專利名稱：一種污水廠原位強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源污水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污水廠原位強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源污水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國水之源相對貧乏，而水污染卻日益嚴(yán)重。近年來中國環(huán)境狀況公報(bào)顯示，照成我 國水污染的主要原因包括氮、磷排放量過高。為了控制氮、磷污染，我國《城鎮(zhèn)污水處理 廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)—級A標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，城鎮(zhèn)二級污水廠中NH4+-N《5mg/L， TN《15mg/L， TP《0.5mg/L。雖然目前很多城市已經(jīng)建成了污水處理廠，但是由于污水中 有機(jī)物含量比較低，實(shí)際的脫氮除磷效果并不理想，出水往往不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。雖然可 以通過投加甲醇、乙酸、葡萄糖等作為補(bǔ)充碳源，但是污水廠運(yùn)行成本將顯著增加。
污水廠產(chǎn)生的初沉污泥和剩余污泥中含有大量細(xì)菌和有機(jī)物，如果處理不當(dāng)將危害環(huán) 境。污泥處理一般以無害化、穩(wěn)定化、減量化和資源化為目的。為了達(dá)到上述目的，污泥 厭氧消化產(chǎn)甲烷是常用的工藝之一，但是產(chǎn)出的甲烷氣中甲烷含量往往不高，可燃性不好。 另一種工藝為厭氧污泥消化產(chǎn)酸工藝，但是由于常規(guī)條件下產(chǎn)酸率不高，而且含有高濃度 的氮磷，因此該工藝在實(shí)際污水廠中較少使用。此外，雖然近年來報(bào)道堿性條件可以提高 厭氧產(chǎn)酸效率，但是迄今為止尚沒有成熟的工藝可供污水廠使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種污水廠原位強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源污水處理系統(tǒng)。 本發(fā)明提出的污水廠原位強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源污水處理系統(tǒng)，由初沉池1、污水生物處
理系統(tǒng)2、 二沉池3、預(yù)調(diào)節(jié)池4、堿性發(fā)酵池5、調(diào)理池6、碳源存儲池7及管道和閥門
連接組成，其中
堿性發(fā)酵池5內(nèi)設(shè)有第一攪拌機(jī)8、溫度計(jì)9、第一泥位計(jì)10和第--pH計(jì)11，底部 設(shè)有加熱器30;
調(diào)理池6內(nèi)設(shè)有第二攪拌機(jī)12、第二 pH計(jì)13、第二泥位計(jì)14、氮磷自動分析儀15 和磷自動分析儀16，調(diào)理池6頂部通過管道和第二閥門23連接酸堿調(diào)節(jié)池17，通過管道 和第三閥門24連接氨氮溶液池18，通過管道和第四閥門25連接磷溶液池19，通過管道 和第五閥門26連接鎂離子溶液池20，通過管道和第六閥門27連接絮凝劑溶液池21;
初沉池1 一側(cè)設(shè)有污水進(jìn)水口，另一側(cè)連接污水生物處理系統(tǒng)2，初沉池1底部通過管道連接預(yù)調(diào)節(jié)池4，污水生物處理系統(tǒng)2連接二沉池3，預(yù)調(diào)節(jié)池4通過管道和第一污 泥泵29連接堿性發(fā)酵池5,堿性發(fā)酵池5通過管道和第二污泥泵31連接調(diào)理池6 —側(cè)， 調(diào)理池6底部通過管道和第二污泥泵32連接脫水設(shè)備33，調(diào)理池6另--側(cè)通過第七閥門 28和管道連接碳源存儲池7，脫水設(shè)備33連接干化場34;碳源存儲池7通過管道連接初 沉池1與污水生物處理系統(tǒng)2的連接管道；
計(jì)算機(jī)綜合控制系統(tǒng)35分別連接第一攪拌機(jī)8、溫度計(jì)9，第一泥位計(jì)10、第一 pH 計(jì)ll、第二攪拌機(jī)12、第二pH計(jì)13、第二泥位計(jì)14、氮磷自動分析儀15、磷自動分析 儀16、第一閥門22、第二閥門23、第三閥門24、第四閥門25、第五閥門26、第六閥門 27、第七閥門28、第一污泥泵29、加熱器30、第二污泥泵31和第三污泥泵32。
