公布日：2023.08.29
申请日：2023.05.04
分类号：C02F11/02(2006.01)I;C02F11/18(2006.01)I;C02F11/121(2019.01)I
摘要
本发明提供一种嗜热酶的水解酸化设备及工艺流程，涉及泥水处理领域。该嗜热酶的水解酸化设备及工艺流程，包括酸化池、泥水热交换装置和水解池，所述酸化池顶部固定连接有驱动电机和流量控制器。根据水解池内部污泥温度控制污泥循环泵和电热丝的工作，通过污泥循环泵、U形管道、电热丝等零件配合对污泥进行加热，增加嗜热酶与污泥反应的速度，提高污泥细胞破壁速度，将水与污泥分离。污泥在水解池内部进行循环流动，对污泥与嗜热酶进行二次混合，嗜热酶水解后的污泥进入酸化池内部进行反应。并且通过电热丝与涡状盘管配合，对酸化池内部污泥进行加热，在酸化池内部进行反应，减少设备故障造成的影响。
权利要求书
1.一种嗜热酶的水解酸化设备，包括酸化池(1)、泥水热交换装置和水解池(17)，其特征在于：所述酸化池(1)顶部固定连接有驱动电机(13)和流量控制器(9)，所述流量控制器(9)顶部固定连接有储料管(8)，所述驱动电机(13)底部设置有驱动轴(10)、清理板(11)和多个搅拌叶(12)，所述清理板(11)一端设置有控流板(15)和排泥管道(4)；所述水解池(17)内部设置有圆筒(18)、供气管(20)和移动管道(31)，所述移动管道(31)顶部设置有传动薄板(35)、控制竖轴(32)和气压缸(33)；所述泥水热交换装置包括换位污泥泵(5)、导泥管(6)、出泥管(7)、污泥循环泵(21)和温度传感器(30)，所述污泥循环泵(21)固定连接有U形管道(22)，所述U形管道(22)外侧固定套设有电热丝(23)和安装箱(24)，所述安装箱(24)与酸化池(1)之间设置有液箱(25)、水泵(26)、导流弯管(27)、涡状盘管(28)和回流管(29)。
2.根据权利要求1所述的一种嗜热酶的水解酸化设备，其特征在于：所述驱动电机(13)固定连接于酸化池(1)顶部，所述驱动轴(10)安装于驱动电机(13)输出端，多个所述搅拌叶(12)均固定连接于驱动轴(10)外侧，所述清理板(11)固定连接于驱动轴(10)外侧底部。
3.根据权利要求1所述的一种嗜热酶的水解酸化设备，其特征在于：所述酸化池(1)底部固定连接有污泥泵(3)，所述储料管(8)与酸化池(1)之间固定连接有多个竖杆，所述出泥管(7)固定连接于酸化池(1)与水解池(17)之间，所述换位污泥泵(5)设置于出泥管(7)底部并与酸化池(1)固定连接，所述导泥管(6)固定连接于酸化池(1)与水解池(17)之间。
4.根据权利要求1所述的一种嗜热酶的水解酸化设备，其特征在于：所述温度传感器(30)固定连接于水解池(17)一侧，所述圆筒(18)设置于水解池(17)内部并与水解池(17)之间固定连接有多个安装杆，所述供气管(20)底端延伸到圆筒(18)内部并与圆筒(18)固定连接，所述供气管(20)顶端贯穿水解池(17)并与水解池(17)固定连接，所述圆筒(18)外侧开设有多个排气孔(19)。
5.根据权利要求1所述的一种嗜热酶的水解酸化设备，其特征在于：所述U形管道(22)一端延伸入水解池(17)内部并与水解池(17)固定连接，所述电热丝(23)设置于安装箱(24)内部，所述液箱(25)一端延伸入安装箱(24)内部并与安装箱(24)固定连接，所述液箱(25)固定连接于水解池(17)底部。
