污水处理装置及污水处理系统.pdf

本发明公开了一种污水处理装置，包括：超声波发生器及超声波探头，所述超声波发生器通过连接部件连接所述超声波探头；所述超声波发生器，用于向所述超声波探头发送超声波；所述超声波探头置于污水中，用于向污水中传播所述超声波发生器发送的超声波，对污水进行处理。在使用过程中，将探头在反应器内进行合理布置，并将固定超声频率、额定声密度以及间歇超声时间调整在合适范围，启动后可保证在出水水质达标，所产生的剩余污泥量减少。

权利要求书
1.  一种污水处理装置，其特征在于，包括：超声波发生器及超声波探头， 所述超声波发生器通过连接部件连接所述超声波探头；
所述超声波发生器，用于向所述超声波探头发送超声波；
所述超声波探头置于污水中，用于向污水中传播所述超声波发生器发送的 超声波，对污水进行处理。

2.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连接部件包括：超声 波换能器及变幅杆；所述变幅杆可伸缩。

3.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声波发生器发出的 超声波密度可以调整。

4.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述超声探头发出的超声密度为10～200W/m3。

5.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声探头发出的超声 波的覆盖深度范围为水深的20%～80%之间。

6.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声探头发出的超声 频率为20～60kHz。

7.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声探头发出的额定 声密度为0.1～0.5W/L。

8.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声探头的间歇超声 时间为0.5～2h。

9.  一种污水处理系统，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所 述的污水处理装置。

10.  根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：曝气部件及曝气 管，所述曝气部件与所述曝气管连接；
所述曝气管置于污水中，用于向污水曝气。

