塞打開或閉合。
[0016]可選地，根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，所述高壓電場發(fā)生裝置包括:
[0017]Marx 發(fā)生器；
[0018]與所述Marx發(fā)生器第一端連接用于給所述Marx發(fā)生器充電的電源；
[0019]與所述Marx發(fā)生器第二端連接的IGBT驅(qū)動板；
[0020]與所述IGBT驅(qū)動板連接的用于控制所述Marx發(fā)生器電子開關(guān)的單片機。
[0021]可選地，根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，所述電壓控制裝置為脈沖變壓器，其中，
[0022]所述脈沖變壓器第一端與所述Marx發(fā)生器連接，第二端與所述電極棒連接。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置運行方便、處理成本低；適用范圍大，針對含水率在88%-99.5%之間的污泥均可實現(xiàn)調(diào)質(zhì)，對含水率在92%-98%之間的污泥調(diào)質(zhì)效果較好；預(yù)處理后的污泥細胞內(nèi)的有機質(zhì)能提供碳源；預(yù)處理后的污泥脫水后的含水率低；另外污泥調(diào)質(zhì)后的破壁率高，減少污泥的厭氧消化時間，增加了污泥消化時的甲烷產(chǎn)氣量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。其中在附圖中，參考數(shù)字之后的字母標(biāo)記指示多個相同的部件，當(dāng)泛指這些部件時，將省略其最后的字母標(biāo)記。在附圖中:
[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的污泥調(diào)質(zhì)裝置原理示意圖；
[0026]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的污泥調(diào)質(zhì)裝置示意圖；
[0027]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的局部剖面圖；
[0028]其中附圖標(biāo)記為:
[0029]污泥調(diào)質(zhì)裝置1000
[0030]高壓電場發(fā)生單元1100、電壓發(fā)生裝置1120、Marx發(fā)生器1121、電源1122、單片機1123、IGBT驅(qū)動板1124、電壓控制裝置1130、脈沖變壓器1131、電極棒1110、尼龍護套1111、熱縮套管1112、接線柱1113、電極套管1200、開口 1210、螺紋塞1220、法蘭盤1300、空心彎頭1400。
【具體實施方式】
[0031]本發(fā)明提供了許多可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念，該創(chuàng)造性概念可大量的體現(xiàn)于具體的上下文中。在下述本發(fā)明的實施方式中描述的具體的實施例僅作為本發(fā)明的具體實現(xiàn)方式的示例性說明，而不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一種利用高壓電場進行污泥調(diào)質(zhì)的裝置1000，包括:高壓電場發(fā)生單元1100，高壓電場發(fā)生單元1100進一步地包括電極棒1110，電極棒1110穿過電極套管1200并與電極套管1200同軸連接，在電極套管1200和電極棒1110之間產(chǎn)生高壓電場；其中，高壓電場發(fā)生單元1100進一步地包括用于產(chǎn)生高壓電場的電壓發(fā)生裝置1120，以及第一端與電壓發(fā)生裝置1120連接用于調(diào)節(jié)高壓發(fā)生裝置1120產(chǎn)生的電壓頻率和幅度的電壓控制裝置1130，電壓控制裝置1130的第二端與電極棒1110連接，將調(diào)節(jié)后的電壓加到電極棒1110上。其中調(diào)節(jié)后的電壓加到電極棒上，電極棒和管壁之間產(chǎn)生稍不均勻的電場，能保障工作電壓下空載及帶載條件下不發(fā)生介質(zhì)擊穿，損壞電源，但是能產(chǎn)生一定強度的場強，用于對污泥進行電解，從而實現(xiàn)對污泥的調(diào)質(zhì)。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置優(yōu)選地包括法蘭盤1300，法蘭盤1300安裝在電極套管1200的兩端，
[0034]根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置優(yōu)選地包括空心彎頭1400，空心彎頭1400安裝在電極套管1200和法蘭盤1300之間，空心彎頭1400的彎曲角度優(yōu)選45-90度。根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，設(shè)備空心彎頭1400可以減少管頭水分損失，并且在60度時效果最優(yōu)。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，所述電極棒兩端裝有絕緣材料。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，所述電極棒與所述高壓電場發(fā)生單元連接的一端安裝有熱縮套管1112和/或尼龍護套1111，用于保護電極棒并起到絕緣作用，防止漏電。
