一种连续式等离子爆破脱水系统的制作方法

本发明涉及污泥处理脱水相关技术领域，具体为一种连续式等离子爆破脱水系统。

背景技术：

一般污泥含水率都非常高且含有大量有机物、病原菌、蛋白质和脂肪等高浓度有机物，污泥处理是对污泥进行浓缩，调治、脱水减量、稳定、干化或焚烧等无害化加工过程，常规的污泥脱水工艺中，常使用机械压榨脱水、生物酶破壁脱水、高温烘干(热水解)脱水等几种工艺方法，但现有的污泥脱水工艺中存在以下技术问题：

(1)、机械压榨脱水工艺，脱水物料的含水率在70％～80％之间，且重复性的机械压榨产生巨大能耗，脱水效率低，无法对污泥进行有效消毒杀菌处理；

(2)、生物酶发酵破壁的脱水工艺，有机物细胞的细胞壁与发酵生物酶进行反应，物料脱水处理周期较长，占用场地大，生物酶投入成本高；

(3)、高温烘干(热水解)的脱水工艺，工艺设备投资大、能耗高、运营成本高、自动化程度低需要人员24小时介入操作等问题。

因此发明人设计了一种连续式等离子爆破脱水系统，解决上述技术问题。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种连续式等离子爆破脱水系统，解决了污泥压榨脱水工艺脱水效率低、投入成本高、处理周期长和自动化程度低的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种连续式等离子爆破脱水系统，包括料仓、螺杆输送机和液化物料系统，所述螺杆输送机安装在料仓的排料口处，液化物料系统与螺杆输送机的排料口相连通，液化物料系统的排料口处安装有用于流通混合流体的流体管道，流体管道上安装有用于污泥流体蓄能存储的蓄能器，流体管道的末端端口处设置有高压爆破室，高压爆破室的两侧分别设置有与其内腔相连通的迷宫式保压进料装置和迷宫式保压出料装置，流体管道通过迷宫式保压进料装置与高压爆破室相连通，高压爆破室内对称安装有耐爆式绝缘电极，耐爆式绝缘电极电连接有高压电源，迷宫式保压出料装置的端口处安装有高压管道，高压管道上安装有多个组合式高温压榨脱水机构，组合式高温压榨脱水机构的排料口处设置有干料仓。

优选的，所述液化物料系统为污泥物料混合水的流通系统，液化物料系统将水与污泥进行混合，使得污泥液化为流体在流体管道内进行流通，液化物料系统的物料导入口与螺杆输送机的排料口相连通。

优选的，所述高压爆破室为密闭空间，两个耐爆式绝缘电极之间留有电压放电间距，两个耐爆式绝缘电极之间放电在封闭空间内产生等离子超高压，本技术方案利用等离子超高压产生的高速剪切和强穴蚀效应，来破碎动植物细胞壁，利用液电效应产生爆炸能量对流体污泥进行细胞级别颗粒进行爆破处理，从而有效的对有机物细胞杂质进行破壁脱水处理，利用高压流体本身的流体特性和气泡脉动效应传递爆炸能量并摧毁有机物细胞，使得耐爆式绝缘电极之间产生的高压爆破能量进行有效传递并摧毁有机物细胞，利用穴蚀效应对有机物细胞表面进行冲击破坏，从而对细胞进行破壁处理。

优选的，所述料仓、螺杆输送机、液化物料系统、蓄能器、组合式高温压榨脱水机构和高压电源等电气设备均由外界主控器进行联动控制，外界主控器根据实际生产对配套设备进行联动配合控制。

优选的，所述组合式高温压榨脱水机构采用机械式高压脱水设备，组合式高温压榨脱水机构的物料导入口均与高压管道相连通，组合式高温压榨脱水机构的设置数量根据高压管道排出物料设定。

优选的，所述干料仓位于多个组合式高温压榨脱水机构的正下方，干料仓用于脱水干燥物料的存放，组合式高温压榨脱水机构所排出的脱水物料导入干料仓的内侧。

优选的，两个所述耐爆式绝缘电极之间形成a、b、c、d和e五个高压爆破区域，a为爆破干扰区，b为爆破扩散区，c为爆破破坏区，d为爆破粉碎区，e为爆破等离子通道区域，耐爆式绝缘电极之间电压爆破所产生的瞬时高压，在高压爆破室内对流体污泥进行全方位的有机物细胞爆破，区别于传统的作用于小颗粒挤压爆破的方式，大大的提高流体污泥的爆破脱水效率。

