專利名稱：在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種在污水處理中使用的方法和裝置，特別是在污水處理中用超聲波強 化生物過程的方法和裝置。
技術(shù)背景目前處理污水常用的工藝有多種， 一般來說，它們包括厭氧-缺氧-好氧工藝(AAO)、 吸附-生物降解工藝(AB)、折流式厭氧工藝(ABR)、前置反硝化生物脫氮工藝(AO)、 循環(huán)活性污泥工藝(CASS)、間歇循環(huán)延時曝氣活性污泥工藝(ICEAS)、膜生物反應器 工藝(MBR)、奧貝爾氧化溝脫氮除磷工藝(ORBAL)、氧化溝工藝(OD)、序批式活性 污泥工藝(SBR)、交替式生物處理池工藝(UNITANK)和南非開普頓大學發(fā)明的除磷脫 氮工藝(UCT)等。超聲波強化生物過程的方法(USE——來自Ultrasonkally Enhance的英文縮寫)是用 超聲波來處理在污水或者污泥處理的某一位置或生化段上的污水或污泥，它可以改善出 水、減少污泥、增加沼氣、增加碳源、消除膨脹污泥等。在上述工藝的處理過程中均可使 用超聲波設備，使這些工藝得以強化，使污泥的處理性能在下列方面得到明顯改善 -補充碳源、提高脫氮效率，-增強微生物活性、提高降解效率和深度、減少污泥量， -提高污泥厭氧消化效率、增加沼氣產(chǎn)量， -消除和預防膨脹污泥/漂浮污泥。 超聲波工藝就是在上述各個工藝基礎(chǔ)上增加一條連接污泥濃縮池或者濃縮污泥管路 和生化段的污泥管路，將部分污泥經(jīng)超聲處理后經(jīng)過這條管路回流到生化段適當?shù)奈恢茫?以全部或者部分達到上述目標。對于污泥厭氧消化，這條管路連接污泥濃縮池或者濃縮污 泥管路和厭氧消化池。增加污泥管路后，各工藝的生物學機理和處理效果將有很大改善。目前用超聲波處理污泥通常都是一次性處理以達到所設定的處理時間，即一次性長時 間處理。但是本案申請人發(fā)現(xiàn)多次短時間處理，總的時間保持不變，可以獲得更好的效果。 根據(jù)本案申請人的研究成果和實踐經(jīng)驗，用一次性處理法和多次性處理法均可達到增加碳源、改善出水水質(zhì)和污泥減量的目的，并且后一種方法在效果方面優(yōu)于前一種方法
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供了一種在污水處理中用超聲波多次、短時間對生物進行 強化處理的方法及裝置。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法， 從污水處理的好氧池或生物反應池的好氧區(qū)出來經(jīng)濃縮或脫水后，將污泥引入超聲波設備 中對其進行處理，其中在污泥通過超聲波設備后，將污泥存入儲泥罐中，然后將一部分 存入儲泥罐中的污泥返回到超聲波設備中去，另一部分污泥返回到污水處理的生物反應池 的缺氧區(qū)或預備反應區(qū)、中間池或厭氧消化池中去；本發(fā)明的一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法，其中對儲泥罐中的污泥 進行攪拌，使其充分混合；本發(fā)明的一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法，其中污泥在超聲波設備 中每次停留的時間t為總停留時間T除以(l+n)，其中n為流量倍數(shù)，它等于重復處理 的污泥總量與外部進水量之比；本發(fā)明的一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法，其中污泥在超聲波設備 中的總停留時間T為30-120秒，流量倍數(shù)n在0-20的范圍內(nèi)；本發(fā)明的一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法，其中所述超聲波設備是在溫 度5-40'C的范圍內(nèi)、工作壓力為0-2巴和用具有20-100千赫茲的超聲波對含有污泥量為 3-10%的污泥進行處理的；本發(fā)明的一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法使用的裝置，它包括超聲 