申请日2015.08.03
公开(公告)日2017.02.15
IPC分类号C02F11/06; C02F11/12; C02F11/00
摘要
一种生物污泥溶胞反应系统，包含一利用水力振荡使生物污泥成为细化颗粒的细化装置;一设置于该细化装置下游，并使经过细化的生物污泥与臭氧充分混合接触的接触装置;及一设置于该接触装置下游，并用于使该生物污泥与臭氧充分反应的溶胞装置。该溶胞装置包括一引流单元，该生物污泥与臭氧的气水混合流体经该引流单元产生气水振荡，并进而产生水力与臭氧氧化的协同作用，以破坏该生物污泥所含的微生物的细胞壁，并溶出所述的微生物的细胞内物质，借此达成减量该生物污泥的功效。
权利要求书
1.一种生物污泥溶胞反应系统，适用于处理一含有微生物的生物污泥;其特征在于：该生物污泥溶胞反应系统包含：
一个细化装置，包括一个围绕出一个受限空间的第一本体、一个连通于该受限空间的第一循环系统，及一个设置于该受限空间中的内循环单元，该第一循环系统使该生物污泥与水随该内循环单元的引导而在该受限空间中产生水力振荡，以细化该生物污泥;
一个接触装置，设置于该细化装置的下游，并包括一个围绕出一个接触空间的第二本体、一条连通于该受限空间与该接触空间之间的第一导管、一条连接于该第一导管并用于供给臭氧的供气管，及一条连通于该接触空间并设置于该接触空间的下游的第二导管，经过细化的该生物污泥经由该第一导管而输入至该接触空间与臭氧接触;及
一个溶胞装置，设置于该接触装置的下游，并包括一个围绕出一个反应空间的第三本体、一个连通于该第二导管与该反应空间的第二循环系统，及一个设置于该反应空间中的引流单元，该第二循环系统使该生物污泥与臭氧在该反应空间中产生气水振荡，该生物污泥与臭氧是由该引流单元引流而充分混合，并在该反应空间中反应，使臭氧破坏该生物污泥所含的微生物的细胞壁。
2.根据权利要求1所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该第一循环系统具有一条两端分别连通于该受限空间的第一循环管路、一条连通于该第一循环管路的进流管、一个设置于该第一循环管路并用于提供循环动力的第一泵浦，及一个设置于该第一循环管路中并用于朝向该内循环单元注水的第一射流器。
3.根据权利要求2所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该第一循环管路具有一个朝向该内循环单元的出水口，该内循环单元具有一个设置于该受限空间底部并围绕出一个外循环腔的环挡板，及一个设置于该外循环腔中的第一导流板，该第一导流板围绕出一个呈锥状且顶端及底端分别与该外循环腔连通的内导流腔，该出水口位于该内导流腔中，且朝向呈锥状的该内导流腔的顶端。
4.根据权利要求1所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该接触装置还包括一个设置于该第一导管中的动力单元，该动力单元包括一个设置于该第一导管并用于提供导流的动力的第二泵浦，及一个设置于该第二泵浦下游并用于朝向该接触空间注入该生物污泥的第二射流器。
5.根据权利要求1所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该接触装置还包括一个设置于该接触空间内的整流单元，使细化后的该生物污泥与注入的臭氧充分接触。
6.根据权利要求5所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该整流单元具有多个彼此间隔设置于该接触空间中的整流板，每一个整流板具有多个呈贯穿状的穿孔。
7.根据权利要求1所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该接触装置还包含一个设置于该第二导管中的泄压阀。
8.根据权利要求2所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该第二循环系统具有一条两端分别连通于该反应空间与该引流单元的第二循环管路、一个设置于该第二循环管路并用于提供导流的动力的第三泵浦、一个设置于该第三泵浦下游并用于将该生物污泥与臭氧一同注入该反应空间的第三射流器。
9.根据权利要求8所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该第二循环管路具有一个朝向该反应空间的注入口，该引流单元具有：
至少一个第二导流板，呈底端朝下的锥状，且设置于该反应空间内并位于该注入口上方;
一个内筒，设置于该第二导流板上方，并围绕出一个反应腔，该反应腔具有一个朝向该第二导流板的输入口，及一个位于该输入口的相反端的输出口;及
一个外筒，环设于该内筒的外侧，并与该内筒的外周缘共同围绕出一个引流室，该引流室与该反应腔及该反应空间连通。
