超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置及方法，特別適用于生活污水產(chǎn)生的污泥等。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，污水處理量日益增加，在污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的大量污泥已成為污水處理廠的沉重負(fù)擔(dān)。
[0003]現(xiàn)污泥處置方法主要有制肥、填埋和焚燒等方法。制肥會(huì)污染土壤，造成大面積公害，其使用已在不同的國(guó)家得到限制或禁止。填埋會(huì)侵占大量土地，防滲不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致土壤和地下水的大面積污染。目前，焚燒的污泥量正大幅度增加。焚燒能殺死病原體，可最大限度地減少污泥的固體量，但投資大，處理費(fèi)用高，每焚燒I噸污泥就會(huì)產(chǎn)生4000—7000立方米的廢氣，焚燒會(huì)產(chǎn)生二噁英等劇毒物質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置及方法，具有高效潔凈、方便經(jīng)濟(jì)、不需要其他任何輔助材料和添加劑、滅菌徹底，同進(jìn)還有很強(qiáng)的除霉、腥、臭等異味等功能；另外具有技術(shù)構(gòu)成簡(jiǎn)單，投資小、處理效果好、管理維護(hù)方便和易于推廣的特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置，它包括反應(yīng)器，所述反應(yīng)器頂部設(shè)置有料斗，所述料斗與反應(yīng)器之間設(shè)置有進(jìn)料閥，所述反應(yīng)器底部設(shè)置有放料閥，所述反應(yīng)器中心通過(guò)支撐架設(shè)置有等離子體發(fā)生器，所述反應(yīng)器內(nèi)壁上均勻設(shè)置有多個(gè)超聲空化器件。
[0006]—種超聲空化等離子體污泥無(wú)害化方法，將需處理的污泥在金屬分離后進(jìn)行破碎，破碎后的污泥進(jìn)入超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置進(jìn)行無(wú)害化處理，作用一定的時(shí)間達(dá)到處理效果后即可對(duì)處理后的污泥進(jìn)行脫水，脫水后的水體作為工作過(guò)程需要用水的回用，再次進(jìn)入超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置作為補(bǔ)充水使用，多余的排出系統(tǒng)外進(jìn)行另外利用，脫水后的干物料作為資源化處理與利用的原料，在下一流程中進(jìn)行深度處理和資源化產(chǎn)品生產(chǎn)。
[0007]所述超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置，它包括反應(yīng)器，所述反應(yīng)器頂部設(shè)置有料斗，所述料斗與反應(yīng)器之間設(shè)置有進(jìn)料閥，所述反應(yīng)器底部設(shè)置有放料閥，所述反應(yīng)器中心通過(guò)支撐架設(shè)置有等離子體發(fā)生器，所述反應(yīng)器內(nèi)壁上均勻設(shè)置有多個(gè)超聲空化器件，待處理的污泥在料斗中受進(jìn)料閥的控制進(jìn)入反應(yīng)器中，進(jìn)入反應(yīng)器的物料分別受超聲空化器件和等離子體發(fā)生器的共同作用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的作用后達(dá)到無(wú)害化的要求，將物料通過(guò)放料閥排出反應(yīng)器外。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明一種超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置及方法，具有高效、潔凈、方便、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)；超聲空化等離子體進(jìn)行污泥處理，不需要其他任何輔助材料和添加劑，包容性好，滅菌徹底，同時(shí)還有很強(qiáng)的除霉、腥、臭等異味的功能；實(shí)現(xiàn)污泥處理，不存在任何殘留物，沒(méi)有二次污染問(wèn)題;具有技術(shù)構(gòu)成簡(jiǎn)單，投資小、處理效果好、管理維護(hù)方便和易于推廣的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明一種超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明一種超聲空化等離子體污泥無(wú)害化方法的工作流程示意圖。
[0011]其中:
料斗I
破碎后的污泥2 進(jìn)料閥3 物料4
超聲空化器件5 反應(yīng)器6 放料閥7