说明书污水处理装置及污水处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种污水处理装置及污水处理系统。
背景技术
我国超过90%的城市污水处理厂采用生物处理工艺，生物处理具有操作简 单、处理效果良好、水处理费用低廉等特点，不足之处是会产生大量剩余污泥。
现有的污泥处理处置方法有填埋、焚烧等，这些方法需要投入大量的资金 和场地，还会带来二次污染，为环境、生态以及社会经济发展造成了较大压力。
因此，如何减少污水处理过程中的污泥产生量是当前需要解决的技术问 题。
发明内容
本发明的目的是提出一种简便易行的污泥减量化控制方法，以解决传统水 处理工艺及污泥排放控制系统中剩余污泥产量过大且难以处理的问题。
根据本发明的探头式超声污泥减量的装置，是将连接超声波发生器的超声 波探头内置于活性污泥法污水处理系统。在使用过程中，将探头在反应器内进 行合理布置，并将固定超声频率、额定声密度以及间歇超声时间调整在合适范 围，启动后可保证在出水水质达标的前提下，所产生的剩余污泥的量减少。
发明内容
本发明实施例提供一种污水处理装置及污水处理系统，能够减少污水处理 过程中的污泥产生量。
本发明实施例采用如下技术方案：
一种污水处理装置，包括：超声波发生器及超声波探头，所述超声波发生 器通过连接部件连接所述超声波探头；
所述超声波发生器，用于向所述超声波探头发送超声波；
所述超声波探头置于污水中，用于向污水中传播所述超声波发生器发送的 超声波，对污水进行处理。
可选的，所述连接部件包括：超声波换能器及变幅杆；所述变幅杆可伸缩。
可选的，所述超声波发生器发出的超声波密度可以调整。
可选的，所述超声探头发出的超声密度为10～200W/m3。
可选的，所述超声探头发出的超声波的覆盖深度范围为水深的20%～80% 之间。
可选的，所述超声探头发出的超声频率为20～60kHz。
可选的，所述超声探头发出的额定声密度为0.1～0.5W/L。
可选的，所述超声探头的间歇超声时间为0.5～2h。
一种污水处理系统，包括上述污水处理装置。
可选的，还包括：曝气部件及曝气管，所述曝气部件与所述曝气管连接；
所述曝气管置于污水中，用于向污水曝气。
基于上述方案，本发明实施例的污水处理装置及污水处理系统在使用过程 中，将探头在反应器内进行合理布置，并将固定超声频率、额定声密度以及间 歇超声时间调整在合适范围，启动后可保证在出水水质达标，所产生的剩余污 泥量减少。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还 可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的一种污水处理装置的结构示意图；
图2为本发明实施例2提供的一种污水处理装置的结构示意图；
图3为本发明实施例3提供的一种应用场景示意图；
图4为本发明实施例3提供的一种处理对比示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明 实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描 述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实 施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种污水处理装置，包括：超声波发生器1及 超声波探头2，超声波发生器1通过连接部件连接超声波探头2；
超声波发生器1，用于向超声波探头2发送超声波；
超声波探头2置于污水中，用于向污水中传播所述超声波发生器发送的超 声波，对污水进行处理。
可选的，如图所示，该连接部件包括：超声波换能器4及变幅杆5；变幅 杆5可伸缩。
可选的，超声波发生器1发出的超声波密度可以调整。
可选的，超声探头2发出的超声密度为10～200W/m3。
可选的，超声探头2发出的超声波的覆盖深度范围为水深的20%～80%之 间。
可选的，超声探头2发出的超声频率为20～60kHz。
可选的，超声探头2发出的额定声密度为0.1～0.5W/L。
可选的，超声探头2的间歇超声时间为0.5～2h。
本实施例应用超声波处理污水，利用超声波击破污泥物质结构中相当数量 的微生物细胞壁，使细胞质和酶得以释放，胞内物质作为自产底物供微生物生 长，即利用隐性生长的原理，从而提高生物系统的降解效率，减少系统的污泥 产量，所谓隐性生长是指细菌利用衰亡细菌所形成的二次基质生长，整个过程 包含了溶胞和生长；将被释放出来的细胞质作为补充碳源，从厌氧段进入生物 系统，提高脱氮除磷效果，并为好氧段提供更多碳源，使硝化和反硝化同时进 行，提高整个生物系统去除化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，简称COD） 的能力；将常规工艺中难降解的物质转化为易降解物质，提高生物降解率，减 少剩余污泥量。
应用超声波进行污水处理，破坏不易被生物降解的细胞膜，使胞内物质溶 出，这部分细胞溶解的有机物可被微生物代谢再利用，一部分以CO2释放，从 而使总污泥量下降。超声波辐射有改善污泥活性、促进污泥消化、促进污泥脱 水、促进细胞破解的作用。
本实施例的装置，在使用过程中，将探头在反应器内进行合理布置，并将 固定超声频率、额定声密度以及间歇超声时间调整在合适范围，启动后可保证 在出水水质达标，所产生的剩余污泥量减少。
实施例2
本实施例提供一种污水处理系统，包括上述实施例1提供的污水处理装置。
可选的，如图2所示还包括：曝气部件5及曝气管6，曝气部件5与所述 曝气管6连接；曝气管6置于污水中，用于向污水曝气。
本实施例的系统，在使用过程中，将探头在反应器内进行合理布置，并将 固定超声频率、额定声密度以及间歇超声时间调整在合适范围，启动后可保证 在出水水质达标，所产生的剩余污泥量减少。
实施例3
图3为本实施例提供的一种应用场景示意图，如图3所示，污水从进水口 7进入活性污泥法污水处理装置，处理后的污水从出水口8排出。
应用本发明实施例的污水处理系统进行污水处理时包括以下步骤：
1）根据污水反应器9的实际规模，进行超声波探头2的合理布局；同时， 根据污水反应器9的实际深度，将变幅杆4进行拉伸，尽量保证超声波在辐射 范围内均匀扩散。
2）调节超声波6发出的超声波的参数，将固定超声频率、额定声密度以 及间歇超声时间调整在合适范围。
3）根据实际运行工况，如出水水质变化、污泥特性等，进行反应器参数 的调整，适时调整超声时间。
如图4所示，下面举一具体实施例详细阐明本发明的技术方案。
实验用水：采用人工模拟废水（以葡萄糖和可溶性淀粉为碳源、氯化铵为 氮源、磷酸二氢钾为磷源、用碳酸氢钠调pH，添加适量微量元素，其平均质 量浓度：COD为742.4mg/L，NH4+-N为47.66mg/L，TN为57.82mg/L，TP 为6.20mg/L，维持pH在7.0-8.0之间）。
处理工艺：采用两组有效容积为2.7L圆柱形有机玻璃SBR反应器。操作 周期为8h，5个阶段(进水期：5min、搅拌期：3h、曝气期：4h、沉淀期： 50min、排水期：5min)。
实验方法：驯化后稳定后，选其中一个污水反应器，采用驯化阶段进水、 排泥、运行周期方式不变作为对照组，另一组则与对照相同运行条件之外，在 进水0.5h后直接在反应器上进行超声操作，具体实验装置见图4。超声条件为： 固定超声频率40kHz，额定声密度0.1w/mL，实际声密度0.035w/mL，改变 超声时间分别为0.5h、1h和2h。
实验结果：缺氧/好氧SBR反应器进行超声对比实验发现，缺氧阶段进行 超声辐射的反应器，其体系内污泥浓度水平要明显小于对照组，超声—缺氧/ 好氧SBR反应器的污泥减量效果明显。随着辐射时间的增加，污泥浓度减量 率越来越高。三个不同辐射时间阶段，超声组的污泥减量率分别达到22%、31%、 40%。测定在不同阶段下，两反应器的出水COD、TN、TP、NH4+-N等指标发 现，第一阶段超声组与对照组相比，出水COD、TP等指标与对照组数值相当， 而TN含量要小于对照组，说明超声—缺氧/好氧SBR反应器能提高反应器的 脱氮能力。第二、三阶段，超声组的脱氮优势依旧明显。
本发明的目的是提出一种简便易行的污泥减量化控制方法，以解决传统水 处理工艺及污泥排放控制系统中剩余污泥产量过大且难以处理的问题。
本实施例将连接超声波发生器的超声探头内置于污水反应器，将超声探头 在反应器内进行合理布置，并将固定超声频率、额定声密度以及间歇超声时间 调整在合适范围，启动后可保证在出水水质达标的前提下，所产生的剩余污泥 的量减少。
本发明实施例的显著优点在于：超声波探头安置简便，可移动，可拆卸； 在实现污泥减量的同时，可保证出水水质达标，同时在一定程度上提高反应器 的脱氮能力。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。