6.根据权利要求1所述的一种嗜热酶的水解酸化设备，其特征在于：所述水泵(26)固定连接于水解池(17)与液箱(25)之间，所述涡状盘管(28)固定连接于酸化池(1)底部，所述涡状盘管(28)两端分别与导流弯管(27)和回流管(29)固定连接，所述回流管(29)一端与液箱(25)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种嗜热酶的水解酸化设备，其特征在于：所述气压缸(33)与水解池(17)之间固定连接有两个绝缘杆(34)，所述控制竖轴(32)固定连接于气压缸(33)与移动管道(31)之间，所述移动管道(31)设置于出泥管(7)与U形管道(22)之间。
8.根据权利要求1所述的一种嗜热酶的水解酸化设备，其特征在于：所述控制竖轴(32)外侧套设有橡胶套，所述水解池(17)与橡胶套固定连接，所述传动薄板(35)固定连接于气压缸(33)底部，所述排泥管道(4)固定连接于酸化池(1)一侧底部，所述酸化池(1)内部开设有滑动槽(14)，所述控流板(15)设置于滑动槽(14)内部，所述控流板(15)设置于排泥管道(4)一侧，所述控流板(15)顶部固定连接有细杆(16)，所述细杆(16)顶端贯穿酸化池(1)，所述细杆(16)顶端与传动薄板(35)固定连接。
9.一种嗜热酶的水解酸化工艺流程，适用于权利要求1-8任意一种嗜热酶的水解酸化设备，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将调节池的初沉污泥经过污泥泵(3)进行抽离，控制污泥泵(3)抽取污泥输送到酸化池(1)内部，在流量控制器(9)和储料管(8)的配合下，向酸化池(1)泥泵添加一定数量的嗜热酶，完成污泥处理准备工作；步骤二：通过控制驱动电机(13)工作，多个搅拌叶(12)对酸化池(1)内部污泥进行搅拌，将嗜热酶与污泥进行混合，完成污泥的混合处理；步骤三：控制换位污泥泵(5)抽取酸化池(1)内部污泥，通过导泥管(6)输送到水解池(17)内部，完成污泥换位工作；步骤四：控制水解池(17)底部污泥循环泵(21)工作，抽取酸化池(1)内腔底部的污泥，通过U形管道(22)输送到水解池(17)内腔顶部，进行污泥内循环搅拌曝气工作；步骤五：电热丝(23)工作对U形管道(22)内部污泥进行加热，同时温度传感器(30)对水解池(17)内部污泥温度进行检测，根据污泥温度控制污泥循环泵(21)和电热丝(23)的工作，配合涡状盘管(28)，进行污泥的加热工作，增加嗜热酶与污泥反应的速度，利用嗜热菌提高处理的效率；步骤六：供气管(20)向圆筒(18)内部灌输高压气体，气体通过多个排气孔(19)吹向酸化池(1)内部各个部分，对污泥进行搅拌，完成向酸化池(1)内部污泥内部补充气体搅拌工作；步骤七：控制气压缸(33)和污泥循环泵(21)工作，移动管道(31)移动到出泥管(7)与U形管道(22)之间，污泥循环泵(21)抽取水解池(17)内腔底部的反应后污泥，通过U形管道(22)、移动管道(31)、出泥管(7)输送到酸化池(1)内部，酸化池(1)内部的污泥通过排泥管道(4)排入沉淀池内部，完成污泥反应后排放工作，排放的污泥进行外运处置，处理形成的清液进入生物池待用。
