專利名稱：剩余污泥減量處理的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，特別是涉及一種剩余污泥減量處理的方法及裝置。
背景技術(shù)：
市政污泥是城市污水處理過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，就我國的市政污泥性質(zhì)而言，污泥中有機(jī)物含量超過50%，并含有大量的N、P等營養(yǎng)物質(zhì)(其中N含量I. 5% 7. 0%，P含量0.8% 3%)。據(jù)中國國家環(huán)保總局提供的數(shù)字，目前中國每年大約排放污水401億m3，已建成運(yùn)轉(zhuǎn)的城市污水處理廠有400余座，日處理能力2534萬m3。按污泥產(chǎn)量占處理水量的0.3% 0.5% (以含水率97%計(jì))計(jì)算，中國城市污水廠污泥的產(chǎn)量在7. 602萬m3/d和12. 67萬m3/d·(以含水率97%計(jì))之間。因此，中國在污水處理事業(yè)不斷取得進(jìn)步的同時(shí)，將面臨巨大的污泥處理處置壓力。在污泥回流段中如果加入化學(xué)(臭氧、酸或堿)或物理(熱處理、超聲破碎或機(jī)械處理)處理單元，剩余污泥可減少60%以上，但化學(xué)或物理處理的成本高昂，同時(shí)會(huì)增加曝氣池有機(jī)負(fù)荷和曝氣能耗，影響工藝的實(shí)用性。另有一種方法是加入解偶聯(lián)劑，控制微生物新陳代謝，從而達(dá)到剩余污泥減量的目的，減量率在50% -80%，且能耗水平低，但該方法所投加的解偶聯(lián)劑可能會(huì)對(duì)微生物造成過度的毒害作用，影響工藝本身的污染物處理性能，另外解偶聯(lián)劑需大量購買，增加了運(yùn)行成本?？梢娔壳敖?jīng)化學(xué)物理工藝處理后的污泥普遍存在較多的問題，如回用困難、污泥破解率不高、產(chǎn)生臭氣、能耗大、運(yùn)行成本高和設(shè)備腐蝕等。而生物污泥減量技術(shù)主要是通過改變微生物生存環(huán)境及其本身的作用實(shí)現(xiàn)污泥減化，與化學(xué)、物理技術(shù)相比，其在不影響出水水質(zhì)的前提下能夠?qū)崿F(xiàn)污泥的原位減量，具有較好的減量效果，且運(yùn)行費(fèi)用低，無二次污染，是解決污水生化處理工藝中污泥問題較理想的途徑。生物污泥減量技術(shù)中，好氧-沉淀-厭氧(OSA)工藝是在污水處理過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥減量化的一種新工藝，其實(shí)質(zhì)是由傳統(tǒng)活性污泥工藝中的曝氣池和沉淀池以及在兩者之間插入的一個(gè)污泥厭氧池組成，沉淀池底部的污泥抽出進(jìn)入?yún)捬醭貎?nèi)，在厭氧條件下反應(yīng)一段時(shí)間，然后將厭氧池內(nèi)的泥水混合液補(bǔ)入曝氣池內(nèi)，實(shí)現(xiàn)好氧-沉淀-厭氧的循環(huán)。這種方式，既不需要通過物理或化學(xué)手段進(jìn)行預(yù)處理，也不需要添加任何化學(xué)藥劑，能在不影響出水水質(zhì)的前提下，可以減少剩余污泥產(chǎn)量的20% -60%，同時(shí)改善了污泥沉降性能，即可對(duì)傳統(tǒng)的活性污泥工藝進(jìn)行改造，使得基建和運(yùn)行成本較低。這對(duì)于解決我國日后大幅增長的污泥量有著重要意義。然而，目前OSA工藝本身仍存在一定的缺陷。由于OSA工藝等同于在傳統(tǒng)活性污泥法的好氧污泥回流段插入了一個(gè)厭氧反應(yīng)池，從沉淀池排出的污泥經(jīng)過厭氧罐處理后再回流到曝氣池中，實(shí)質(zhì)上改變了微生物的生存環(huán)境，也在一定程度上改變了原好氧活性污泥中的微生物種群結(jié)構(gòu)以及污泥性質(zhì)，這為系統(tǒng)帶來污泥減量化效果的同時(shí)，也影響了系統(tǒng)污泥的活性，會(huì)給污水處理帶來不利的結(jié)果，如污泥產(chǎn)率的降低致使減少部分的污泥中的氮素磷素進(jìn)入到水相中，加重了工藝系統(tǒng)氮磷污染物負(fù)擔(dān)，從而使得出水總氮總磷增加。同時(shí)，一般傳統(tǒng)的OSA工藝回流比大概為10%左右，厭氧反應(yīng)池的體積大，造價(jià)高，管理困難，而OSA工藝具有較大污泥減量潛能，因此不斷地優(yōu)化改良OSA工藝，完善該工藝各方面的性能，充分發(fā)揮OSA污泥減量化效果，對(duì)推廣OSA的應(yīng)用及我國剩余污泥的處理有著極其重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要提供一種污泥減量效果明顯、除氮效果好、運(yùn)行成本低的剩余污泥減量處理方法。 