波設備，其中它還包括儲泥罐、循環(huán)泵和三通調(diào)節(jié)閥，超聲波設備的污泥出口與儲泥 罐的污泥進口相連，儲泥罐的污泥出口通過循環(huán)泵與三通調(diào)節(jié)閥的第一端相連，三通調(diào)節(jié) 閥的第二端與超聲波設備的污泥進口相連，三通調(diào)節(jié)閥的第三端與污水處理的生物反應池 的缺氧區(qū)或預備反應區(qū)、中間池或厭氧消化池相連；本發(fā)明的一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法使用的裝置，其中所述儲 泥罐內(nèi)裝有攪拌器；本發(fā)明的一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法使用的裝置，其中所述超 聲波設備、攪拌器和儲泥罐制成一體的設備，該設備內(nèi)置有循環(huán)泵；本發(fā)明的一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法使用的裝置，其中所述的 好氧池或生物反應池的好氧區(qū)后面裝有沉淀池或/和濃縮池，沉淀池或/和濃縮池與上述超 聲波設備相連。
本發(fā)明的一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法和裝置與現(xiàn)有的用超聲波強 化生物過程的方法和裝置相比增加了污水的反硝化效率，減少了污泥量，增加了厭氧消 化中的沼氣產(chǎn)量，并且可以消除污泥的膨脹，預防污泥的漂浮。


圖1是本發(fā)明的一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法和裝置的流程示意圖；圖2是本發(fā)明的裝置在氧化溝工藝中應用的流程示意圖； 圖3是超聲波處理工藝和常規(guī)工藝優(yōu)缺點對比的表格。
具體實施方式
如圖1所示， 一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法，從污水處理的某一位 置或生化段的裝置經(jīng)濃縮或脫水后，將污泥引入超聲波設備1對其進行處理，污泥在超聲 波設備1中每次停留的時間為tt= T其中T為總停留時間，T一般在30-120秒之間進行選擇，最好為120秒。n為流量倍數(shù)，它等于重復處理的污泥總量與外部進水量之比， 一般在在0-20 的范圍內(nèi)進行選擇，n值的取值會因地而異，屬于現(xiàn)場調(diào)試的范疇。在總停留時間選定為120秒時，例如，當n值取1.4時，停留時間是50秒，當n取19 時，停留時間是6秒。由此也可以算出每分鐘污泥的重復處理次數(shù)為u 60 l + w f 2對于n取值1.4和19，每分鐘污泥被重復處理的次數(shù)分別1.2和10次。在實踐中，t 和N均可作為運行參數(shù)選擇和控制。在污泥通過超聲波設備1后，將污泥存入儲泥罐3中，對儲泥罐3中的污泥進行攪拌， 使其充分混合，然后將一部分存入儲泥罐3中的污泥返回到超聲波設備1中去，另一部分 污泥返回到污水處理的某一位置或生化段的裝置中去，其中某一位置或生化段的裝置根 據(jù)污泥處理本身使用工藝的不同，通常污泥從好氧池或生物反應池的好氧區(qū)出來，進入生 物反應池的缺氧區(qū)或預備反應區(qū)、中間池或厭氧消化池。超聲波設備1是在溫度5-4(TC的范圍內(nèi)，工作壓力為0-2巴和用具有20-100千赫茲的 超聲波對含有污泥量為3-10%的污泥進行處理的，污泥中的含污泥的量不得低于3%。 超聲波設備l布置原則相同， 一般位于剩余污泥濃縮池之后。對于沒有污泥濃縮池的 污水廠，可以在超聲設備前布置一個離心濃縮或脫水設備，將污泥濃縮至含固率3~6%的 濃度，這是最佳濃度。如果3~6%控制不易，也可以將其濃度提高或降低以適應當?shù)夭僮?條件，但是提高含固率上限濃度不應超過10%。從圖3中可以看出使用本發(fā)明的超聲波強化生物過程的方法增加了污水的反硝化效 率，減少了污泥量，增加了厭氧消化中的沼氣產(chǎn)量，并且可以消除污泥的膨脹，預防污泥 的漂浮，圖3中的污泥產(chǎn)量、消化時間和脫水性能的效果存在，但不重復得分。