专利名称：污泥处理超声破解装置超声探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及污泥处理超声破解装置的一部分，特别是一种污泥处 理超声破解装置超声探头。
技术背景
污泥中含有丰富的氮、磷等营养元素以及植物生长所必需的各种微量 元素，具有作为作物生长肥料的可能性。但是，在我国由于没有系统、科 学的管理办法和控制标准，污泥中含有的病原菌、寄生虫、致病微生物， 以及砷、铜、铬、汞等重金属和二恶英、放射性元素等难以降解的有毒有 害物质处理不到位，污泥在很多地区成为了一种污染源。
一般污泥包括微生物细胞，还有胞外聚合物，不管是脱水，还是消化， 首先需要解决胞内的问题。污泥超声破解技术是在污泥方面应用的比较新 的技术，主要用超声空化的原理，将固体污泥细胞打碎。超声波是指频率 从20kHz到10MHz范围内的声波，具有频率高、方向性恒定、穿透力强、 能量集中的特点，经过超声破解以后，把胞内有机物释放出来，短期内可 以达到很好的效果。
目前在污泥超声破解方面有很多研究和应用，如改善污泥生物好氧和 厌氧的稳定技术、控制污泥丝状菌膨胀、微生物除磷脱氮提供易降解碳源、 分解难降解有机物。在污泥超声破解的过程中，有机物成分可以释放，固 体物质会减量，变成溶解性的物质。同时它里面的蛋白质、DNA或者糖类 会释放，它的氨氮也会释放，氨氮值也会增加经过破解的污泥能够比较高 提高生物产气量，可以减少消化后的污泥量。不仅如此，高强度的超声波 可以杀死污泥中的细菌，消除病毒，分解产生臭气的物质，从而消除臭气，杀死藻类，消除悬浮物，提高COD的可溶解性，可以避免化学累积效应， 同时还能提高污泥长时间放置的稳定性，而且可以有效地防止病原菌的传 播。
现在超声波破解污泥方面，技术上取得比较满意的实效，目前急需解 决的问题是如何改进超声破解装置，以提高降解效率，降低成本，将此技 术进入大规模的使用。由于超声探头是超声破解装置的重要组成部分，而 现在的超声探头成本在整个装置的成本中占1 / 3——1 / 2，而且其破解性 能较差，因此超声波破解污泥技术还不能大规模推广使用。 发明内容
为此，本实用新型的目的在于提供一种污泥处理超声破解装置超声探 头，使超声探头在降低材料价格的同时，更好地破解污泥细胞。
为实现上述目的，本实用新型主要采用如下技术方案
一种污泥处理超声破解装置超声探头，包括固定轴，所述固定轴沿轴 向方向固定有压电元件组，该压电元件组上安装有上旋转机构，旋转机构 中心处设置有控制轴，并通过该控制轴与参考位置探测传感器联接。
所述压电元件组是由多个狭窄的卡片形压电元件组成。
所述卡片形压电元件正反表面通过极化后覆盖有一层激励电极。
所述卡片形压电元件由四硼酸锂制成。
所述旋转机构上连接有一步进电机。
本实用新型以四硼酸锂作为压电元件的材料，解决了目前压电元件材 料价格较贵、破解性能较差的缺点，与现有技术相比，本实用新型具有破 解性能好，成本相对较低，可大规模应用于污泥的细胞破解，从而使污泥 得到较好的处置。
图1为本实用新型结构示意图。
图中标识说明压电元件组l、旋转机构2、参考位置探测传感器3、
控制轴4、步进电机5、连接电缆线6。
具体实施方式
为阐述本实用新型的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本 实用新型做进一步说明。
请参见图1所示，本实用新型提供一种污泥处理超声破解装置超声探 头，包括固定轴，所述固定轴沿轴向方向固定有压电元件组l，所述压电元 件组1是由多个狭窄的卡片形压电元件组成，并均匀排列在固定轴上，而 卡片形压电元件采用四硼酸锂制成，且其正反表面通过极化后覆盖有一层 激励电极。
另外，压电元件组1通过连接电缆线6连接，并依次在压电元件组1 上安装旋转机构2、参考位置探测传感器3、以及联接到参考位置探测传感 器并且驱动旋转机构部分的控制轴4和步进电机5.
其中压电元件的正反表面通过极化后覆盖有一层激励电极后就成为压 电振子，则具有了正压电效应和逆压电效应，而换能器的压电振子相当于 一个电容(具有容抗作用)，在超声发射电路中与线圈形成并联谐振，得到 高频激励电压，产生机械振动和超声波，超声波使得污泥细胞破解并能杀 死其中的细菌和病毒，从而使污泥得到有效的处置。
目前压电元件材料普遍使用的是锆钛酸铅，也可使用石英、酒石酸钾 钠晶体以及钛酸钡、钛酸铅、铌酸锂、铌酸钡、钛酸锂等陶瓷材料；下面 将分别以l、四硼酸锂；2、锆钛酸铅；3、石英；4、钛酸钡；5、铌酸锂，五种材料制成的压电元件作为超声破解装置超声探头为例分别进行污泥处 理，其实验参数见下表
材料TN增率％TP增率％大肠杆菌减率％污泥量减率％
179.173.869.743.1
272.365.163.533.7
59.948.554.123.2
461.342.144.721.9
542.435.350.319.7
其中TN表示总氮，TP表示总磷
从上述表中可知表中材料1表示四硼酸锂制成的压电元件进行污泥
处理所产生的总氮和总磷的增率是最高的，而对污泥处理后，大肠杆菌减 率和污泥量减率也是最高的，通过上述实验数据对比表明，采用四硼酸锂 制成的压电元件能达到最好的污泥处理效果。
以上是对本实用新型所提供的污泥处理超声破解装置超声探头进行了 详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的结构原理及实施方式 进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思 想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体 实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理 解为对本实用新型的限制。
权利要求1、一种污泥处理超声破解装置超声探头，包括固定轴，其特征在于所述固定轴沿轴向方向固定有压电元件组(1)，该压电元件组(1)上安装有上旋转机构(2)，旋转机构(2)中心处设置有控制轴(4)，并通过该控制轴(4)与参考位置探测传感器(3)联接。
2、根据权利要求1所述的污泥处理超声破解装置超声探头，其特征在于所述压电元件组(1)是由多个狭窄的卡片形压电元件组成。
3、 根据权利要求2所述的污泥处理超声破解装置超声探头，其特征在于所述卡片形压电元件正反表面通过极化后覆盖有一层激励电极。
4、 根据权利要求2所述的污泥处理超声破解装置超声探头，其特征在于所述卡片形压电元件由四硼酸锂制成。
5、 根据权利要求1所述的污泥处理超声破解装置超声探头，其特征在于所述旋转机构(2)上连接有一步进电机(5)。
专利摘要本实用新型公开了一种污泥处理超声破解装置超声探头，包括固定轴，所述固定轴沿轴向方向固定有压电元件组，该压电元件组上安装有上旋转机构，旋转机构中心处设置有控制轴，并通过该控制轴与参考位置探测传感器联接。本实用新型以四硼酸锂作为压电元件的材料，解决了目前压电元件材料价格较贵、破解性能较差的缺点，与现有技术相比，本实用新型具有破解性能好，成本相对较低，可大规模应用于污泥的细胞破解，从而使污泥得到较好的处置。
文档编号C02F11/00GK201276473SQ200820212568
公开日2009年7月22日 申请日期2008年10月16日 优先权日2008年10月16日
发明者吴迅海, 文秋红, 王耀辉, 石教猛 申请人:宇星科技发展(深圳)有限公司