申请日2013.11.22
公开(公告)日2014.02.19
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明公开了一种污泥调质系统，包括：预处理管路，所述预处理管路包括一个或多个预处理管路单元和高压电场发生装置，其中，所述高压电场发生装置包括，与所述预处理管路单元同轴的电极棒;用于在预处理管路单元内形成高压可变电场的高压生成模块;第一端与所述高压生成模块连接第二端与所述电极棒连接的，用于控制所述高压生成模块所产生的高压频率和幅度的电压控制模块;其中，所述调质系统还包括防堵塞管路，其与所述预处理管路共同形成桥式管路，使得所述预处理管路能正反双向地流动，从而有效地降低污泥堵塞。本发明还公开了利用本发明的污泥调质系统对污泥的调质方法。利用本发明的污泥调质系统进行污泥的调质管路不易堵塞并且破壁率高。
权利要求书
1.一种污泥调质系统(1000)，包括：
预处理管路(1100)，所述预处理管路(1100)包括一个或多个预处 理管路单元(1110)和高压电场发生装置(1120)，其中，所述高压电场 发生装置(1120)包括，
与所述预处理管路单元(1110)同轴的电极棒(1121);
用于在预处理管路单元(1110)内形成高压可变电场的高压生成 模块(1122);
第一端与所述高压生成模块(1122)连接第二端与所述电极棒 (1121)连接的，用于控制所述高压生成模块(1122)所产生的高压频率 和幅度的电压控制模块(1123);
其中，所述调质系统(1000)还包括防堵塞管路(1200)，其与所述 预处理管路(1100)共同形成桥式管路，使得所述预处理管路(1100)能 正反双向地流动，从而有效地降低污泥堵塞。
2.根据权利要求1所述的污泥调质系统(1000)，其中所述预处理 管路单元(1110)包括法兰盘(1111)、电极套管(1112)和空心弯头(1113)， 其中，
所述电极套管(1112)的两端安装所述空心弯头(1113);
所述空心弯头上安装所述法兰盘(1111)。
3.根据权利要求2所述的污泥调质系统(1000)，其中所述空心弯 头(1113)的弯曲角度为45-90度。
4.根据权利要求1所述的污泥调质系统(1000)，其中所述预处理 管路单元(1110)包括电极套管(1112)和安装在所述电极套管(1112) 两端的法兰盘(1111)，所述电极套管(1112)为半圆形。
5.根据权利要求1所述的污泥调质系统(1000)，其中所述防堵塞 管路(1200)包括进口阀门(1210)、出口阀门(1270)，以及第一控制 阀门(1220)、第二控制阀门(1230)、第三控制阀门(1240)和第四控 制阀门(1250)，其中，
由所述第一控制阀门(1220)和所述第二控制阀门(1230)形成的串 联管路与所述第三控制阀门(1240)和所述第四控制阀门(1250)形成的 串联管路并联在节点N1和N2之间;
在节点N3和N4之间包含一个或多个并联预处理管路单元(1110)， 通过调节第一控制阀门(1220)、第二控制阀门(1230)、第三控制阀门 (1240)和第四控制阀门(1250)来实现所述预处理管路(1100)的正反 双向流动。
6.根据权利要求5所述的污泥调质系统(1000)，其中所述进口阀门 (1210)和所述出口阀门(1270)为手动阀门。
7.根据权利要求5所述的污泥调质系统(1000)，其中所述第一控制 阀门(1220)、第二控制阀门(1230)、第三控制阀门(1240)和第四控 制阀门(1250)为电动阀门或气动阀门。
8.根据权利要求5所述的污泥调质系统(1000)，其中在所述出口 阀门(1270)和节点N2之间进一步地包括单向控制阀门(1260)。
9.根据权利要求1-8所述的污泥调质系统(1000)，其中所述调质 系统(1000)各部件的工作过程包括：
开启所述进口阀门(1210)、所述单向控制阀门(1260)、所述出口阀 门(1270)、所述第一控制阀门(1220)和所述第四控制阀门(1250)， 同时关闭所述第二控制阀门(1230)和所述第三控制阀门(1240)，
开启所述高压电场发生装置(1120)，调节所述电压控制模块(1123); 使所述电极套管(1112)与所述电极棒(1121)之间形成10～100KV的高压电 场，
