申请日2019.12.19
公开(公告)日2020.03.17
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明公开了一种活性污泥化能储能的自卸料电解装置及其工艺;它包括电解压力容器，所述电解压力容器的上封盖板上分别设置有压力温度仪表安装法兰、排空气管、阳极法兰和反冲洗管，所述电解压力容器的下封板中央竖直连接有进料排空管，所述进料排空管的管壁上连接有进料管，所述电解压力容器顶部内部中央竖直设置有条形惰性电极，所述反冲洗管伸入电解压力容器内与冲洗环连通;两圈阴极栅安装环之间设置有阴极栅;所述电解压力容器外壁上由上至下间隔开设有多个焊接孔;所述焊接孔内焊接有卸料管。本发明具有不同高度、不同角度布置的卸料结构，通过程控电动阀门，使反应器内部形成旋流，达到自动清洗电极的作用，降低清洗费用，保障电极寿命。
权利要求书
1.一种活性污泥化能储能的自卸料电解装置，其特征在于：它包括电解压力容器(1)，所述电解压力容器(1)的上封盖板上分别设置有压力温度法兰(2)、排空气管(3)、阳极法兰(4)和反冲洗管(5)，所述电解压力容器(1)的下封板中央竖直连接有进料排空管(6)，所述进料排空管(6)的管壁上连接有进料管(7)，所述电解压力容器(1)顶部内部中央竖直设置有条形惰性电极(8)，所述条形惰性电极(8)通过阳极法兰(4)与电解电源(9)连接;所述反冲洗管(5)伸入电解压力容器(1)内与冲洗环(10)连通;所述条形惰性电极(8)竖直穿过冲洗环(10);所述压力温度法兰(2)上安装有压力温度仪表(2.1);所述电解压力容器(1)内壁设置有阴极栅安装环组(11);所述阴极栅安装环组(11)由上下两圈阴极栅安装环(11.1);两圈阴极栅安装环(11.1)之间设置有阴极栅(12);两圈阴极栅安装环(11.1)的电解压力容器(1)外壁上周向方向对称设置有两组阴极法兰(13)，所述阴极栅(12)通过阴极法兰(13)与电解电源(9)连接;所述电解压力容器(1)外壁上由上至下间隔开设有多个焊接孔(14);所述焊接孔(14)内焊接有卸料管(15)。
2.根据权利要求1所述活性污泥化能储能的自卸料电解装置，其特征在于：所述焊接孔(14)沿电解压力容器(1)外壁周向方向均匀布置;所述卸料管(15)为异形加工件;所述卸料管(15)内侧设置弧形导流面，所述卸料管(15)沿电解压力容器(1)外壁切面方向插入电解压力容器(1)的焊接孔(14)内。
3.根据权利要求1或2所述活性污泥化能储能的自卸料电解装置，其特征在于：所述冲洗环(10)为环形结构，所述冲洗环(10)包括布水环(10.1)，所述布水环(10.1)上设置有与反冲洗管(5)连接的进水管(10.2);所述布水环(10.1)上下方向均间隔开设有锥形喷水短管(10.3)。
4.根据权利要求3所述活性污泥化能储能的自卸料电解装置，其特征在于：所述排空气管(3)上设置有排空阀(3.1)，所述反冲洗管(5)上设置有反冲洗阀(5.1)。
5.根据权利要求4所述活性污泥化能储能的自卸料电解装置，其特征在于：所述进料管(7)上设置有进料阀(7.1)，所述进料管(7)下方的进料排空管(6)上设置有排污阀(6.1)。
6.根据权利要求5所述活性污泥化能储能的自卸料电解装置，其特征在于：所述卸料管(15)上设置有卸料阀(15.1)。
7.根据权利要求6所述活性污泥化能储能的自卸料电解装置，其特征在于：所述电解压力容器(1)下部的外壁周向方向对称设置有4个安装支架(16)。
8.根据权利要求7所述活性污泥化能储能的自卸料电解装置，其特征在于：所述电解压力容器(1)下部的外壁设置有接地柱(17)。
9.一种权利要求7所述装置进行卸料电解的工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)打开放空排气阀(3.1)，关闭卸料阀(15.1)，关闭排空阀(6.1);打开进料阀(7.1);
2)打开进料泵，打入电解压力容器(1)内;
3)关闭放空排气阀(3.1)，关闭进料阀(7.1);
4)启动电解电源(9);
5)判断压力温度参数，待达到预定温度压力后，停止加热;
6)依次开启卸料阀门，依次打开三个卸料阀(15.1)，通过两个周期的依次快速通断，混合物形成沿电解压力容器(1)周边旋转，持续接通三个卸料阀(15.1)卸料，压力低于下限时停止卸料，关闭卸料阀(15.1)，打开进料阀(7.1);
7)打开排空阀(3.1)，打开排污阀(6.1)，打开反冲洗阀(5.1.);
8)完成一个周期后待下一个周期，循环进行。
说明书
活性污泥化能储能的自卸料电解装置及其工艺
技术领域
本发明涉及污泥处理工艺，具体涉及一种活性污泥化能储能的自卸料电解装置及其工艺。
背景技术