一種剩余污泥減量處理方法，包括以下步驟(I)污泥和污水混合物進(jìn)入好氧生化反應(yīng)池內(nèi)曝氣混合后，引入沉淀池內(nèi)沉淀，弓丨出上清液；(2)周期性抽取沉淀池中的污泥進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池中反應(yīng)，靜沉；抽出厭氧反應(yīng)池中等量的靜沉上清液回流至好氧生化反應(yīng)池中；(3)每隔3天抽出厭氧反應(yīng)池中等量的污泥回流至好氧生化反應(yīng)池內(nèi)，完成污泥在沉淀-厭氧-好氧-沉淀各設(shè)備之間的循環(huán)交換流動(dòng)。步驟(2)中的等量是指與進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池中的污泥相等的量。厭氧反應(yīng)器中的污泥一直處于攪拌混合的狀態(tài)，在回泥前I個(gè)小時(shí)停止攪拌，泥水分離，回流厭氧污泥上清液。每隔3天回流厭氧反應(yīng)器中的混合污泥，即回泥前不停止攪拌，厭氧反應(yīng)器中為混合污泥，回流的是等量的混合污泥，步驟(3)中的等量是指與沉淀池中進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池中的污泥的量相等。在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟⑵中所述周期為6小時(shí)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟⑵中所述靜沉?xí)r間為I小時(shí)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟(2)為每6小時(shí)抽取沉淀池中2. 5%體積比的污泥進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池中反應(yīng)，靜沉I小時(shí)；抽出厭氧反應(yīng)池中2. 5%體積比的靜沉上清液回流至好氧生化反應(yīng)池中。在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟(3)中每隔3天抽出厭氧反應(yīng)池中5%體積比的污泥回流至好氧生化反應(yīng)池內(nèi)。本發(fā)明還提供了一種剩余污泥減量處理裝置，包括好氧生化反應(yīng)池、沉淀池和厭氧反應(yīng)池；所述好氧生化反應(yīng)池的出口連接所述沉淀池的入口，所述沉淀池的出口連接所述厭氧反應(yīng)池的入口，所述厭氧反應(yīng)池的出口連接好氧生化反應(yīng)池的入口。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述好氧生化反應(yīng)池設(shè)置有曝氣頭。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述厭氧反應(yīng)池設(shè)置有攪拌裝置。在本發(fā)明方法中，每周期將污泥排至厭氧反應(yīng)池中，每隔三天回流厭氧污泥至好氧生化反應(yīng)池中，其余時(shí)間回流厭氧反應(yīng)池中的靜沉上清液?；亓鲄捬醴磻?yīng)池中靜沉上清液周期內(nèi)，回流前Ih停止厭氧反應(yīng)池內(nèi)磁力攪拌待靜沉。而每隔3天污泥在厭氧反應(yīng)池中完成消化反應(yīng)后，不靜沉沉淀，直接回流污泥至好氧生化反應(yīng)池中?；亓鲄捬醴磻?yīng)池中的靜沉上清液的運(yùn)行方式是其區(qū)別于傳統(tǒng)OSA工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它可以實(shí)現(xiàn)以下功能(I)通過采用回流厭氧反應(yīng)池中靜置上清液的方法，加大了厭氧反應(yīng)池的污泥濃度，有效降解污泥有機(jī)物。通過每隔三天回流污泥的方式濃縮了厭氧反應(yīng)池的污泥濃度，使每次從好氧生化反應(yīng)池進(jìn)去的有機(jī)物更加有效地分解，增加了系統(tǒng)中的可降解有機(jī)物，從而達(dá)到污泥減量的目的；(2)污泥減量化效果好且穩(wěn)定，增強(qiáng)了工藝系統(tǒng)的除氮能力。