10.根据权利要求9所述的一种嗜热酶的水解酸化工艺流程，其特征在于：步骤一中的污泥泵(3)、流量控制器(9)构成液面控制系统，控制污泥泵(3)和流量控制器(9)工作时间以达到控制酸化池(1)内部污泥液面高度目的；步骤五中提到的污泥循环泵(21)、U形管道(22)、电热丝(23)、温度传感器(30)形成自动化的温控系统，将污泥升温到67±2℃后在水解池(17)中进行水解；步骤七中排放工作可通过脱水机供泥泵进行排出。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种嗜热酶的水解酸化设备及工艺流程，以解决现有技术中通过嗜热酶进行水解酸化时，通常将所有反应在一个容器内部进行，虽然可以快速的进行，但是当设备出现问题时，会使污泥处理全面停止，影响污水污泥处理速度的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种嗜热酶的水解酸化设备，包括酸化池、泥水热交换装置和水解池，其特征在于：所述酸化池顶部固定连接有驱动电机和流量控制器，所述流量控制器顶部固定连接有储料管，所述驱动电机底部设置有驱动轴、清理板和多个搅拌叶，所述清理板一端设置有控流板和排泥管道；
所述水解池内部设置有圆筒、供气管和移动管道，所述移动管道顶部设置有传动薄板、控制竖轴和气压缸；
所述泥水热交换装置包括换位污泥泵、导泥管、出泥管、污泥循环泵和温度传感器，所述污泥循环泵固定连接有U形管道，所述U形管道外侧固定套设有电热丝和安装箱，所述安装箱与酸化池之间设置有液箱、水泵、导流弯管、涡状盘管和回流管。
优选地，所述驱动电机固定连接于酸化池顶部，使搅拌叶对污泥进行搅拌，并且搅拌叶倾斜设置，使污泥受到搅拌叶施加的一个斜向上的力，减少搅拌叶旋转受到的阻力的同时，向污泥施加旋转的力和斜向上的力，保证搅拌的均匀，所述驱动轴安装于驱动电机输出端，多个所述搅拌叶均固定连接于驱动轴外侧，所述清理板固定连接于驱动轴外侧底部。
优选地，所述酸化池底部固定连接有污泥泵，所述储料管与酸化池之间固定连接有多个竖杆，所述出泥管固定连接于酸化池与水解池之间，所述换位污泥泵设置于出泥管底部并与酸化池固定连接，后换位污泥泵和导泥管配合将酸化池内部污泥输送到水解池内部，完成污泥的循环处理，保证污泥与嗜热酶混合的质量。将污泥与嗜热酶的搅拌，以及污泥与嗜热酶的加热混合，分开到酸化池和水解池内部进行，所述导泥管固定连接于酸化池与水解池之间。
优选地，所述温度传感器固定连接于水解池一侧，所述圆筒设置于水解池内部并与水解池之间固定连接有多个安装杆，所述供气管底端延伸到圆筒内部并与圆筒固定连接，所述供气管顶端贯穿水解池并与水解池固定连接，所述圆筒外侧开设有多个排气孔，供气管向圆筒内部灌输高压气体，气体通过多个排气孔吹向酸化池内部各个部分，对污泥进行搅拌，并且向酸化池内部污泥内部补充气体，满足反应需要的气体成本增加。
优选地，所述U形管道一端延伸入水解池内部并与水解池固定连接，所述电热丝设置于安装箱内部，污泥循环泵工作抽取水解池内部的污泥，通过U形管道输送到水解池内腔顶部，使污泥在水解池内部进行循环流动，对污泥与嗜热酶进行二次混合，所述液箱一端延伸入安装箱内部并与安装箱固定连接，电热丝设置于安装箱内部，而且液箱底端延伸入安装箱内部，电热丝工作产生的余热被液箱内部液体吸收，对液体进行加热，所述液箱固定连接于水解池底部。