*的多少 表示相對優(yōu)劣和此指標的重要性。如圖1所示，在污水處理中用超聲波強化生物過程的裝置包括超聲波設備1、循環(huán) 泵4、儲泥罐3和三通調(diào)節(jié)閥5,超聲波設備1的污泥出口與儲泥罐3的污泥進口相連， 儲泥罐3的污泥出口通過循環(huán)泵4與三通調(diào)節(jié)閥5的第一端相連，三通調(diào)節(jié)閥5的第二端 與超聲波設備1的污泥進口相連，三通調(diào)節(jié)閥5的第三端與污水處理的生物反應池的缺氧 區(qū)或預備反應區(qū)、中間池或厭氧消化池相連。儲泥罐3內(nèi)裝有攪拌器2。超聲波設備l、攪拌器2和儲泥罐3可以制成一體的設備，該設備內(nèi)置有循環(huán)泵4。操作者首先設定污泥在超聲波設備l中每次的停留時間，然后通過調(diào)節(jié)循環(huán)泵4和三 通調(diào)節(jié)閥5來確保污泥在超聲波設備1中每次的停留時間，使進入超聲波設備1中的污泥 的量為外部進泥量和儲泥罐3的返回污泥量之和，從超聲波設備1中出來的污泥的量也為 外部進泥量和儲泥罐3的返回污泥量之和，從儲泥罐3進入污水處理的某一位置或生化段 的裝置的污泥為外部進泥量。這樣就達到了一種平衡。對于連續(xù)運行的工藝，例如厭氧-缺氧-好氧工藝(AAO)、前置反硝化生物脫氮工藝 (AO)、氧化溝(OD)、膜生物反應器工藝(MBR)等工藝，超聲波處理設備的位置固定在污泥處理的某一位置，如好氧池或好氧區(qū)，在該位置后裝有污泥濃縮池和/或二沉池，從縮池和/或二沉池出來的污泥加入超聲波設備1，使進入超聲波設備1的污泥中含污泥量在3_10%之間，經(jīng)過超聲波設備1處理的污泥根據(jù)需要進入污水處理的某一位置，如 缺氧池或厭氧消化池。如果沒有濃縮池，則布置在二沉池之后，通過在超聲波設備前設置 離心濃縮或脫水設備來提高污泥的濃度。如圖2所示，以氧化溝工藝為例，污水通過預處理裝置6進入氧化溝7,從氧化溝7 的好氧區(qū)出來的污水進入二沉池8進行沉淀，沉淀后的污泥送入濃縮池9進行濃縮，沉淀 后的水從二沉池8的上端流出，本發(fā)明的超聲波處理強化生物過程的裝置放置在濃縮池9 和氧化溝7之間，含有污泥量為3-10%的污泥從濃縮池9進入本發(fā)明的超聲波處理強化生
物過程的裝置的入口，污泥從本發(fā)明的超聲波處理強化生物過程的裝置的出口再引入到氧 化溝7的缺氧區(qū)，根據(jù)需要只將從濃縮池9中流出的污泥的一部分引入到本發(fā)明的超聲波 處理強化生物過程的裝置中， 一般來說引入到本發(fā)明的超聲波處理強化生物過程的裝置的 污泥量占從濃縮池9中流出的總污泥的20-50%，最好為30%，剩余的污泥進行污泥脫水處理。對于不連續(xù)運行的工藝，例如序批式活性污泥工藝(SBR)、循環(huán)活性污泥工藝 (CASS)、交替式生物處理工藝(UNITANK)等，設備仍然布置在剩余污泥濃縮池或二沉 池之后，但是由于上述工藝都是在一種設備經(jīng)不同的含氧狀態(tài)下完成的，例如從好氧狀 態(tài)下引出的污泥，經(jīng)過本發(fā)明的超聲波處理強化生物過程的裝置后，在設備的缺氧狀態(tài)下 引入，這時在污泥在超聲波設備1中每次停留的時間不僅要考慮流量倍數(shù)和總停留時間， 還要考慮上述工藝的流程所需要的時間。以上描述只是對本發(fā)明的解釋，不是對本發(fā)明的限定，除了本發(fā)明所列舉的用本發(fā)明 的超聲波強化生物過程的方法和裝置用于污水處理工藝中的例子外，本發(fā)明的超聲波強化 生物過程的方法和裝置可以用于任何污水處理工藝中，本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要 求，在不違背本發(fā)明的精神的情況下，本發(fā)明可以作任何形式的修改。
權(quán)利要求