优选的，所述迷宫式保压进料装置和迷宫式保压出料装置分别位于高压爆破室的物料导入端和爆破物料排出端，迷宫式保压进料装置和迷宫式保压出料装置均为弯折式导入导出稳压模具，迷宫式保压进料装置和迷宫式保压出料装置的弯折式导入和导出通道，有效的对导入和导出的流体污泥高压冲击力进行缓冲，保障高压爆破室和高压管道内流体物料爆破和流通的稳定性。

(三)有益效果

本发明提供了一种连续式等离子爆破脱水系统。具备以下有益效果：

(1)、该连续式等离子爆破脱水系统，采用等离子爆破的方法对物料进行全方位物理超高压破壁处理，脱水工艺所采用的设备简单，易批量推广使用，具有能耗低、场地小、运行成本低等优点，脱水工艺所组成的设备可连续性运行，不间断工作极大的提高了污泥处理的效率，可以做到全自动无人化操作，降低了污泥脱水工艺的建设成本和运行成本，而在脱水工艺中产生的超高压和瞬时高温可以有效的杀死污泥中的虫卵、细菌和病毒，最大限度的保留细胞中的氨基酸，蛋白质等营养成分，区别于传统的污泥脱水工艺，达到了细胞级别颗粒的低成本、高自动化、低能耗和快速破壁脱水的技术目的。

(2)、该连续式等离子爆破脱水系统，在高压爆破室内设置耐爆式绝缘电极，高压电源为其提供适配的输出电压，使得高压爆破室内的耐爆式绝缘电极进行高压放电，电极放电在高压爆破室密闭空间内产生极高的瞬时高压和瞬时高温，两个耐爆式绝缘电极在密闭空间区域内形成爆破干扰区、爆破扩散区、爆破破坏区、爆破粉碎区和爆破等离子通道区域，使得污泥流体中的动、植物细胞的细胞膜和细胞壁能够在高压爆破室内密闭的空间内全方位高压破开，而瞬时高温和高压能够有效的将物料中的虫卵、细菌和病毒等杂质进行杀灭处理，区别于传统的高压压榨小颗粒破碎的方式，本技术方案中的电极放电直接作用于动、植物细胞的细胞膜和细胞壁，破碎的有机物颗粒经过后续组合式高温压榨脱水机构的再次高压压榨处理，使得脱水物料的含水量降低至40％-45％，有效的提高污泥流体中有机物的破碎脱水效率。

(3)、该连续式等离子爆破脱水系统，通过设置液化物料系统将螺杆输送机所输送的污泥物料液化为流体，使得流体污泥能够通过流体管道不断输送，而蓄能器将流体管道内输送的流体污泥存储蓄能，使得流体污泥能够以一个均匀的压力导入高压爆破室内，而流体污泥通过迷宫式保压进料装置导入高压爆破室进行稳压保压，在保障高压爆破室内高压放电爆破的同时继续导入流体污泥，而经过爆破破壁之后的流体污泥通过迷宫式保压出料装置排出，有效的削减高压爆破室内高压爆破所产生的高压冲击力，保障爆破流体污泥在高压管道内的流通稳定性，蓄能器、过迷宫式保压进料装置和迷宫式保压出料装置相互配合有效保障高压爆破室内高压爆破的连续性，本技术方案配套设备之间对污泥进行连续性处理，从而提高流体污泥处理的效率。

(4)、该连续式等离子爆破脱水系统，在高压管道上设置多个组合式高温压榨脱水机构对爆破破壁的流体污泥进行高压压榨处理，多组设备对流体物料进行分流压榨处理，提高爆破流体物料的连续性，保障设备之间配合的协调性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明耐爆式绝缘电极爆破区域示意图；

