申请日2016.01.25
公开(公告)日2016.06.01
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明公开了一种污泥减量消毒处理系统，包括污泥光催化处理器、控制装置、污泥整理剂储存仓、半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器等;所述污泥光催化处理器包括外壳、转动轴、加热套管、透光薄膜、紫外光灯。本系统采用旋转轴带动螺旋式输送叶片转动，从而充分的搅动被污染的污泥，该螺旋式输送叶片上覆盖有光催化剂涂层，在紫外光灯的作用下，大大增加了污染污泥与光催化剂的接触面积，提高了对污泥修复的效率;同时通过激光简单直接的能量效应，使微生物细胞壁破裂，使其内部的细胞液流出，从而实现了高效的污泥减量，污泥的体积减少92%以上。
权利要求书
1.一种污泥减量消毒处理系统，其特征在于，包括污泥光催化处理器、控制装置、污泥整理剂储存仓、半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器等;所述污泥光催化处理器包括外壳、转动轴、加热套管、透光薄膜、紫外光灯等，所述外壳一端设有污泥进口，所述外壳另一端设有污泥排口，控制装置设置在外壳外，所述转动轴的两端与设置在外壳内侧壁上的传动部件纵向连接，该传动部件与驱动电机电连接，加热套管固定设置在转动轴外部，与控制装置电连接，该加热套管的外侧还设置有螺旋式输送叶片，该螺旋式输送叶片的最大旋转直径小于外壳的垂直于转动轴的横向宽，所述透光薄膜覆盖设置于外壳的上部，紫外光灯设置于外壳的内侧壁外，且与控制装置电连接，所述螺旋式输送叶片上设置有均匀分布的圆形凸起，该凸起表面涂有光催化涂层，所述外壳的上方设置有污泥整理剂储存仓，其底部的出料口深入外壳内且位于转动轴上方，所述污泥整理剂储存仓内的添加物为污泥整理剂和纳米二氧化钛粉末，污泥光催化处理器的污泥排口通过污泥管线连接半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器的进泥口，半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器底部的排泥口连接污泥收集池;其中，半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器左侧壁设有进泥口，右侧壁设有出液口，反应器内部在上顶壁上间隔安装有3支半导体泵浦铷蒸汽激光器，组成激光器阵列，能够产生3束高能铷蒸汽激光束，其光路垂直于上顶壁，在每一个半导体泵浦铷蒸汽激光器正对的对面顶壁处安装有能量吸收挡板，在每个能量吸收挡板的左端垂直安装有网状阻燃挡板，与激光光束平行，网状阻燃挡板能够起到阻挡激光散射并吸收其散射能量，防止局部温度过高而使反应器内部起火的作用，铷蒸汽激光光束通过相邻两扇网状阻燃挡板形成的通道最终投射至正对的能量吸收挡板上，污泥通过半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器的进泥口进入反应器内部，在铷蒸汽激光的直接照射下，污泥中的微生物细胞壁在高能量辐照下发生破壁，内部的细胞液流出汇集到一起从反应器的出液口流出进行后续处理，反应器内剩余的污泥从反应器底板上的多个排泥口排出进入污泥收集池。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，其中污泥整理剂包括以下按重量份计的组分：
癸二酸二辛酯10-18
1,4-二甲基哌嗪6-12
水杨苷7-13
4-(2,6,6-三甲基-2-环辛烯-1-基)-3-丁烯-2-酮2-8
4-氨基异喹啉0.8-2
去离子水20-40。
3.根据权利要求1所述的的处理系统，其特征在于，所述透光薄膜的内表面上设置有光催化剂层，该光催化剂层具体为铝制网状结构，内部添加物为二氧化钛纳米丝。
4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，半导体泵浦铷蒸汽激光器采用长度为10mm的铷金属饱和蒸汽作为增益介质，并在常温下充入40kPa的乙烷和50kPa的氩气，铷蒸汽激光的波长为780.2nm。
说明书
一种污泥减量消毒处理系统
技术领域
本发明涉及一种污泥减量消毒处理系统，属于环境保护中的废水处理领域。
背景技术
污水生物处理中产生的大量的剩余污泥对环境造成了巨大压力，其中的一些常见物质包括重金属、有害病毒、杀虫剂、有机污染物等。而且其处理和处置费用高，能占到污水处理费用的60-70%，成为制约污水行业发展的瓶颈。