同時(shí)減少了對(duì)好氧生化反應(yīng)池的沖擊,鞏固了系統(tǒng)的污水處理效果； (3)采用回流上清液的方式使污泥濃度加大，從而減小厭氧反應(yīng)池的體積，無需新增反應(yīng)裝置與設(shè)備，建筑成本低，并具有長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I中剩余污泥減量處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中剩余污泥減量處理裝置的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中剩余污泥減量處理方法的OSA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)時(shí)序設(shè)定示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中剩余污泥減量處理方法的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)厭氧與好氧污泥溶解性COD比值關(guān)系；圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中剩余污泥減量處理方法的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)厭氧與好氧污泥總COD比值關(guān)系。附圖標(biāo)記1、污水；2、好氧生化反應(yīng)池；3、出流污泥混合液；4、沉淀池；5、出水；
6、沉淀池出流污泥；7、厭氧反應(yīng)池；8、厭氧反應(yīng)池出流污泥；9、好氧生化反應(yīng)池；10、好氧生化反應(yīng)池；11、厭氧反應(yīng)池；12、厭氧反應(yīng)池；13、進(jìn)水泵14、出水泵；15、好氧污泥回流泵；
16、厭氧污泥回流泵；17、好氧污泥回流泵；18、厭氧污泥回流泵；19、原水桶。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。實(shí)施例I剩余污泥減量處理裝置及利用該裝置減量處理剩余污泥的方法如圖I所示，一種剩余污泥減量處理裝置，由好氧生化反應(yīng)池2、沉淀池4和厭氧反應(yīng)池7組成，其中好氧生化反應(yīng)池2的出口連接沉淀池4的入口，沉淀池4的出口連接厭氧反應(yīng)池7的入口，厭氧反應(yīng)池7的出口連接好氧生化反應(yīng)池2的入口。本發(fā)明的一種剩余污泥減量處理方法，包括以下步驟(I)污水I進(jìn)入好氧生化反應(yīng)池2內(nèi)進(jìn)行充分的曝氣混合后，好氧生化反應(yīng)池2的出流污泥混合液3引入沉淀池4內(nèi)沉淀，上清液引出作為出水5 ；(2)周期性抽取沉淀池4中的定量沉淀池出流污泥6進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池7中，在厭氧條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后靜沉I小時(shí)；抽出厭氧反應(yīng)池7中等量的靜沉上清液回流至好氧生化反應(yīng)池2中；(3)每隔3天抽出厭氧反應(yīng)池7中等量的厭氧反應(yīng)池出流污泥8回流至好氧生化反應(yīng)池2內(nèi)，完成污泥在沉淀-厭氧-好氧-沉淀各設(shè)備之間的循環(huán)交換流動(dòng)。實(shí)施例2實(shí)施例I的剩余污泥減量處理方法的效果研究該實(shí)施例通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說明本發(fā)明方法的效果。本發(fā)明的剩余污泥減量處理方法以SBR-OSA (序列間歇式活性污泥法-好氧-沉淀-厭氧)工藝為基礎(chǔ)，在不增加任何裝置的基礎(chǔ)上，以回流厭氧反應(yīng)池7靜沉上清液，每隔三天回流厭氧反應(yīng)池7混合污泥的運(yùn)行方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的回流混合污泥的運(yùn)行方式，形成新型的SBR-OSA工藝，以期能通過回流靜沉上清液減少回流對(duì)好氧生化反應(yīng)池2的沖擊，改善提高系統(tǒng)污水處理性能；同時(shí)也希望通過這一改良運(yùn)行方式進(jìn)一步強(qiáng)化OSA (好氧-沉淀-厭氧)系統(tǒng)污泥減量化效能，減少厭氧反應(yīng)池體積，降低成本。本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了傳統(tǒng)SBR-OSA以及改良SBR-OSA (本發(fā)明)兩套工藝系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比研究。圖2為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的示意圖，其中在原水桶19內(nèi)配置人造污水，圖2右下方為本發(fā)明的改良型的SBR-OSA新工藝模型系統(tǒng)，每周期定期進(jìn)行SBR (序列間歇式活性污泥法)好氧生化反應(yīng)池11、厭氧反應(yīng)池13的靜沉上清液或者污泥交換。靜沉上清液/污泥交換實(shí)質(zhì)是SBR靜沉污泥先進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池13中，停留一段時(shí)間后靜沉上清液/污泥回到好氧反應(yīng)池11中繼續(xù)生化處理污水。系統(tǒng)中各結(jié)構(gòu)單元所用的器材見表I。表I實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所用器材