[0037]電極棒1110與高壓電場發(fā)生單元1100連接一端優(yōu)選地安裝有接線柱1113，所述接線柱與電壓控制裝置連接，或者進一步與脈沖變壓器連接，脈沖變壓器將電壓加到電極棒上，在電極棒和電極套管之間產(chǎn)生一定場強，實現(xiàn)污泥的調(diào)質(zhì)。
[0038]電極套管1200上優(yōu)選地設(shè)置有開口 1210，開口 1210優(yōu)選通過螺紋塞1220打開或閉合。通過設(shè)置開口，在安裝電極棒時可以對電極棒的安裝情況進行觀察，使電極棒安裝到合理的位置。
[0039]高壓電場發(fā)生裝置1120包括:
[0040]Marx 發(fā)生器 1121;
[0041]與所述Marx發(fā)生器(1121)第一端連接用于給所述Marx發(fā)生器1121充電的電源1122 ；
[0042]與所述Marx發(fā)生器1121第二端連接的IGBT驅(qū)動板1124 ;
[0043]與所述IGBT驅(qū)動板1124連接的用于控制所述Marx發(fā)生器電子開關(guān)的單片機1123。
[0044]所述電壓控制裝置1130為脈沖變壓器1131，其中，
[0045]脈沖變壓器1131第一端與Marx發(fā)生器1121連接，第二端與電極棒1110連接。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置中，Marx發(fā)生器是一種利用電容并聯(lián)充電再串聯(lián)放電的高壓裝置，用+500V的直流電源給Marx發(fā)生器中的電容充電，用單片機控制Marx發(fā)生器中的電子開關(guān)的通斷，在Marx發(fā)生器的輸出端可以得到+800V的脈沖。Marx發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖經(jīng)過脈沖變壓器升壓后被加到電極棒上。管壁與脈沖發(fā)生器的公共端相連，這樣就在電極和管壁之間得到稍不均勻的電場，用于污泥處理。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置運行方便、處理成本低；適用范圍大，針對含水率在88%-99.5%之間的污泥均可實現(xiàn)調(diào)質(zhì)，對含水率在92%-98%之間的污泥調(diào)質(zhì)效果較好；預(yù)處理后的污泥細胞內(nèi)的有機質(zhì)能提供碳源；預(yù)處理后的污泥脫水后的含水率低；另外污泥調(diào)質(zhì)后的破壁率高，減少污泥的厭氧消化時間，增加了污泥消化時的甲烷產(chǎn)氣量。[0048]根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置可選因素較多，依據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求可以設(shè)計出不同的實施例，下面將以污泥調(diào)質(zhì)裝置為實施例對本發(fā)明的進行示例性說明。
實施例
[0049]根據(jù)圖1示出的本發(fā)明一種實施方式的污泥調(diào)質(zhì)裝置1000，包括:高壓電場發(fā)生單元1100，高壓電場發(fā)生單元1100進一步地包括電極棒1110，所述電極棒1110穿過電極套管1200并與所述電極套管1200同軸連接，在所述電極套管1200和所述電極棒1110之間產(chǎn)生高壓電場。其中，所述高壓電場發(fā)生單元1100包括用于產(chǎn)生高壓電場的電壓發(fā)生裝置1120，以及第一端與所述電壓發(fā)生裝置1120連接用于調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生裝置1120產(chǎn)生的電壓頻率和幅度的電壓控制裝置1130，所述電壓控制裝置1130的第二端與所述電極棒1110連接，將調(diào)節(jié)后的電壓加到所述電極棒1110上。
[0050]根據(jù)圖3示出的根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的局部剖面圖可以看出包括:法蘭盤1300和空心彎頭1400，所述空心彎頭1400安裝在所述電極套管1200和所述法蘭盤1300之間，空心彎頭1400的彎曲角度在45-90度之間，電極棒1110兩端裝有尼龍護套1111，電極棒1110與高壓電場發(fā)生單元1100連接的一端安裝有熱縮套管1112，電極棒1110與所述高壓電場發(fā)生單元1100連接一端安裝有接線柱1113。所述電極套管1200上設(shè)置有開口1210，所述開口 1210通過螺紋塞1220打開或閉合。
[0051]根據(jù)圖2示出的根據(jù)本發(fā)明的污泥調(diào)質(zhì)裝置，可以看出，高壓電場發(fā)生裝置1120包括:Marx發(fā)生器1121 ;與所述Marx發(fā)生器1121第一端連接用于給所述Marx發(fā)生器1121充電的電源1122 ;與所述Marx發(fā)生器1121第二端連接的IGBT驅(qū)動板1124 ;與所述IGBT驅(qū)動板1124連接的用于控制所述Marx發(fā)生器電子開關(guān)的單片機1123。所述電壓控制裝置1130為脈沖變壓器1131，其中，所述脈沖變壓器1131第一端與所述Marx發(fā)生器1121連接，第二端與所述電極棒1110連接。