本發(fā)明提出的污水廠原位強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源污水處理工藝，具體歩驟如下
(1) 以污水廠初沉污泥、剩余污泥、城巿餐廚垃圾中的一種或多種作為發(fā)酵原料， 發(fā)酵原料進(jìn)入預(yù)調(diào)節(jié)池4;
(2) 預(yù)調(diào)節(jié)池4的發(fā)酵原料經(jīng)第一污泥泵29進(jìn)入堿性發(fā)酵池5，控制堿性發(fā)酵池5 內(nèi)的pH值為8 14，堿性發(fā)酵池5溫度為15 60°C，水力停留時(shí)間為1 30天，在第--攪拌機(jī)8攪拌下進(jìn)行強(qiáng)化發(fā)酵產(chǎn)生碳源；
(3) 發(fā)酵后的混合物經(jīng)第二污泥泵31進(jìn)入調(diào)理池6，調(diào)理池6內(nèi)分別加入氨氮、磷 或鎂離子，并山第二攪拌機(jī)]2攪拌混合均勻后，停止攪拌，調(diào)理池6中的混合物靜置、 分層，然后開啟第七閥門28，將調(diào)理池6中的上清液排入到碳源存儲池7中；
(4) 調(diào)理池6下層的沉淀物經(jīng)第三污泥泵32進(jìn)入污泥脫水設(shè)備33脫水，脫水濾液 進(jìn)入碳源存儲池7，脫水泥餅進(jìn)入干化場34干化；
(5) 碳源存儲池7中的液體回流到污水生物處理系統(tǒng)2，用作污水生物處理的補(bǔ)充碳源。
本發(fā)明的有益效果是
(1) 開發(fā)了成套的在溫度和堿性pH聯(lián)合下、污水廠原位強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源用于污水 處理的新系統(tǒng)，有利于解決污水廠碳源不足、脫氮除磷效果差、出水水質(zhì)難以滿足國家標(biāo) 準(zhǔn)的問題；
(2) 可以有效降低污水廠初沉污泥和剩余污泥的處理費(fèi)用，同時(shí)能夠使城市餐廚垃 圾和污水廠廢棄污泥資源化再利用；
(3) 在處理廢棄物、產(chǎn)生碳源提高污水廠脫氮除磷效果的同時(shí)，獲取了一種肥效較 高的副產(chǎn)品，該副產(chǎn)品可以作農(nóng)用肥料，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益；
(4) 使用本發(fā)明，可以大大減少污水廠的運(yùn)行成本，提高出水水質(zhì)，改進(jìn)、優(yōu)化有的城市污水處理系統(tǒng)；本系統(tǒng)對工廠及小區(qū)污水處理站的運(yùn)行也具有一定指導(dǎo)意義。
本發(fā)明以污水廠的初沉污泥、剩余污泥、城市餐廚垃圾為原料，經(jīng)過預(yù)調(diào)節(jié)池調(diào)理后 進(jìn)入堿性發(fā)酵池在一定溫度和堿性pH聯(lián)合作用下強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源，隨后在調(diào)理池中投 加一些化學(xué)藥劑，從而不僅簡便地獲取了優(yōu)質(zhì)的碳源，還獲取一種可用作肥料的副產(chǎn)品， 并達(dá)到了廢棄污泥穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化的目的。


圖1是本發(fā)明污水廠原位強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源用于污水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示。
圖2是本發(fā)明污水廠原位強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源用于污水處理工藝的自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示。
圖中標(biāo)號1為初沉池，2為污水生物處理系統(tǒng)，3為二沉池，4為預(yù)調(diào)節(jié)池，5為堿 性發(fā)酵池，6為調(diào)理池，7為碳源存儲池，8為第一攪拌機(jī)，9為溫度計(jì)，IO為第一泥位計(jì)， ll為第一pH計(jì)，12為第二攪拌機(jī)，13為第二pH計(jì)，14為第二泥位計(jì)，15為氮磷自動分 析儀，16為磷自動分析儀，17為酸堿調(diào)節(jié)池，18為氨氮溶液池，19為磷溶液池，20為鎂 離子溶液池，21為絮凝劑溶液池，22為第一閥門，23為第二閥門，24為第三閥門，25為 第四閥門，26為第五閥門，27為第六閥門，28為第七閥門，29為第一污泥泵，30為加熱 器，31為第二污泥泵，32為第三污泥泵，33為脫水設(shè)備，34為千化場，35為計(jì)算機(jī)控制 系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖作進(jìn)一歩詳細(xì)說明 實(shí)施例1:
