用于溶解污物及分离液体悬浮剂中的固体的方法和装置制造方法及图纸

利用机械方法将气穴引入液体生物污水污物，生物絮状物和混合液中的溶解微生物细胞和分解颗粒物中，并使该溶解的微生物细胞，液化的细胞质和分解的颗粒物再循环到一污水处理厂的充气系统中的装置和系统。这种溶解方法使有机颗粒物在一磨碎机（１０）中受到强烈的气穴和撞击作用，这样就可使进入的微生物的细胞壁破裂并使固体颗粒物的大小降低。该磨碎机（１０）最好具有若干级，第一级都具有一套用于处理输入流体的转子（４４）／定子（４６）。在该磨碎机（１０）中一组相应的分离器（３６，５２）为后续流过每一级的流体提供流道。借助于控制流入该转子（４４，５０）的流量，可使用多孔板（３８）来使气穴最大化。该转子（４４，５０）最好具有锥形的槽（６８），以便使气穴最大。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污物处理装置和方法，更具体地涉及用于溶解生物污物，生物絮状物和混合液体及脱水污物的磨碎机和系统。本专利技术也涉及在生产无细胞的提取物，利用发酵生产浆液和营养物，细胞结构和细胞组织时，用于使微生物细胞破裂(溶解)，从而将细胞膜与细胞质分离开的装置和方法。此外，本专利技术还涉及用于分解在生产胶质体和亚微米粉碎物中的固体颗粒物的装置和方法。在近些年，对高效排污处理设备的需求在日益增加。排污处理的一个最重要的方面内容是生物体的排出和清除。已经很久就认识到发生在一辅助生物污水处理厂的充气系统中的生物呼吸和合成可将包含在排污中的有机物转化成二氧化碳，水和新细胞。在被处理的排污中可进行生物降解的有机物的量可以由生物氧需求(BOD)来间接确定。由于在处理厂的充气系统中发生有氧呼吸，因此这种生物氧需求(BOD)的大部分(40-60％)可转化为新细胞。这些新细胞(生物体)每天都产生，必须清除以便该处理厂能合适地运行。这种废液流称之为废活化污物。由于生物体的大部分质量是细胞内的水，因此仅仅将生物体分离并清除就变成了一个实质上是清除固体废物的问题。因此，如果细胞体可被隔离并从生物体中分开，将细胞内水含量留下使之返回到处理过的污水中，则这种分离可使需要清除，例如掩埋的生物体的质量和体积大大降低。在过去，转子和定子胶质体粉碎磨碎机已经用来对诸如污水，油漆，油墨等等之类的悬浮固体和液体成份进行机械分离，以产生带有细微的分离成份的液体悬浮剂。在US5240599中，含有不溶合的液体和/或部分粉碎的固体成份的液体由一个相对同心的定子环的内表面旋转的转子推进，该定子环具有一组绕其圆周相互隔开的径向通道或槽。这些槽的宽度与定子的圆周相比较窄且恒定不变。该转子通常以极高的速度推进，例如通常以每分钟5000-12000英尺的速度推进。因此，流体和进入的并欲进行处理的不溶合物受到强大的离心力作用，从而通过该定子的窄的槽产生一个朝外的流动。当定子和转子的槽对齐时，则流体从转子槽喷入定子槽中。喷射的流体中的所有分量具有一初始的合速度，该和速度是由转子产生的径向速度和切向速度产生的。起支配作用的切向运动使该流体中的某些不溶合的部分物质流过转子槽，从而撞击到定子槽的径向内表面上，并从该槽的尾部边缘弹射出去，使它们分裂成更小的物质。这种作用可用于颗粒物或小球体形的不溶解流体，这种流体可借助于使之撞击在定子槽壁上而分裂。在细胞分裂领域工作的技术人员已经显示出为了使细菌的细胞膜破裂需要数量级为5000-20000psia(磅/英寸2)的压力。传统的溶解过程依靠强力技术来产生高压。例如，利用液压缸将液流的压力提高到所需要的5000-20000psia。然后，迫使该液体流过一孔，分成两股一起回流的液流，并使之相互撞击。这个技术与利用可比较的溶解的一粉碎磨碎机相比，能量强度高得多，这样就可在每次撞击的几乎同时产生这样高的压力。美国专利US5522553希望借助于改变定子中槽的设计来改进这种带有槽的转子和定子的粉碎磨碎机的溶解能力。该专利描述了对定子槽的导向前缘进行倒角，从而允许流体从转子中沿着一条导致产生90°的撞击角的轨迹流到寿命更长，体积更大的定子中。美国专利US5522553中所示的90°撞击角产生更大的滞留力，当流体从撞击区加速流开时，该滞留力导致产生气穴。后续的排入定子槽的排出过程会使蒸汽气穴周围的环境压力增加，该蒸汽气穴是这之前将流体喷入该槽中并使气穴加速破裂而产生的。通过加速破裂，也通过再喷入作用，这样就产生了更高的压力。与气穴和再喷入作用相关的巨大压力将导致产生激波，该激波通过该流体传递并使进入的颗粒物，例如细胞分解。