10.根据权利要求9所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该溶胞装置的第三本体具有一个设置于该反应空间内并位于该外筒外侧的分隔壁、至少一个形成于该分隔壁上的出流堰，及一条与该反应空间连通的出流管，该分隔壁将该反应空间分隔为一个位于该出流堰前端的再循环区，及一个位于该出流堰后端并与该出流管连通的出流区。
11.根据权利要求9所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该生物污泥溶胞反应系统还包含一个连通于该受限空间与该引流室间的回气装置，该回气装置包括一个设置于该引流室上端的气液分离器、一条连通于该气液分离器与该第一射流器间的第一回气管，及一条连通于该气液分离器与该第三射流器间的第二回气管。
12.根据权利要求11所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该细化装置的第一本体具有一条连通于该受限空间与该第一回气管间的浮渣管，及一条与该受限空间连通并设置于顶端的排气管。
13.根据权利要求11所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该第一射流器具有一个连通于该第一循环管路的第一入流管部、一个与该第一入流管部及该第一回气管连通的第一内腔室，及一个与该第一内腔室连通的第一振荡腔，该第一振荡腔具有一个朝向该第一入流管部的第一入口，及一个相反于该第一入口的第一出口。
14.根据权利要求11所述的生物污泥溶胞反应系统，其特征在于：该第三射流器具有一个连通于该第二循环管路的第三入流管部、一个与该第三入流管部及该第二回气管连通的第三内腔室，及一个与该第三内腔室连通的第三振荡腔，该第三振荡腔具有一个朝向该第三入流管部的第三入口，及一个相反于该第三入口的第三出口。
说明书
生物污泥溶胞反应系统
技术领域
本发明涉及一种废弃物处理系统，特别是涉及一种的生物污泥溶胞反应系统。
背景技术
生物污泥为废(污)水处理厂的生物处理系统进行生物反应所产生的固体废弃物，所述的生物污泥主要成分有：具有活性的微生物群体、微生物代谢的残留物质、污水挟带的有机物质，及污水挟带的无机物质。
参阅图1，为一现有的生物污泥处理方法，适用于处理一含有微生物的生物污泥，并包含一脱水步骤11、一干燥步骤12，及一处置步骤13。该脱水步骤11是先添加高分子混凝剂形成大颗絮状物后，再以离心或者过滤的方式予以分离该生物污泥的水分，并制成一污泥饼。而该干燥步骤12则进一步利用烘烤的方式，再次减少该污泥饼的含水量。最后，该处置步骤13是将减少含水量的污泥饼进行掩埋或者焚烧。
然而，该生物污泥处理方法并未对该生物污泥中所含的微生物进行针对性处理，因此就算在该处置步骤13中进行掩埋，仍有可能因其中所含的混凝剂与微生物而对土壤造成不良影响。而纵然在该处置步骤13中进行焚烧，可减少微生物对环境的影响，但该生物污泥处理方法并未能有效减量，也因而造成处理成本的提高，且消耗大量能源，不利于环境友善和节能减碳。因此，如何以一个系统化的设备，确实针对该生物污泥的微生物进行处理，并且有效减量该生物污泥，则成为相关领域从事者的主要研发课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能完全破坏微生物的细胞壁，溶出微生物的细胞内物质，并且有效达成生物污泥减量的生物污泥溶胞反应系统。
本发明生物污泥溶胞反应系统，适用于处理一含有微生物的生物污泥，并包含一细化装置、一设置于该细化装置下游的接触装置，及一设置于该接触装置下游的溶胞装置。
该细化装置包括一围绕出一受限空间的第一本体、一连通于该受限空间的第一循环系统，及一设置于该受限空间中的内循环单元。该第一循环系统使该生物污泥与水随该内循环单元的引导，在该受限空间中产生循环，通过水力振荡的方式，冲散该生物污泥中呈絮状集中的菌胶团，以细化该生物污泥，并增加该生物污泥的接触面积，以利于对该生物污泥进行后续的反应和处理。
该接触装置包括一围绕出一接触空间的第二本体、一连通于该受限空间与该接触空间间的第一导管、一连接于该第一导管并用于供给臭氧的供气管，及一连通于该接触空间并设置于该接触空间下游的第二导管。经过细化的该生物污泥，经由该第一导管而输入至该接触空间，与自该供气管注入的臭氧接触，使该生物污泥中所含的微生物与臭氧进行初步混合接触反应。
