公布日：2022.11.08
申请日：2022.10.11
分类号：C02F11/122(2019.01)I;C02F11/121(2019.01)I;C02F11/123(2019.01)I;C02F11/125(2019.01)I;C02F11/127(2019.01)I;C02F11/131(2019.01)I;C02F11/14
(2019.01)I;C02F11/143(2019.01)I;C02F11/147(2019.01)I;C02F11/148(2019.01)I
摘要
本发明公开了一种污泥预处理反应器系统及方法，包括污泥破碎设备、输送泵、污泥预处理反应器组件和压滤机，污泥预处理反应器组件包括超声波反应器，超声波反应器通过管道依次连接有第一泥药混合器、第二泥药混合器、微波反应器，第一泥药混合器、第二泥药混合器还分别连接有加药装置。本反应器系统是一种连续的、快速的、经济的污泥预处理反应器系统，该方法具有污泥调理时间短、污泥改性彻底、污泥脱水效率高等优点。
权利要求书
1.一种污泥预处理反应器系统，包括污泥破碎设备（1）、输送泵（2）、污泥预处理反应器组件（3）和压滤机（4），其特征在于：所述污泥预处理反应器组件（3）包括超声波反应器（31），所述超声波反应器（31）通过管道依次连接有第一泥药混合器（32）、第二泥药混合器（33）、微波反应器（34），所述第一泥药混合器（32）、第二泥药混合器（33）还分别连接有加药装置（35），所述第一泥药混合器（32）与第二泥药混合器（33）之间的管道为蛇形管道（36），且其他管道不设置蛇形管道（36）。
2.根据权利要求1所述的污泥预处理反应器系统，其特征在于：所述污泥破碎设备（1）与输送泵（2）之间设置有浓缩机（5）。
3.根据权利要求1至2任一项所述的污泥预处理反应器系统，其特征在于：所述污泥预处理反应器组件（3）通过管道连接有用于与压滤机（4）配合以实现连续运行的储泥池（6），所述储泥池（6）数量设置为一个。4.根据权利要求3所述的污泥预处理反应器系统，其特征在于：所述储泥池（6）的出口连接有偏心螺杆泵（7），所述偏心螺杆泵（7）的出口有连接压滤机（4），所述压滤机（4）为高压隔膜板框压滤机。5.一种污泥预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：通过污泥破碎设备（1）将污泥中的杂物破碎，使杂物直径小于35mm；S2：通过浓缩机（5）将高含水率的污泥从97%或以上浓缩至90%-95%；S3：通过超声波反应器（31）促使污泥液体中产生微米级的空化气泡，空化气泡在急剧崩溃时释放出巨大的能量，释放细胞壁内水分，降低污泥粘度；S4：在第一泥混合器（32）中添加第一调理药剂，使其与污泥混合；S5：在第二泥混合器（33）中添加第二调理药剂，使其与污泥混合；S6：通过微波反应器（34）促进污泥与药剂反应，产生分子极化、取向、摩擦、碰撞、吸收微波能而产生热效应，强化传质快速完成泥药混合并反应；S7：通过压滤机（4）进行污泥脱水，将污泥含水率降至40%以下。
6.根据权利要求5所述的污泥预处理方法，其特征在于：S3中，超声波反应器（31）采用流通式超声波反应器。
7.根据权利要求6所述的污泥预处理方法，其特征在于：S3中，设置超声波反应器（31）的频率为20-28kHz，能量密度0.06-0.14w/ml。
8.根据权利要求7所述的污泥预处理方法，其特征在于：S6中，设置微波反应器（34）的功率2-20kw。
9.根据权利要求5至8任一项所述的污泥预处理方法，其特征在于：所述第一调理药剂采用聚合硫酸铝铁，所述第二调理药剂采用PAM乳液。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种效果明显、污泥脱水率高的反应器。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：与现有技术相比，本发明的优点在于：一种污泥预处理反应器系统，包括污泥破碎设备、输送泵、污泥预处理反应器组件和压滤机，所述污泥预处理反应器组件包括超声波反应器，所述超声波反应器通过管道依次连接有第一泥药混合器、第二泥药混合器、微波反应器，所述第一泥药混合器、第二泥药混合器还分别连接有加药装置。
作为上述技术方案的进一步改进：所述第一泥药混合器与第二泥药混合器之间的管道为蛇形管道，且其他管道不设置蛇形管道。
所述污泥预处理反应器组件通过管道连接有用于与压滤机配合以实现连续运行的储泥池，所述储泥池数量设置为一个。
所述储泥池的出口连接有偏心螺杆泵，所述偏心螺杆泵的出口连接有压滤机，所述压滤机为高压隔膜板框压滤机。
一种污泥预处理方法包括以下步骤：S1：通过污泥破碎设备将污泥中的杂物破碎，使杂物直径小于35mm；S2：通过浓缩机将高含水率的污泥从97%或以上浓缩至90%-95%；S3：通过超声波反应器促使污泥液体中产生微米级的空化气泡，空化气泡在急剧崩溃时释放出巨大的能量，释放细胞壁内水分，降低污泥粘度；S4：在第一泥混合器中添加第一调理药剂，使其与污泥混合；S5：在第二泥混合器中添加第二调理药剂，使其与污泥混合；S6：通过微波反应器促进污泥与药剂反应，产生分子极化、取向、摩擦、碰撞、吸收微波能而产生热效应，强化传质快速完成泥药混合并反应；S7：通过压滤机进行污泥脱水，将污泥含水率降至40%以下。
进一步地，S3中，超声波反应器采用流通式超声波反应器。
进一步地，S3中，设置超声波反应器的频率为20-28kHz，能量密度0.06-0.14w/ml。
进一步地，S6中，设置微波反应器的功率2-20kw。
进一步地，所述第一调理药剂采用聚合硫酸铝铁，所述第二调理药剂采用PAM乳液。
本发明是一种连续的、快速的、经济的污泥预处理反应器系统，可将污泥含水率降至40%以下，能在20-50秒的时间内对污泥进行调理改性，大幅提高污泥脱水性能，具有污泥调理时间短、污泥改性彻底、污泥脱水效率高等优点。
污泥预处理反应器组件，根据不同泥质、不同脱水设备，反应器组件有多种组合和配置，比如药剂添加顺序、反应时间、处理量、药剂种类、反应器种类和组合都可以进行调整，满足不同泥质、不同脱水设备、不同预处理的要求。
与传统污泥预处理方式相比，传统污泥加药方式通过机械搅拌（立式搅拌、卧式搅拌等），无法彻底将浓缩污泥中的絮体全部破碎，并无法释放被PAM包裹的污泥胶体中的自由水、内部水、结合水，泥药反应速度慢（一般需要30-60分钟反应时间），并且不连续，泥药混合不均匀，药剂添加量大等问题。相比传统预处理工艺，污泥脱水设备的脱水率提高34%以上，比如，采用离心脱水机、带式压滤机、叠螺脱水机、螺旋压榨机，污泥含水率降至70%以下，并且无须配备存储，直接与脱水设备对接，减少储泥池或存储设备；比如，采用高压隔膜板框脱水机，因为污泥预处理反应器整个过程是连续运行，所以污泥存储池或容器设计的非常小，是传统储泥池或储罐的二分之一，污泥储泥池或储罐内部安装液位计、立式搅拌机等，可以根据液位自动连锁前后设备，实现全自动运行。相比传统板框预处理工艺，板框脱水率提高33%以上，污泥含水率降低至40%以下。
（发明人：胡晓明;刘阳;陈代新;任巍;李娟;刘林;王丹）