开启水泵输送污泥通过所述预处理管路(1100)，依次经过所述进口阀 门(1210)、所述第一控制阀门(1220)、所述第四控制阀门(1250)、 所述单向控制阀门(1260)和所述出口阀门(1270)，完成污泥调质;
反之，开启所述第二控制阀门(1230)和所述第三控制阀门(1240)， 关闭所述第一控制阀门(1220)和所述第四控制阀门(1250)，改变污泥 的流动方向，进行反向冲洗。
10.一种污泥调质方法，其中，
提供了一种污泥调质系统(1000)，包括，
预处理管路(1100)，所述预处理管路(1100)包括一个或多个预处 理管路单元(1110)和高压电场发生装置(1120)，其中，所述高压电场 发生装置(1120)包括，
与所述预处理管路单元(1110)同轴的电极棒(1121);
用于在预处理管路单元(1110)内形成高压可变电场的高压生成 模块(1122);
第一端与所述高压生成模块(1122)连接用于控制所述高压生成 模块(1122)所产生的高压频率和幅度，第二端与所述电极棒(1121)连 接的电压控制模块(1123);
其中，所述调质系统(1000)还包括防堵塞管路(1200)，其与所述 预处理管路(1100)共同形成桥式管路，使得所述预处理管路(1100)能 正反双向地流动，从而有效地降低污泥堵塞;
所述防堵塞管路(1200)包括进口阀门(1210)、单向控制阀门(1260)、 出口阀门(1270)，以及第一控制阀门(1220)、第二控制阀门(1230)、 第三控制阀门(1240)和第四控制阀门(1250);
该方法包括以下步骤：
开启所述进口阀门(1210)、所述单向控制阀门(1260)、所述出口阀 门(1270)、所述第一控制阀门(1220)和所述第四控制阀门(1250)， 同时关闭所述第二控制阀门(1230)和所述第三控制阀门(1240)，
开启所述高压电场发生装置(1120)，调节所述电压控制模块(1123)， 使所述电极套管(1112)与所述电极棒(1121)之间形成10～100KV的高压电 场，
开启水泵输送污泥通过所述预处理管路(1100)，依次经过所述进口阀 门(1210)、所述第一控制阀门(1220)、所述第四控制阀门(1250)、 所述单向控制阀门(1260)和所述出口阀门(1270)，完成污泥调质;
反之，开启所述第二控制阀门(1230)和所述第三控制阀门(1240)， 关闭所述第一控制阀门(1220)和所述第四控制阀门(1250)，改变污泥 的流动方向，进行反向冲洗。
说明书
一种污泥调质系统及其调质方法
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，尤其涉及一种污泥调质系统及其调质方 法。
背景技术
活性污泥法是目前国内应用最广泛的污水生物处理技术，但该方法在 城市污水厂运行过程中存在一些问题：一、部分污水厂碳源较少，导致污 水可生化性差，处理效率低;二、活性污泥中含有大量的微生物群体，导 致在污泥脱水过程中泥饼含水率较高，体积较大，外运填埋占用大量运行 成本及土地资源;三、污泥处理采用厌氧消化工艺，存在反应速度慢，污 泥在池内的停留时间过长，池体体积庞大等缺点。
由此可见，针对污泥进行一定的预处理，可以促使污泥中细胞破裂和 细胞内有机物质释放，从而增加污水处理所需的碳源，减少脱水污泥含水 率，提高污泥水解速度，加快消化速率，提高厌氧消化产沼量。
目前，国内外关于污泥细胞破壁技术的方法有化学法和物理法，化学 法有碱处理法、臭氧氧化法;物理法有热处理法、超声波处理法、高压喷 射法、冷冻处理法等。在工程应用中，传统处理工艺存在不易工程化，处 理成本高，能耗高，效率低，容易堵塞，污泥细胞破壁效率低等问题，因 此根据实际需要，开发新型的污泥细胞破壁调质技术仍是今后重点研究的 方向。
发明内容
为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的或至少能部分解决上述 问题的一种污泥调质系统及其调质方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种污泥调质系统，包括：
预处理管路，所述预处理管路包括一个或多个预处理管路单元和高压 电场发生装置，其中，所述高压电场发生装置包括，
与所述预处理管路单元同轴的电极棒;
用于在预处理管路单元内形成高压可变电场的高压生成模块;
第一端与所述高压生成模块连接第二端与所述电极棒连接的，用 于控制所述高压生成模块所产生的高压频率和幅度的电压控制模块;