某城市污水處理j —(處理能力2萬噸/天)實(shí)施工藝改造，改造的目的是利用污水廠 的初沉污泥、剩余污泥以及附近餐飲業(yè)的餐廚垃圾強(qiáng)化產(chǎn)生的碳源提高污水廠除磷脫氮效
果。在該改造工程中，采用的設(shè)備型號如下閥門22-27采用DN25型電動閥門；閥門28 采用DN200型電動閥門；污泥泵29、 31、 32采用流量100m7h、功率55kw的污泥泵；攪 拌機(jī)8、 12采用QJZB-7. 5型潛水?dāng)嚢铏C(jī)；pH計(jì)ll、 13采用Jenco 3675工業(yè)pH計(jì)；溫度 計(jì)9采用377-2溫度計(jì)；泥位計(jì)10、 14采用DPS300污泥界面分析儀；加熱器30采用KCS-1 可拆式熱交換器；氨氮自動分析儀15采用剛4D sc氨氮分析儀；磷自動分析儀16采 用NPW-150總磷在線分析儀。
如圖1所示，初沉污泥、剩余污泥、餐廚垃圾三種物質(zhì)的混合物，或者上述三種物質(zhì) 中任意兩種物質(zhì)的混合物，或者上述三種物質(zhì)中任意一種單一物質(zhì)，進(jìn)入預(yù)調(diào)節(jié)池4作為 發(fā)酵產(chǎn)酸的發(fā)酵原料；經(jīng)預(yù)調(diào)節(jié)池4調(diào)節(jié)后，發(fā)酵原料進(jìn)入堿性發(fā)酵池5，原料在該池的水力停留時(shí)間為l 30天;
堿性發(fā)酵池5中的堿性pH控制在8 14之間，當(dāng)?shù)谝?pH計(jì)10測量的范圍不在此范 圍內(nèi)時(shí)，溶液池17中的藥劑經(jīng)第-一閥門22被加入到堿性發(fā)酵池5中用來調(diào)節(jié)pH值，直 至調(diào)整到設(shè)定的pH;
堿性發(fā)酵池5中的溫度范圍為15 6(TC，當(dāng)溫度計(jì)9測量的范圍不在此范圍內(nèi)時(shí)，加 熱器30開啟調(diào)節(jié)溫度，調(diào)整到設(shè)定的溫度后停止加熱；
堿性發(fā)酵池5中液面由第一泥位計(jì)10控制，當(dāng)液面高于設(shè)定高度H,時(shí)，第一污泥泵 29停止工作；當(dāng)液面低于設(shè)定高度H2時(shí)，第二污泥泵31停止工作；第一污泥泵29和第二 污泥泵31的開啟時(shí)間由發(fā)酵原料在堿性發(fā)酵池5的停留時(shí)間決定；
發(fā)酵混合物經(jīng)第二污泥泵31輸入調(diào)理池6后，氨氮自動分析儀15和磷自動分析儀16 將氨氮和磷濃度反饋到計(jì)算機(jī)智能綜合控制系統(tǒng)，計(jì)算所需投加的氨氮、磷或鎂離子的量。 氨氮、磷或鎂離子通過開啟第三閥門24、第四閥門25、第五閥門26投加；第三閥門24、 第四閥門25、第五閥門26分別連接相應(yīng)的氨氮溶液池18、憐溶液池19和鎂離子溶液池
20;在攪拌條件下，氨氮、磷或鎂離子后，調(diào)理池6中的pH值由第二pH計(jì)13測量，如 果不在范圍pH 8 10之間，第二閥門23開啟調(diào)節(jié)pH值，直至調(diào)整到設(shè)定的pH后關(guān)閉；
pH調(diào)整完畢后，絮凝劑溶液21中的絮凝劑經(jīng)閥門27加入到調(diào)理池6中，充分?jǐn)嚢韬螅?停止第二攪拌機(jī)12，靜置一段時(shí)間后，其中的上清液由第二泥位計(jì)14控制，經(jīng)第七閥門 28進(jìn)入碳源存儲池7;
調(diào)理池6下層的沉淀物經(jīng)第三污泥泵32進(jìn)入污泥脫水設(shè)備33脫水，脫水濾液進(jìn)入碳 源存儲池7，脫水泥餅進(jìn)入干化場34干化，干化后的物質(zhì)富含氮、磷等營養(yǎng)元素，可以作 為肥料使用；
碳源存儲池7中的液體回流到污水處理系統(tǒng)，用作污水生物處理的補(bǔ)充碳源。 圖1所示系統(tǒng)可以由圖2所示的計(jì)算機(jī)智能綜合控制系統(tǒng)(35)在線自動控制，也可 以由人工操作完成。計(jì)算機(jī)綜合控制系統(tǒng)35分別連接第一攪拌機(jī)8、溫度計(jì)9，第一泥位 計(jì)10、第一 pH計(jì)11、第二攪拌機(jī)12、第二 pH計(jì)13、第二泥位計(jì)14、氮磷自動分析儀 15、磷自動分析儀16、第一閥門22、第二閥門23、第三閥門24、第四閥門25、第五閥門 26、第六閥門27、第七閥門28、第一污泥泵29、加熱器30、第二污泥泵31和第三污泥 泵32。 .