在这种背景下，污泥减量技术成为污水行业研究的热点。所谓污泥减量化就是通过利用物理、化学、生化的手段，使得整个污水处理系统向外排放的生物固体量达到最少。目前，国内外普遍认可的污泥减量技术可分为四类：一、溶胞-隐性生长;二、内源呼吸;三、解耦联代谢;四、生物捕食。同前三项技术相比，生物捕食技术具有“纯生态”的处理机理、较低的处理成本和良好的污泥减量效果，因此获得了更广泛的关注。但目前污泥减量技术都存在缺点，化学方法存在环境安全性的问题，生化方法存在污泥减量的同时氮磷去除率低的问题。且现有技术中的污泥处理手段多导致污泥功能的退化，无法重新利用，所以既要去除污泥中的污染物，又要保证污泥功能性成为现有技术中需要解决的问题。
迄今为止，尚无一种集污泥减量与消毒于一体的高效低能耗、无污染的处理技术。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种污泥减量消毒处理系统，包括污泥光催化处理器、控制装置、污泥整理剂储存仓、半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器;所述污泥光催化处理器包括外壳、转动轴、加热套管、透光薄膜、紫外光灯，所述外壳一端设有污泥进口，所述外壳另一端设有污泥排口，控制装置设置在外壳外，所述转动轴的两端与设置在外壳内侧壁上的传动部件纵向连接，该传动部件与驱动电机电连接，加热套管固定设置在转动轴外部，与控制装置电连接，该加热套管的外侧还设置有螺旋式输送叶片，该螺旋式输送叶片的最大旋转直径小于外壳的垂直于转动轴的横向宽，所述透光薄膜覆盖设置于外壳的上部，紫外光灯设置于外壳的内侧壁上，且与控制装置电连接，所述螺旋式输送叶片上设置有均匀分布的圆形凸起，该凸起表面涂有光催化涂层，所述外壳的上方设置有污泥整理剂储存仓，其底部的出料口深入外壳内且位于转动轴上方，所述污泥整理剂储存仓内的添加物为污泥整理剂和纳米二氧化钛粉末，污泥光催化处理器的污泥排口通过污泥管线连接半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器的进泥口，半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器底部的排泥口连接污泥收集池;其中，半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器左侧壁设有进泥口，右侧壁设有出液口，反应器内部在上顶壁上间隔安装有3支半导体泵浦铷蒸汽激光器，组成激光器阵列，能够产生3束高能铷蒸汽激光束，其光路垂直于上顶壁，在每一个半导体泵浦铷蒸汽激光器正对的对面顶壁处安装有能量吸收挡板，在每个能量吸收挡板的左端垂直安装有网状阻燃挡板，与激光光束平行，网状阻燃挡板能够起到阻挡激光散射并吸收其散射能量，防止局部温度过高而使反应器内部起火的作用，铷蒸汽激光光束通过相邻两扇网状阻燃挡板形成的通道最终投射至正对的能量吸收挡板上，污泥通过半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器的进泥口进入反应器内部，在铷蒸汽激光的直接照射下，污泥中的微生物细胞壁在高能量辐照下发生破壁，内部的细胞液流出汇集到一起从反应器的出液口流出进行后续处理，反应器内剩余的污泥从反应器底板上的多个排泥口排出进入污泥收集池。
进一步，其中污泥整理剂包括以下按重量份计的组分：
癸二酸二辛酯10-18
1,4-二甲基哌嗪6-12
水杨苷7-13
4-(2,6,6-三甲基-2-环辛烯-1-基)-3-丁烯-2-酮2-8
4-氨基异喹啉0.8-2
去离子水20-40。
进一步，所述透光薄膜的内表面上设置有光催化剂层，该光催化剂层具体为铝制网状结构，内部添加物为二氧化钛纳米丝。
进一步，半导体泵浦铷蒸汽激光器采用长度为10mm的铷金属饱和蒸汽作为增益介质，并在常温下充入40kPa的乙烷和50kPa的氩气，铷蒸汽激光的波长为780.2nm。
本发明的优点在于：
(1)该发明采用旋转轴带动螺旋式输送叶片转动，从而充分的搅动被污染的污泥，该螺旋式输送叶片上覆盖有光催化剂涂层，在紫外光灯的作用下，大大增加了污染污泥与光催化剂的接触面积，提高了对污泥修复的效率;在污泥修复剂中添加腐殖酸尿素和二氧化钛，在螺旋式输送叶片的搅拌作用下，不仅提高了污泥的功能性，且二氧化钛粉末与污泥充分接触，进一步加强光催化效果。
(2)污泥中含有的重金属与癸二酸二辛酯、4-(2,6,6-三甲基-2-环辛烯-1-基)-3-丁烯-2-酮、1,4-二甲基哌嗪、水杨苷、4-氨基异喹啉五种物质产生协同作用，通过金属结合肽的诱导作用使重金属离子发生螯合反应，可与铜、锌、铅、铬、镉、铂、银、金等多种重金属离子产生螯合作用，生成金属络合物，该络合物不溶于水，可通过离心分离操作加以去除，其重金属去除效率可达99.3%。
(3)本系统摆脱了现有的污泥减量的传统治理模式，创造性的采用了世界尖端的半导体泵浦铷蒸汽激光技术，通过简单直接的能量效应，使微生物细胞壁破裂，使其内部的细胞液流出，从而实现了高效的污泥减量，污泥的体积减少92%以上。
(4)本发明将污泥减量与光催化技术有机的结合起来，在实现污泥减量的同时，还将污泥中的重金属、有害细菌、病毒整套进行有效去除，系统运行可靠，操作方便，可实现自动化控制