该溶胞装置包括一围绕出一反应空间的第三本体、一连通于该第二导管与该反应空间的第二循环系统，及一设置于该反应空间中的引流单元。该第二循环系统使该生物污泥与臭氧在该反应空间中循环，该生物污泥与臭氧的气液混合流体是由该引流单元引流而充分混合，并在该反应空间中产生气水振荡而充分反应，使臭氧对该生物污泥所含的微生物的细胞壁进行破坏，借此使该生物污泥所含的微生物的细胞内的物质溶出，减少所述的微生物所占的固体体积，以达成减量该生物污泥的目的。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该第一循环系统具有一条两端分别连通于该受限空间的第一循环管路、一条连通于该第一循环管路的进流管、一个设置于该第一循环管路并用于提供循环动力的第一泵浦，及一个设置于该第一循环管路中并用于朝向该内循环单元注水的第一射流器。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该第一循环管路具有一个朝向该内循环单元的出水口，该内循环单元具有一个设置于该受限空间底部并围绕出一个外循环腔的环挡板，及一个设置于该外循环腔中的第一导流板，该第一导流板围绕出一个呈锥状且顶端及底端分别与该外循环腔连通的内导流腔，该出水口位于该内导流腔中，且朝向呈锥状的该内导流腔的顶端。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该接触装置还包括一个设置于该第一导管中的动力单元，该动力单元包括一个设置于该第一导管并用于提供导流的动力的第二泵浦，及一个设置于该第二泵浦下游并用于朝向该接触空间注入该生物污泥的第二射流器。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该接触装置还包括一个设置于该接触空间内的整流单元，使细化后的该生物污泥与注入的臭氧充分接触。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该整流单元具有多个彼此间隔设置于该接触空间中的整流板，每一个整流板具有多个呈贯穿状的穿孔。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该接触装置还包含一个设置于该第二导管中的泄压阀。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该第二循环系统具有一条两端分别连通于该反应空间与该引流单元的第二循环管路、一个设置于该第二循环管路并用于提供导流的动力的第三泵浦、一个设置于该第三泵浦下游并用于将该生物污泥与臭氧一同注入该反应空间的第三射流器。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该第二循环管路具有一个朝向该反应空间的注入口，该引流单元具有：至少一个第二导流板，呈底端朝下的锥状，且设置于该反应空间内并位于该注入口上方;一个内筒，设置于该第二导流板上方，并围绕出一个反应腔，该反应腔具有一个朝向该第二导流板的输入口，及一个位于该输入口的相反端的输出口;及一个外筒，环设于该内筒的外侧，并与该内筒的外周缘共同围绕出一个引流室，该引流室与该反应腔及该反应空间连通。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该溶胞装置的第三本体具有一个设置于该反应空间内并位于该外筒外侧的分隔壁、至少一个形成于该分隔壁上的出流堰，及一条与该反应空间连通的出流管，该分隔壁将该反应空间分隔为一个位于该出流堰前端的再循环区，及一个位于该出流堰后端并与该出流管连通的出流区。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该生物污泥溶胞反应系统还包含一个连通于该受限空间与该引流室间的回气装置，该回气装置包括一个设置于该引流室上端的气液分离器、一条连通于该气液分离器与该第一射流器间的第一回气管，及一条连通于该气液分离器与该第三射流器间的第二回气管。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该细化装置的第一本体具有一条连通于该受限空间与该第一回气管间的浮渣管，及一条与该受限空间连通并设置于顶端的排气管。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该第一射流器具有一个连通于该第一循环管路的第一入流管部、一个与该第一入流管部及该第一回气管连通的第一内腔室，及一个与该第一内腔室连通的第一振荡腔，该第一振荡腔具有一个朝向该第一入流管部的第一入口，及一个相反于该第一入口的第一出口。
较佳地，前述生物污泥溶胞反应系统，其中该第三射流器具有一个连通于该第二循环管路的第三入流管部、一个与该第三入流管部及该第二回气管连通的第三内腔室，及一个与该第三内腔室连通的第三振荡腔，该第三振荡腔具有一个朝向该第三入流管部的第三入口，及一个相反于该第三入口的第三出口。
本发明的有益效果在于：以水力振荡冲击而细化后的该生物污泥，具有非常大的接触面积，而配合该溶胞装置中的引流单元，能使该生物污泥所含的微生物与通入的臭氧因水流引导而彻底进行反应，通过臭氧破坏所述的微生物的细胞壁，能有效使该生物污泥中所含的微生物细胞内的物质溶出，并借此减量该生物污泥。