權(quán)利要求
1.一種剩余污泥減量處理方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)污泥和污水混合物進(jìn)入好氧生化反應(yīng)池內(nèi)曝氣混合后，引入沉淀池內(nèi)沉淀，引出上清液； (2)周期性抽取沉淀池中的污泥進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池中反應(yīng)，靜沉；抽出厭氧反應(yīng)池中等量的靜沉上清液回流至好氧生化反應(yīng)池中； (3)每隔3天抽出厭氧反應(yīng)池中等量的污泥回流至好氧生化反應(yīng)池內(nèi)，完成污泥在沉淀-厭氧-好氧-沉淀各設(shè)備之間的循環(huán)交換流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的剩余污泥減量處理方法，其特征在于，步驟(2)中所述周期為6小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的剩余污泥減量處理方法，其特征在于，步驟(2)中所述靜沉?xí)r間為I小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的剩余污泥減量處理方法，其特征在于，所述步驟(2)為每6小時(shí)抽取沉淀池中2. 5%體積比的污泥進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池中反應(yīng)，靜沉I小時(shí)；抽出厭氧反應(yīng)池中2. 5%體積比的靜沉上清液回流至好氧生化反應(yīng)池中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的剩余污泥減量處理方法，其特征在于，步驟(3)中每隔3天抽出厭氧反應(yīng)池中5 %體積比的污泥回流至好氧生化反應(yīng)池內(nèi)。
6.一種剩余污泥減量處理裝置，其特征在于，包括好氧生化反應(yīng)池、沉淀池和厭氧反應(yīng)池；所述好氧生化反應(yīng)池的出口連接所述沉淀池的入口，所述沉淀池的出口連接所述厭氧反應(yīng)池的入口，所述厭氧反應(yīng)池的出口連接好氧生化反應(yīng)池的入口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的剩余污泥減量處理裝置，其特征在于，所述好氧生化反應(yīng)池設(shè)置有曝氣頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的剩余污泥減量處理裝置，其特征在于，所述厭氧反應(yīng)池設(shè)置有攪拌裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種剩余污泥減量處理方法及裝置，污泥和污水混合物進(jìn)入好氧生化反應(yīng)池內(nèi)曝氣混合后，引入沉淀池內(nèi)沉淀，引出上清液；周期性抽取沉淀池中的污泥進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池中反應(yīng)，靜沉；抽出厭氧反應(yīng)池中等量的靜沉上清液回流至好氧生化反應(yīng)池中；每隔3天抽出厭氧反應(yīng)池中等量的污泥回流至好氧生化反應(yīng)池內(nèi)，完成污泥在沉淀-厭氧-好氧-沉淀各設(shè)備之間的循環(huán)交換流動(dòng)。本發(fā)明采用回流厭氧反應(yīng)池中靜置上清液的方法，加大了厭氧反應(yīng)池中污泥的濃度，污泥減量化效果好且穩(wěn)定，增強(qiáng)了工藝系統(tǒng)的除氮能力；同時(shí)厭氧反應(yīng)池里污泥濃度升高，厭氧反應(yīng)池體積減小，建設(shè)改造容易，無需新增反應(yīng)裝置與設(shè)備，建筑成本低，具有長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C02F11/02GK102718380SQ201210236560
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者伍世嘉, 余小玉, 孫連鵬, 王騰蛟, 羅旺興 申請(qǐng)人:中山大學(xué)