等離子體發(fā)生器8 支撐架9。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0013]如圖1所示，本實(shí)施例中的一種超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置，它包括反應(yīng)器6，所述反應(yīng)器6頂部設(shè)置有料斗I，所述料斗I與反應(yīng)器6之間設(shè)置有進(jìn)料閥3，所述反應(yīng)器6底部設(shè)置有放料閥7，所述反應(yīng)器6中心通過(guò)支撐架9設(shè)置有等離子體發(fā)生器8，所述反應(yīng)器6內(nèi)壁上均勻設(shè)置有多個(gè)超聲空化器件5。
[0014]—種超聲空化等離子體污泥無(wú)害化方法如下:將需處理的污泥在金屬分離后進(jìn)行破碎，破碎后的污泥進(jìn)入超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置進(jìn)行無(wú)害化處理，作用一定的時(shí)間達(dá)到處理效果后即可對(duì)處理后的污泥進(jìn)行脫水，脫水后的水體作為工作過(guò)程需要用水的回用，再次進(jìn)入超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置作為補(bǔ)充水使用，多余的排出系統(tǒng)外進(jìn)行另外利用，脫水后的干物料作為資源化處理與利用的原料，在下一流程中進(jìn)行深度處理和資源化產(chǎn)品生產(chǎn)。
[0015]所述超聲空化等離子體污泥無(wú)害化裝置，它包括反應(yīng)器6，所述反應(yīng)器6頂部設(shè)置有料斗I，所述料斗I與反應(yīng)器6之間設(shè)置有進(jìn)料閥3，所述反應(yīng)器6底部設(shè)置有放料閥7，所述反應(yīng)器6中心通過(guò)支撐架9設(shè)置有等離子體發(fā)生器8，所述反應(yīng)器6內(nèi)壁上均勻設(shè)置有多個(gè)超聲空化器件5，破碎后的污泥2在料斗I中受進(jìn)料閥3的控制進(jìn)入反應(yīng)器6中，進(jìn)入反應(yīng)器6的物料4分別受超聲空化器件5和等離子體發(fā)生器8的共同作用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的作用后達(dá)到無(wú)害化的要求，將物料4通過(guò)放料閥7排出反應(yīng)器6外。
[0016]本發(fā)明對(duì)污泥進(jìn)行超聲空化的同時(shí)作用等離子體，如果需保持處理污泥的水固率，即水量和固體量之比稱水固比，水固比的要求是保證固體污泥能保持松散并完全飽和的浸透于水中。
[0017]等離子體具有較高的熱動(dòng)能，作用與污泥中電極間的放電會(huì)產(chǎn)生多種活性自由基和生態(tài)氧，活性自由基輔以等離子體放電時(shí)產(chǎn)生的紫外線能在瞬間擊穿，并出現(xiàn)刻蝕、氧化微生物中的蛋白質(zhì)和核酸物質(zhì)，其滅活的過(guò)程即實(shí)現(xiàn)滅菌的目標(biāo)殺菌快速?gòu)氐?，?duì)污泥中的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌殺滅率達(dá)99%以上。生態(tài)氧能以很快的速度將多種異味氣體分解或還原為低分子無(wú)害物質(zhì)，如對(duì)氨氣、硫化氫等濃度顯著下降。
[0018]超聲空化振動(dòng)頻率在2萬(wàn)次/S，對(duì)于污泥中的水體而言，共振氣泡的半徑與聲波的共振頻率在超聲場(chǎng)的作用下產(chǎn)生振動(dòng)、生長(zhǎng)和崩潰。氣泡的閉合和崩潰類似于一個(gè)微空間的爆炸過(guò)程，會(huì)在爆炸的瞬間產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)壓力脈沖，脈沖的持續(xù)時(shí)間僅為幾微秒，在崩潰點(diǎn)形成局部熱點(diǎn)，熱點(diǎn)的局部溫度很高，遠(yuǎn)超過(guò)水體的氣化溫度，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生5 X 104kPa的脈沖壓力，由此產(chǎn)生的沖擊波時(shí)速達(dá)400km以上，在等離子體高壓放電、發(fā)光條件下，能有效地把水體中的有毒有害物質(zhì)的分子鏈打斷。
[0019]單純的超聲空化，主要出現(xiàn)的是穩(wěn)態(tài)空化，而等離子體放電環(huán)境下的超聲空化，會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的瞬態(tài)空化。瞬態(tài)空化表現(xiàn)為在一個(gè)或幾個(gè)聲波周期內(nèi)，負(fù)壓相時(shí)空泡會(huì)迅速產(chǎn)生、增大，到正壓相時(shí)空化泡快速收縮并崩潰。區(qū)別于單純超聲空化的穩(wěn)態(tài)空化而言，瞬態(tài)空化具有更為擴(kuò)大的氣泡，瞬態(tài)氣泡的存在和崩潰時(shí)間更短，出現(xiàn)更為快速和強(qiáng)烈的微爆破現(xiàn)象。就本質(zhì)而言，穩(wěn)態(tài)空化的氣泡周期長(zhǎng)，發(fā)生氣體質(zhì)量擴(kuò)散的能量級(jí)較小，通常為有序的定向擴(kuò)散。而等離子體環(huán)境