污水处理厂的剩余污泥处置一直是困扰各污水处理厂稳定运行的环保难题。通常情况下，活性污泥通过有害物质鉴定后，首选物理填埋，随着城市化的发展，填埋厂普遍存在饱和的情况，导致填埋要求会越来越高，污泥填埋受到限制;单纯的高温焚烧不经济，也存在二噁英的二次污染风险，高温联合焚烧，则需要协同单位，无害化处理成本也较高，推广时均有困难;低温干化技术任然以热交换原理进行，场地占用大、处理时间长，经济性不好;石灰干法处理，受到石灰原料生产限制，并增加了污泥量，后期处理成本升高。污泥利用分为高温发酵、低温发酵和低温干化后，堆肥回用;或焚烧后用作建材辅料等等。受重金属、危险有机物等的影响，堆肥回用风险较高不利于推广;用作建筑材料的辅料使整体性能下降，也不利推广。另外污泥碳源利用目前较少，对碳源的开发不充分，也没有完善的无害化工艺。
现有污泥处置以工艺填埋、焚烧、发酵等工艺为主，分别存在几个问题：
a.堆场容量有限、重金属污染和有害物质累计风险大;
b.焚烧能耗高、热损失大、协同企业少;
c.场地面积大、有害物质未彻底去除，病原体不易控制、风险累计大;
d.对与污泥中碳源回收利用不足。
现有电解设备能耗高，物料热焓利用率偏低，热能、动能损耗大。电解物料产生气体携带化学能没有回收，工艺后端需要增加换热器，对不凝气的显热回收也存在效率不高的问题。
电解程度控制难度大，通过单一电解处理只能保证降解效果，没法保证脱水效果;如果通过单一电解处理去除水分将大幅提高能耗，并且热焓损耗也将大幅上升。设备的清洗比较困难，耗费清洗水，对电解的效率和电极寿命影响大。
电解物料在活性污泥碳源资源化方面没有应用;现有技术低温干化、厌氧氧化等对微生物灭活、重金属矿化、磷酸盐矿化方面存在缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种活性污泥化能储能的自卸料电解装置及其工艺。
为实现上述目的，本发明设计了一种活性污泥化能储能的自卸料电解装置，它包括电解压力容器，所述电解压力容器的上封盖板上分别设置有压力温度法兰、排空气管、阳极法兰和反冲洗管，所述电解压力容器的下封板中央竖直连接有进料排空管，所述进料排空管的管壁上连接有进料管，所述电解压力容器顶部内部中央竖直设置有条形惰性电极，所述条形惰性电极通过阳极法兰与电解电源连接;所述反冲洗管伸入电解压力容器内与冲洗环连通;所述条形惰性电极竖直穿过冲洗环;所述压力温度法兰上安装有压力温度仪表;所述电解压力容器内壁设置有阴极栅安装环组;所述阴极栅安装环组由上下两圈阴极栅安装环;两圈阴极栅安装环之间设置有阴极栅;两圈阴极栅安装环的电解压力容器外壁上周向方向对称设置有两组阴极法兰，所述阴极栅通过阴极法兰与电解电源连接;所述电解压力容器外壁上由上至下间隔开设有多个焊接孔;所述焊接孔内焊接有卸料管。
进一步地，所述焊接孔沿电解压力容器外壁周向方向均匀布置;所述卸料管为异形加工件;所述卸料管内侧设置弧形导流面，所述卸料管沿电解压力容器外壁切面方向插入电解压力容器的焊接孔内。。
再进一步地，所述冲洗环为环形结构，所述冲洗环包括布水环，所述布水环上设置有与反冲洗管连接的进水管;所述布水环上下方向均间隔开设有锥形喷水短管(焊接锥形喷水短管，保证喷射清洗效果;角度调整对准条形惰性电极和阴极栅)。
再进一步地，所述排空气管上设置有排空阀，所述反冲洗管上设置有反冲洗阀。
再进一步地，所述进料管上设置有进料阀，所述进料管下方的进料排空管上设置有排污阀。
再进一步地，所述卸料管上设置有卸料阀。
再进一步地，所述电解压力容器下部的外壁周向方向对称设置有4个安装支架。
再进一步地，所述电解压力容器下部的外壁设置有接地柱。
本发明还提供了一种上述装置进行卸料电解的工艺，包括以下步骤：
1)打开放空排气阀，关闭卸料阀，关闭排空阀;打开进料阀;
2)打开进料泵，打入电解压力容器内;
3)关闭放空排气阀，关闭进料阀;
4)启动电解电源。
5)判断压力温度参数，待达到预定温度压力后，停止加热;
6)依次开启卸料阀门，依次打开三个卸料阀，通过两个周期的依次快速通断，混合物形成沿电解压力容器周边旋转，持续接通三个卸料阀卸料，压力低于下限时停止卸料，关闭卸料阀，打开进料阀;
7)打开排空阀，打开排污阀，打开反冲洗阀;
8)完成一个周期后待下一个周期，循环进行。
本发明的有益效果：
1)本发明电解强度控制精确，物料带压释放，并与后续裂解分离设备联用，为后续处理提供了动力和燃烧热能，利于污泥无害化和物料脱水。
2)本发明具有不同高度、不同角度布置的卸料结构，通过程控电动阀门，使反应器内部形成旋流，达到自动清洗电极的作用，降低清洗费用，提供电极寿命。
3)本发明卸料部件与筒体形成切线位置关系，并且内部通过加工弧形旋转结构，局部强度提高、表面耐磨处理，提高了设备寿命。
4)本发明具有强制冲洗环，可定期进行水洗清洁。
5)本发明处理物料可以灭活病源体、分解有机质、固化矿物盐去除重金属。
6)本发明密封环境进行，臭气控制容易，集中排放，不对系统外散排有害气体。
7)本发明能量利用率高，电能直接转化为化学能进行存储;热能和压力能储能，为自清洁利用和后续喷射研磨提供动能。设备电能直接加热比交换器和流化床预热更高效。（发明人陈波;白春;钟晨;陈耿;姚同祥）