1.一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法，從污水處理的好氧池或生物反應池的好氧區(qū)出來經(jīng)濃縮或脫水后，將污泥引入超聲波設備(1)中對其進行處理，其特征在于在污泥通過超聲波設備(1)后，將污泥存入儲泥罐(3)中，然后將一部分存入儲泥罐(3)中的污泥返回到超聲波設備(1)中去，另一部分污泥返回到污水處理的生物反應池的缺氧區(qū)或預備反應區(qū)、中間池或厭氧消化池中去。
2. 如權(quán)利要求1所述的在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法，其特征在 于對儲泥罐(3)中的污泥進行攪拌，使其充分混合。
3. 如權(quán)利要求2所述的在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法，其特征在 于污泥在超聲波設備(1)中每次停留的時間t為總停留時間T除以(l+n)，其中n為流量倍數(shù)，它等于重復處理的污泥總量與外部進水量之比。
4. 如權(quán)利要求3所述的在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法，其特征在 于污泥在超聲波設備(1)中的總停留時間T為30-120秒，流量倍數(shù)n在0-20的范圍 內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求4所述的在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法，其特征在 于所述超聲波設備(1)是在溫度5-40'C的范圍內(nèi)、工作壓力為0-2巴和用具有20-100 千赫茲的超戸波對含有污泥量為3-10%的污泥進行處理的。
6. 如權(quán)利要求1所述的在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法的裝置，它包括超聲波設備(1)，其特征在于它還包括儲泥罐(3)、循環(huán)泵(4)和三通調(diào)節(jié)閥(5)，超聲波設備(1)的污泥出口與儲泥罐(3)的污泥進口相連，儲泥罐(3)的污泥 出口通過循環(huán)泵(4)與三通調(diào)節(jié)閥(5)的第一端相連，三通調(diào)節(jié)閥(5)的第二端與超 聲波設備(1)的污泥進口相連，三通調(diào)節(jié)閥(5)的第三端與污水處理的生物反應池的缺 氧區(qū)或預備反應區(qū)、中間池或厭氧消化池相連。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述儲泥罐(3)內(nèi)裝有攪拌器(2)。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述超聲波設備(1)、攪拌器(2) 和儲泥罐(3)制成一體的設備，該設備內(nèi)置有循環(huán)泵(4)。
9. 如權(quán)利要求6或7或8所述的裝置，其特征在于所述的好氧池或生物反應池的 好氧區(qū)后面裝有沉淀池或/和濃縮池，沉淀池或/和濃縮池與上述超聲波設備(1)相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種在污水處理中用超聲波強化生物過程的方法和裝置，從污水處理的好氧池或生物反應池的好氧區(qū)出來經(jīng)濃縮或脫水后，將污泥引入超聲波設備中對其進行處理，其特征在于在污泥通過超聲波設備后，將污泥存入儲泥罐中，然后將一部分存入儲泥罐中的污泥返回到超聲波設備中去，另一部分污泥返回到污水處理的生物反應池的缺氧區(qū)或預備反應區(qū)、中間池或厭氧消化池中去，裝置包括超聲波設備、儲泥罐、循環(huán)泵和三通調(diào)節(jié)閥，本發(fā)明與現(xiàn)有的方法和裝置相比增加了污水的反硝化效率，減少了污泥量，增加了厭氧消化中的沼氣產(chǎn)量，并且可以消除污泥的膨脹，預防污泥的漂浮。
文檔編號C02F11/00GK101148308SQ20071012156
公開日2008年3月26日 申請日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者楊順生, 韓德民 申請人:北京紫石千年環(huán)保設備有限公司