[0052]利用本實施例的污泥調(diào)質(zhì)裝置對污泥進行了調(diào)質(zhì)，具體包括以下步驟:開啟高壓電場發(fā)生單元1100，調(diào)節(jié)電壓控制裝置1130，使電極套管1200與電極棒1110之間形成10?100KV的高壓電場，開啟水栗輸送污泥通過電極套管，完成污泥調(diào)質(zhì)。
[0053]調(diào)質(zhì)后部分微生物細胞破裂，釋放出細胞質(zhì)，溶出有機物質(zhì)增多；污泥粘度減小；污泥顆粒粒徑減小；針對含水率在88%-99.5%之間的污泥均可實現(xiàn)調(diào)質(zhì)，對含水率在92%-98%之間的污泥調(diào)質(zhì)效果較好。
[0054]應(yīng)該注意的是，上述實施例對本發(fā)明進行說明而不是對本發(fā)明進行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求范圍的情況下可設(shè)計出替換實施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種利用高壓電場進行污泥調(diào)質(zhì)的裝置(1000)，其特征在于包括: 高壓電場發(fā)生單元(1100)，其包括電極棒(1110)，所述電極棒(1110)穿過電極套管(1200)并與所述電極套管(1200)同軸連接，在所述電極套管(1200)和所述電極棒(1110)之間產(chǎn)生高壓電場； 其中，所述高壓電場發(fā)生單元(1100)進一步地包括用于產(chǎn)生高壓電場的電壓發(fā)生裝置(1120)，以及第一端與所述電壓發(fā)生裝置(1120)連接用于調(diào)節(jié)產(chǎn)生的電壓頻率和幅度的電壓控制裝置(1130)，所述電壓控制裝置(1130)的第二端與所述電極棒(1110)連接，以將調(diào)節(jié)后的電壓加到所述電極棒(1110 )上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置(1000)，其特征在于，該裝置(1000)進一步地包括法蘭盤(1300)，所述法蘭盤(1300)安裝在所述電極套管(1200)的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置(1000)，其特征在于，該裝置(1000)進一步地包括空心彎頭(1400)，所述空心彎頭(1400)安裝在所述電極套管(1200)和所述法蘭盤(1300)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置(1000)，其特征在于，所述空心彎頭(1400)的彎曲角度為45-90度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置(1000)，其特征在于，所述電極棒(1110)兩端裝有絕緣材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置(1000)，其特征在于，在所述電極棒(1110)與所述高壓電場發(fā)生單元(1100)連接的一端安裝有熱縮套管(1112)和/或尼龍護套(1111)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置(1000)，其特征在于，所述電極棒(1110)與所述高壓電場發(fā)生單元(1100)連接一端安裝有接線柱(1113)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥調(diào)質(zhì)裝置(1000)，其特征在于，所述電極套管(1200)上設(shè)置有開口(1210)，所述開口(1210)通過螺紋塞(1220)打開或閉合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥調(diào)質(zhì)裝置(1000)，其特征在于，所述高壓電場發(fā)生裝置(1120)包括: Marx 發(fā)生器(1121)； 與所述Marx發(fā)生器(1121)第一端連接用于給所述Marx發(fā)生器(1121)充電的電源(1122)； 與所述Marx發(fā)生器(1121)第二端連接的IGBT驅(qū)動板(1124)； 與所述IGBT驅(qū)動板(1124)連接的用于控制所述Marx發(fā)生器電子開關(guān)的單片機(1123)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的污泥調(diào)質(zhì)裝置(1000)，其特征在于，所述電壓控制裝置(1130)為脈沖變壓器(1131)，其中， 所述脈沖變壓器(1131)第一端與所述Marx發(fā)生器(1121)連接，第二端與所述電極棒(1110)連接。
【文檔編號】C02F11/00GK203602463SQ201320750957
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】李玉慶, 張建, 劉范嘉 申請人:天津凱英科技發(fā)展有限公司