图3本发明高压爆破室封闭环境试验数据表。

图中：1料仓、2螺杆输送机、3液化物料系统、4高压爆破室、5流体管道、6蓄能器、7迷宫式保压进料装置、8迷宫式保压出料装置、9高压管道、10组合式高温压榨脱水机构、11干料仓、12高压电源、13耐爆式绝缘电极。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种连续式等离子爆破脱水系统，包括料仓1、螺杆输送机2和液化物料系统3，螺杆输送机2安装在料仓1的排料口处，液化物料系统3与螺杆输送机2的排料口相连通，液化物料系统3为污泥物料混合水的流通系统，液化物料系统3将水与污泥进行混合，使得污泥液化为流体在流体管道5内进行流通，液化物料系统3为现有技术中较为成熟的公知技术，在此不做过多赘述，液化物料系统3的物料导入口与螺杆输送机2的排料口相连通，液化物料系统3的排料口处安装有用于流通混合流体的流体管道5，流体管道5上安装有用于污泥流体蓄能存储的蓄能器6，流体管道5的末端端口处设置有高压爆破室4，高压爆破室4的两侧分别设置有与其内腔相连通的迷宫式保压进料装置7和迷宫式保压出料装置8，流体管道5通过迷宫式保压进料装置7与高压爆破室4相连通，高压爆破室4内对称安装有耐爆式绝缘电极13，高压爆破室4为密闭空间，两个耐爆式绝缘电极13之间留有电压放电间距，两个耐爆式绝缘电极之间通电在封闭空间内放电产生等离子超高压，本技术方案利用等离子超高压产生的高速剪切和强穴蚀效应，来破碎动植物细胞壁，利用液电效应产生爆炸能量对流体污泥进行细胞级别颗粒进行爆破处理，从而有效的对有机物细胞杂质进行破壁脱水处理，利用流体本身的流体特性和气泡脉动效应传递爆炸能量摧毁有机物细胞，使得耐爆式绝缘电极13之间高压爆破能量进行有效传递并摧毁有机物细胞，利用穴蚀效应对有机物细胞表面进行冲击破坏，从而对细胞进行破壁处理，耐爆式绝缘电极13电连接有高压电源12，两个耐爆式绝缘电极13之间形成a、b、c、d和e五个高压爆破区域，a为爆破干扰区，b为爆破扩散区，c为爆破破坏区，d为爆破粉碎区，e为爆破等离子通道区域，耐爆式绝缘电极13之间电压爆破所产生的瞬时高压，在高压爆破室4内对流体污泥进行全方位的有机物细胞爆破，区别于传统的作用于小颗粒挤压爆破的方式，大大的提高流体污泥的爆破脱水效率，料仓1、螺杆输送机2、液化物料系统3、蓄能器6、组合式高温压榨脱水机构10和高压电源12等电气设备均由外界主控器进行联动控制，外界主控器根据实际生产对配套设备进行联动配合控制，迷宫式保压出料装置8的端口处安装有高压管道9，迷宫式保压进料装置7和迷宫式保压出料装置8分别位于高压爆破室4的物料导入端和爆破物料排出端，迷宫式保压进料装置7和迷宫式保压出料装置8均为弯折式导入导出稳压模具，迷宫式保压进料装置7和迷宫式保压出料装置8的弯折式导入和导出通道，有效的对导入和导出的流体污泥高压冲击力进行缓冲，保障高压爆破室4和高压管道9内流体物料爆破和流通的稳定性，高压管道9上安装有多个组合式高温压榨脱水机构10，组合式高温压榨脱水机构10的具体组成结构，可参考专利号为：202121164810.2中的一种组合式耐高温压榨脱水设备，在此不做过多赘述，组合式高温压榨脱水机构10的排料口处设置有干料仓11，组合式高温压榨脱水机构10采用机械式高压脱水设备，组合式高温压榨脱水机构10的物料导入口均与高压管道9相连通，组合式高温压榨脱水机构10的设置数量根据高压管道9排出物料设定，干料仓11位于多个组合式高温压榨脱水机构10的正下方，干料仓11用于脱水干燥物料的存放，组合式高温压榨脱水机构10所排出的脱水物料导入干料仓11的内侧。

该文中出现的电器元件与外界的主控器及220v市电或380v工业电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

综上可得，在设备使用时，外界主控器根据实际生产对本技术方案配套设备进行联动配合控制，料仓1内的物料通过螺栓输送机2进行输送导入液化物料系统3内，液化物料系统3将污泥与水进行混合成为流体污泥，并通过流体管道5进行传输，蓄能器6对流体管道5内的流体污泥进行蓄能存储并高压传输给高压爆破室4内，而迷宫式保压进料装置7对流体管道5内传输的高压流体污泥进行缓冲输送导入高压爆破室4内，高压电源12为耐爆式绝缘电极13提供电流电压，耐爆式绝缘电极13之间电压爆破产生的瞬时高压将高压爆破室4内的流体污泥进行破壁脱水处理，而破壁之后的流体污泥通过迷宫式保压出料装置8进行缓冲排出，破壁之后的流体污泥通过高压管道9导入组合式高温压榨脱水机构10对流体污泥进行机械式高压压榨脱水处理，脱水污泥最后通过组合式高温压榨脱水机构10排入干料仓11进行收集，而压榨产生的废水通过回收管进行回收处理。

本技术方案，在密闭空间中连续性的高压爆破有机物细胞物料进行脱水处理技术，并不仅局限于污泥脱水处理领域中，还可以应用于水体处理、动植物细胞脱水提取和大蛋白质破碎等技术领域。

本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。