优选地，所述水泵固定连接于水解池与液箱之间，所述涡状盘管固定连接于酸化池底部，所述涡状盘管两端分别与导流弯管和回流管固定连接，所述回流管一端与液箱固定连接，工作的水泵抽取液箱内部液体，通过导流弯管输送到涡状盘管，并且涡状盘管与液箱之间固定连接有回流管，因此液体通过涡状盘管和回流管回到液箱内部，完成吸收电热丝工作余热的液体的使用。
优选地，所述气压缸与水解池之间固定连接有两个绝缘杆，所述控制竖轴固定连接于气压缸与移动管道之间，所述移动管道设置于出泥管与U形管道之间，工作的气压缸通过控制竖轴拉动移动管道移动，使移动管道移动到出泥管与U形管道之间。通过移动管道使U形管道与出泥管连通。
优选地，所述控制竖轴外侧套设有橡胶套，所述水解池与橡胶套固定连接，气压缸拉动移动管道时，会通过传动薄板拉动细杆，使细杆拉动控流板在滑动槽内部移动，所述传动薄板固定连接于气压缸底部，所述排泥管道固定连接于酸化池一侧底部，所述酸化池内部开设有滑动槽，所述控流板设置于滑动槽内部，所述控流板设置于排泥管道一侧，所述控流板顶部固定连接有细杆，所述细杆顶端贯穿酸化池，气压缸拉动移动管道时，会通过传动薄板拉动细杆，使细杆拉动控流板在滑动槽内部移动。当细杆移动后，排泥管道一侧失去阻挡与酸化池内部连通，所述细杆顶端与传动薄板固定连接。
一种嗜热酶的水解酸化工艺流程，包括如下步骤：
步骤一：将调节池的初沉污泥经过污泥泵进行抽离，控制污泥泵抽取污泥输送到酸化池内部，在流量控制器和储料管的配合下，向酸化池污泥添加一定数量的嗜热酶，完成污泥处理准备工作；
步骤二：通过控制驱动电机工作，多个搅拌叶对酸化池内部污泥进行搅拌，将嗜热酶与污泥进行混合，完成污泥的混合处理；
步骤三：控制换位污泥泵抽取酸化池内部污泥，通过导泥管输送到水解池内部，完成污泥换位工作；
步骤四：控制水解池底部污泥循环泵工作，抽取酸化池内腔底部的污泥，通过U形管道输送到水解池内腔顶部，进行污泥内循环搅拌曝气工作；
步骤五：电热丝工作对U形管道内部污泥进行加热，同时温度传感器对水解池内部污泥温度进行检测，根据污泥温度控制污泥循环泵和电热丝的工作，配合涡状盘管，进行污泥的加热工作，增加嗜热酶与污泥反应的速度，利用嗜热菌提高处理的效率；
步骤六：供气管向圆筒内部灌输高压气体，气体通过多个排气孔吹向酸化池内部各个部分，对污泥进行搅拌，完成向酸化池内部污泥内部补充气体搅拌工作；
步骤七：控制气压缸和污泥循环泵工作，移动管道移动到出泥管与U形管道之间，污泥循环泵抽取水解池内腔底部的反应后污泥，通过U形管道、移动管道、出泥管输送到酸化池内部，酸化池内部的污泥通过排泥管道排入沉淀池内部，完成污泥反应后排放工作，排放的污泥进行外运处置，处理形成的清液进入生物池待用。
优选地，步骤一中的污泥泵、流量控制器构成液面控制系统，控制污泥泵和流量控制器工作时间以达到控制酸化池内部污泥液面高度目的；
步骤五中提到污泥循环泵、U形管道、电热丝、温度传感器形成自动化的温控系统，将污泥升温到67±2℃后在水解池中进行水解；
步骤七中排放工作可通过脱水机供泥泵进行排出。
本发明提供了一种嗜热酶的水解酸化设备及工艺流程，其具备的有益效果如下：