上述對實(shí)施例的描述是為了便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對上述實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原 理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本 領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種污水廠原位強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源污水處理系統(tǒng)，由初沉池(1)、污水生物處理系統(tǒng)(2)、二沉池(3)、預(yù)調(diào)節(jié)池(4)、堿性發(fā)酵池(5)、調(diào)理池(6)、碳源存儲池(7)及管道和閥門連接組成，其特征在于堿性發(fā)酵池(5)內(nèi)設(shè)有第一攪拌機(jī)(9)、溫度計(jì)(9)、第一泥位計(jì)(10)和第一pH計(jì)(11)，底部設(shè)有加熱器(30)；調(diào)理池(6)內(nèi)設(shè)有第二攪拌機(jī)(12)、第二pH計(jì)(13)、第二泥位計(jì)(14)、氮磷自動分析儀(15)和磷自動分析儀(16)，調(diào)理池(6)頂部通過管道和第二閥門(23)連接酸堿調(diào)節(jié)池(17)，通過管道和第三閥門(24)連接氨氮溶液池(18)，通過管道和第四閥門(25)連接磷溶液池(19)，通過管道和第五閥門(26)連接鎂離子溶液池(20)，通過管道和第六閥門(27)連接絮凝劑溶液池(21)；初沉池(1)一側(cè)設(shè)有污水進(jìn)水口，另一側(cè)連接污水生物處理系統(tǒng)(2)，初沉池(1)底部通過管道連接預(yù)調(diào)節(jié)池(4)，污水生物處理系統(tǒng)(2)連接二沉池(3)，預(yù)調(diào)節(jié)池(4)通過管道和第一污泥泵(29)連接堿性發(fā)酵池(5)，堿性發(fā)酵池(5)通過管道和第二污泥泵(31)連接調(diào)理池(6)一側(cè)，調(diào)理池(6)底部通過管道和第二污泥泵(32)連接脫水設(shè)備(33)，調(diào)理池(6)另一側(cè)通過第七閥門(28)和管道連接碳源存儲池(7)，脫水設(shè)備(33)連接干化場(34)；碳源存儲池(7)通過管道連接初沉池(1)與污水生物處理系統(tǒng)(2)的連接管道；計(jì)算機(jī)綜合控制系統(tǒng)(35)分別連接第一攪拌機(jī)(8)、溫度計(jì)(9)，第一泥位計(jì)(10)、第一pH計(jì)(11)、第二攪拌機(jī)(12)、第二pH計(jì)(13)、第二泥位計(jì)(14)、氮磷自動分析儀(15)、磷自動分析儀(16)、第一閥門(22)、第二閥門(23)、第三閥門(24)、第四閥門(25)、第五閥門(26)、第六閥門(27)、第七閥門(28)、第一污泥泵(29)、加熱器(30)、第二污泥泵(31)和第三污泥泵(32)。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污水廠原位強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源污水處理系統(tǒng)。包含預(yù)調(diào)節(jié)池、堿性發(fā)酵池、調(diào)理池、碳源存儲池等構(gòu)筑物，以及配套的管道、儀表、脫水、干化、控制系統(tǒng)等設(shè)備。以污水廠的初沉污泥、剩余污泥、城市餐廚垃圾為發(fā)酵原料，經(jīng)過預(yù)調(diào)節(jié)池調(diào)理后進(jìn)入堿性發(fā)酵池在一定溫度和堿性pH共同作用下強(qiáng)化發(fā)酵再生碳源，隨后在調(diào)理池中投加一些化學(xué)藥劑，從而不僅簡便地獲取了優(yōu)質(zhì)的碳源，還獲取一種可用作肥料的副產(chǎn)品，并達(dá)到了廢棄污泥穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化的目的。該工藝具有投資少、運(yùn)行成本低、再生碳源質(zhì)量穩(wěn)定、副產(chǎn)品價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C02F11/12GK101538101SQ20091004982
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者蕾 于, 超 張, 胡蘭芳, 雄 鄭, 陳銀廣, 顧國維 申請人:同濟(jì)大學(xué)