尽管上述现有技术在细胞溶解方面是很有效的，但人们总是希望作出改进，以便提高细胞溶解装置的效率和有效性，这就是本专利技术的目的。本专利技术的另一个目的是将一细胞溶解装置用于污水处理生产线中，以便形成一个更有效的污水处理系统。本专利技术的细胞破裂的另一个目的是在一有氧污水处理系统中消除产生的微生物团，该微生物团是因过多的发光有机物而形成的。本专利技术的另一个目的是提供一种用于微生物溶解和颗粒物分解的高效装置，该装置是足够小的，以致于只需要对现存的污水处理设备稍作一点改进或根本不需要改进，它就可容易地安装在现存的污水处理设备中。本专利技术提供一种不需清除过多的生物污物就可使一活化污物污水处理设备工作的新装置。本专利技术通过引入结实的气穴和撞击，使各细胞破裂，使废活化污物液流中的颗粒物破碎，并将被处理过/溶解的这些材料再循环作为存留在该污水处理厂的充气系统中的微生物的食物。为了消除因存留在该污水处理系统中各种微生物的复合新陈代谢作用而产生的过量生物体，仅仅使分解的废活化污物再循环是不够的。因此，要求保护的本专利技术的一部分也包括不断地使实施例所述装置运行，从而形成某些具体的微生物菌种可以存活并繁植的各种条件。这种运行方法可人工形成一种呼吸的内生状态，此时细胞的生长没有停止，但微生物复制(生物呼吸)速率低于细胞的自然分解和由本专利技术产生的细胞分裂和溶解速率的复合作用。本专利技术可使细胞破裂的能力也消除了微生物团的形成，该微生物团是在一有氧污水处理系统中因过量的发光微生物而形成的。尽管本专利技术提供了一种微生物溶解和颗粒物分解的有效装置，但本专利技术的物理尺寸是最合适的，并且适合于安装在现存的污水处理设备中，并且不需要对该污水处理设备作实质性的改进。为了更完整地理解本专利技术，可结合各附图参考下面的详细说明，其中附图说明图1是现有技术所述的粉碎磨碎机的一局部剖视图，其中具体地示出了美国专利US5522553中所述图1；图2是用在图1所述现有技术的粉碎磨碎机中的转子和定子的一放大剖视图；图3是本专利技术的溶解磨碎机的一正视图；图4是图3所示溶解磨碎机的一侧视图；图5是图3和4所示溶解磨碎机的一顶视图；图6是沿图3-5中所示溶解磨碎机的VI-VI线剖取的并沿箭头方向看而得出的一放大剖视图；图7是图6所示溶解磨碎机的一转子的一平面图；图8是图7所示转子沿线VIII-VIII剖取并沿箭头方向看而得出的一剖视图；图9是用在图6所示溶解磨碎机中的一定子的平面图；图10是图9所示定子沿线X-X剖取并沿箭头方向看而得出的剖视图；图11是图9所示转子在由XI表示的区域的一局部放大图；图12是一个用在图6所示溶解磨碎机中的耐磨板的平面图；图13是图12所示耐磨板沿线XIII-XIII剖取并沿箭头方向看而得出的剖视图；图14是一个使用本专利技术的溶解磨碎机的污水处理厂的一示意图；图15是图14所示污水处理厂的局部的详细示意图。图1和2示出了一种现有技术所述的，尤其是用于污物处理的粉碎磨碎机。该磨碎机包括一个具有一设置于其底部的转子/定子组件的箱体。一根轴从该箱体内的该转子处延伸到外部，该转子动力源连接到该轴上使该转子旋转。为了在流体由泵送流过该定子时增加其中的粒子撞击该定子表面的概率，如图2所示，该定子中的各条槽的前缘被倒角。该倒角可使更大体积的流体流进该定子槽，并使90°撞击定子槽的量增加。90°的撞击角可产生更大的滞留力和气穴，并且可增加再进入喷射的效果，这一效果产生激波，从而使夹带的粒子分离。图1和2所示的现有技术装置适合于分批处理，此时将被处理的流体体积引入该箱体，进行处理，然后从该箱体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉碎磨碎机，其包括：一个环形转子和一环形定子，该转子中具有一第一系列的槽，所述第一系列的槽的每一个具有一第一槽壁和一第二槽壁，所述第一系列的槽的一组的第一槽壁和所述第二槽壁在径向朝外的方向相互收缩；该环形定子中具有一第二系列的槽，当所述转子相对所述定子旋转时，所述第二系列槽的每一个与所述第一系列槽的每一个间歇地对齐，从而在所述转子旋转时，将可流动的物质从所述转子排到所述定子中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰A希金斯，
申请(专利权)人：卡迪国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]