1、该嗜热酶的水解酸化设备及工艺流程，污泥循环泵工作，抽取酸化池内腔底部的污泥，通过U形管道输送到水解池内腔顶部。同时U形管道外侧固定套设的电热丝工作对U形管道内部污泥进行加热，同时温度传感器对水解池内部污泥温度进行检测，根据水解池内部污泥温度控制污泥循环泵和电热丝的工作，完成污泥的加热工作。通过污泥循环泵、U形管道、电热丝等零件配合对污泥进行加热，增加嗜热酶与污泥反应的速度，嗜热菌分泌水解酶和蛋白酶，可以提高污泥细胞破壁速度，促进污泥减量，将水与污泥分离。污泥在水解池内部进行循环流动，对污泥与嗜热酶进行二次混合，并且通过电热丝与涡状盘管配合，对酸化池内部污泥进行加热，在酸化池内部进行反应，减少设备故障造成的影响。
2、该嗜热酶的水解酸化设备及工艺流程，通过污泥泵抽取污泥输送到酸化池内部，在流量控制器和储料管的配合下，向酸化池泥泵添加一定数量的嗜热酶。当嗜热酶添加到酸化池泥泵后，通过控制驱动电机工作，工作的驱动电机通过驱动轴和多个搅拌叶对酸化池内部污泥进行搅拌，将嗜热酶与污泥进行混合，完成污泥的酸化处理。
3、该嗜热酶的水解酸化设备及工艺流程，供气管向圆筒内部灌输高压气体，气体通过多个排气孔吹向酸化池内部各个部分，对污泥进行搅拌，并且向酸化池内部污泥内部补充气体，满足反应需要的气体成本增加，保证污泥与嗜热酶反应的彻底快。
4、该嗜热酶的水解酸化设备及工艺流程，工作的气压缸使移动管道移动到出泥管与U形管道之间，污泥循环泵抽取水解池内腔底部的反应后污泥，通过U形管道、移动管道、出泥管输送到酸化池内部。在气压缸带动移动管道移动的同时，气压缸通过传动薄板带动控流板进行移动，使排泥管道与酸化池内部连通。此时进入酸化池内部的污泥通过排泥管道排入沉淀池内部，完成污泥反应后排放工作。通过气压缸、移动管道、传动薄板等零件配合，对排泥管道与酸化池之间的闭合以及水解池与酸化池之间的污泥输送进行控制，减少成本投入。
5、该嗜热酶的水解酸化设备及工艺流程，可以使水解池内部污泥通过污泥循环泵、U形管道、移动管道和出泥管进入酸化池内部，补充嗜热酶或者被驱动电机、驱动轴、搅拌叶等零件配合搅拌，随后换位污泥泵和导泥管配合将酸化池内部污泥输送到水解池内部，完成污泥的循环处理，保证污泥与嗜热酶混合的质量。将污泥与嗜热酶的搅拌，以及污泥与嗜热酶的加热混合，分开到酸化池和水解池内部进行，循环工作保证污泥反应的空间。
6、该嗜热酶的水解酸化设备及工艺流程，工作的水泵抽取液箱内部液体，通过导流弯管输送到涡状盘管，并且涡状盘管与液箱之间固定连接有回流管，因此液体通过涡状盘管和回流管回到液箱内部，完成吸收电热丝工作余热的液体的使用。并且涡状盘管固定连接于酸化池底部，涡状盘管内部液体的热量被酸化池内部污泥吸收，对酸化池内部污泥进行预热，减少污泥在水解池内部加热的时间，减少资源浪费。
7、该嗜热酶的水解酸化设备及工艺流程，气压缸工作的同时，控制驱动电机工作通过驱动轴带动清理板旋转，在酸化池内腔底部旋转的清理板向污泥施加旋转离心力，使污泥通过一端与酸化池内腔底部连通的排泥管道排出酸化池内部。并且清理板旋转对酸化池内腔底部进行清理刮擦，保证酸化池内壁污泥排出的干净。
（发明人：王福浩;郭亮;朱四富;霍宏宇;傅长军;崔常桂;薛腾飞;施晓辉;杨明辉;刘静;曹乃斌;孙扬;迟文浩;张绍帅;韩志鹏;张亚迪;战萍;刘慧;曹乃成）