其中，所述调质系统还包括防堵塞管路，其与所述预处理管路共同形 成桥式管路，使得所述预处理管路能正反双向地流动，从而有效地降低污 泥堵塞。
可选地，根据本发明的污泥调质系统，其中所述预处理管路单元包括 法兰盘、电极套管和空心弯头，其中，
所述电极套管的两端安装所述空心弯头;
所述空心弯头上安装所述法兰盘。
可选地，根据本发明的污泥调质系统，其中所述空心弯头的弯曲角度 为45-90度。
可选地，根据本发明的污泥调质系统，其中所述预处理管路单元包括 电极套管和安装在所述电极套管两端的法兰盘(1111)，所述电极套管为 半圆形。
可选地，根据本发明的污泥调质系统，其中所述防堵塞管路包括进口 阀门、出口阀门，以及第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门和第 四控制阀门，其中，
由所述第一控制阀门和所述第二控制阀门形成的串联管路与所述第 三控制阀门和所述第四控制阀门形成的串联管路并联在节点N1和N2之 间;
在节点N3和N4之间包含一个或多个并联预处理管路，通过调节第 一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门和第四控制阀门来实现所述预 处理管路的正反双向流动。
可选地，根据本发明的污泥调质系统，其中所述进口阀门和所述出口 阀门为手动阀门。
可选地，根据权本发明的污泥调质系统，其中所述第一控制阀门、第 二控制阀门、第三控制阀门和第四控制阀门为电动阀门或气动阀门。
可选地，根据本发明的污泥调质系统，其中在所述出口阀门和节点 N2之间进一步地包括单向控制阀门。
可选地，根据本发明的污泥调质系统，其中所述调质系统各部件的工 作过程包括：
开启所述进口阀门、所述单向控制阀门、所述出口阀门、所述第一控 制阀门和所述第四控制阀门，同时关闭所述第二控制阀门和所述第三控制 阀门，
开启所述高压电场发生装置，调节所述电压控制模块;使所述电极套 管与所述电极棒之间形成10～100KV的高压电场，
开启水泵输送污泥通过所述预处理管路，依次经过所述进口阀门、所 述第一控制阀门、所述第四控制阀门、所述单向控制阀门和所述出口阀门， 完成污泥调质;
反之，开启所述第二控制阀门和所述第三控制阀门，关闭所述第一控 制阀门和所述第四控制阀门，改变污泥的流动方向，进行反向冲洗。
根据本发明的另一方面，提供了一种污泥的调质方法，其中，
提供了一种污泥调质系统，包括，
提供了一种污泥调质系统，包括，
预处理管路，所述预处理管路包括一个或多个预处理管路单元和高压 电场发生装置，其中，所述高压电场发生装置包括，
与所述预处理管路单元同轴的电极棒;
用于在预处理管路单元内形成高压可变电场的高压生成模块;
第一端与所述高压生成模块连接用于控制所述高压生成模块所 产生的高压频率和幅度，第二端与所述电极棒连接的电压控制模块;
其中，所述调质系统还包括防堵塞管路，其与所述预处理管路共同形 成桥式管路，使得所述预处理管路能正反双向地流动，从而有效地降低污 泥堵塞;
所述防堵塞管路包括进口阀门、单向控制阀门、出口阀门，以及第一 控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门和第四控制阀门;
该方法包括以下步骤：
开启所述进口阀门、所述单向控制阀门、所述出口阀门、所述第一控 制阀门和所述第四控制阀门，同时关闭所述第二控制阀门和所述第三控制 阀门，
开启所述高压电场发生装置，调节所述电压控制模块，使所述电极套 管与所述电极棒之间形成10～100KV的高压电场，
开启水泵输送污泥通过所述预处理管路，依次经过所述进口阀门、所 述第一控制阀门、所述第四控制阀门、所述单向控制阀门和所述出口阀门， 完成污泥调质;
反之，开启所述第二控制阀门和所述第三控制阀门，关闭所述第一控 制阀门和所述第四控制阀门，改变污泥的流动方向，进行反向冲洗。
根据本发明的污泥调质系统占地少、运行方便、处理成本低;并且在 污泥调质过程中预处理管路不易堵塞;适用范围大，针对含水率在 88%-99.5%之间的污泥均可实现调质，对含水率在92%-98%之间的污泥调 质效果较好;预处理后的污泥细胞内的有机质能提供碳源;预处理后的污 泥脱水后的含水率低;另外污泥调质后的破壁率高，减少污泥的厌氧消化 时间，增加了污泥消化时的甲烷产气量。