專利名稱：一種污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法，用于降低污泥中微生物胞外聚合物(EPS)的含量與粘性，提高污泥的生物處理性能，屬于固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
胞外聚合物(EPS)是活性污泥絮體的主要組成部分，直接覆蓋于細(xì)菌細(xì)胞壁外，其數(shù)量的多寡和組分的改變會(huì)對(duì)活性污泥絮體的表面特性產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響活性污泥的吸附和絮凝性能，從而最終影響到污水生物處理的效率。EPS中含有多糖、蛋白質(zhì)與脂類等物質(zhì)，是使污泥表面帶負(fù)電的主要成分，因此在污水處理過程中，EPS吸附了大量的二三價(jià)金屬陽離子，而這些金屬陽離子對(duì)于污泥絮體尤其是胞外聚合物的物理化學(xué)特性有著重要的作用。有研究表明把活性污泥絮體置于含有EDTA的緩沖溶液時(shí)，污泥表面的金屬離子被絡(luò)合掉，導(dǎo)致污泥的表面電荷減少，Zata電位下降，致使細(xì)菌釋放出帶負(fù)電的多糖類物質(zhì)，因此，當(dāng)降低污泥中的金屬離子濃度時(shí)，會(huì)釋放出更多的帶負(fù)電性的多糖類物質(zhì)等，從而增加了溶解性有機(jī)物的含量，提高污泥的可生化性能，同時(shí)去除污泥絮體中的含沙量，有利于后續(xù)的污泥處理與處置。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法。本發(fā)明由接觸反應(yīng)器、固液分離系統(tǒng)以及樹脂軟化器3個(gè)主要部分組成。本發(fā)明技術(shù)將活性污泥通過固液分離系統(tǒng)將污泥絮體與上清液分開，上清液經(jīng)由樹脂軟化器軟化后，顯著降低了上清液中的二三價(jià)金屬陽離子含量，軟化后的上清液進(jìn)入接觸反應(yīng)器，接觸反應(yīng)器中內(nèi)置攪拌系統(tǒng)，使軟化出水與污泥充分接觸。通過反復(fù)循環(huán)運(yùn)行軟化，上清液中的金屬離子含量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污泥絮體中的金屬離子含量，濃度梯度迫使污泥胞外聚合物甚至是污泥細(xì)胞內(nèi)的金屬離子向水溶液中遷移，致使污泥絮體的電荷失衡，大量的帶負(fù)電荷的多糖、蛋白質(zhì)等物質(zhì)將會(huì)釋放 至水中，增加了溶解性有機(jī)物含量，從而提高了污泥的可生化性能。同時(shí)，當(dāng)大量的有機(jī)物釋放到水中時(shí)，吸附或包裹在胞外聚合物中的微小沙粒由于胞外聚合物的解體而被釋放出來，起到了除沙的作用。本發(fā)明提出的一種污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法，采用污泥強(qiáng)化預(yù)處理裝置進(jìn)行處理，所述裝置由接觸反應(yīng)器1、攪拌系統(tǒng)2、沉淀池4、膜處理系統(tǒng)6和樹脂軟化器8組成，其中接觸反應(yīng)器I下部一側(cè)通過第一泵3和管道連接沉淀池4頂部進(jìn)水口，沉淀池4底部通過第二泵9和管道連接接觸反應(yīng)器I中上部進(jìn)水口，沉淀池4上部出水口通過計(jì)量泵5和管道連接膜處理系統(tǒng)6頂部進(jìn)水口，位于膜處理系統(tǒng)6的膜組件上部出水口通過泵和管道接于樹脂軟化器8頂部，樹脂軟化器8底部通過管道和泵連接接觸反應(yīng)器I上部進(jìn)水口 ；膜處理系統(tǒng)底部通過管道連接曝氣器7 ;具體步驟如下
將城市生活污水處理廠的活性污泥注入到接觸反應(yīng)器I中，攪拌系統(tǒng)2使污泥混合均勻，污泥經(jīng)由第一泵3進(jìn)入沉淀池4，污泥經(jīng)沉淀后的上清液由計(jì)量泵5注入到膜處理系統(tǒng)6中，曝氣器7持續(xù)曝氣，避免上清液中的污泥絮體或膠體物質(zhì)堵塞膜組件，膜組件的出水進(jìn)入樹脂軟化器8中，通過樹脂軟化后的上清液回流至接觸反應(yīng)器I中，與污泥充分混合接觸，沉淀池4中沉淀的污泥經(jīng)由第二泵9回流至接觸反應(yīng)器I中；軟化的上清液中二三價(jià)金屬陽離子含量降低；通過反復(fù)循環(huán)運(yùn)行軟化，上清液中的二三價(jià)金屬陽離子含量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污泥絮體中的二三金屬陽離子含量，濃度梯度迫使污泥細(xì)胞外聚合物甚至是污泥細(xì)胞內(nèi)的金屬離子向水溶液中遷移，致使污泥絮體的電荷失衡，大量的帶負(fù)電荷的多糖、蛋白質(zhì)物質(zhì)將會(huì)釋放至水中，增加了溶解性有機(jī)物含量，從而提高污泥的可生化性能。同時(shí)，當(dāng)大量的有機(jī)物釋放到水中時(shí)，吸附或包裹在胞外聚合物中的微小沙粒由于胞外聚合物的解體而被釋放出來，起到了除沙的作用；出水排放。本發(fā)明中，所述樹脂軟化器中填充的樹脂為強(qiáng)酸樹脂、弱酸樹脂或螯合樹脂中任一種，樹脂再生后為Na型。本發(fā)明中，總運(yùn)行時(shí)間即固體停留時(shí)間為l_24h。運(yùn)行時(shí)間為接觸池里的污泥上清液全部循環(huán)一次的時(shí)間，即為接觸池體積除以樹脂軟化器的出水流速。本發(fā)明中，所述接觸系統(tǒng)采用增力電動(dòng)攪拌器。本發(fā)明中，膜過濾系統(tǒng)的出水濁度小于1.0NTU。本發(fā)明中，所述樹脂軟化器的流速為10_40BV/h。本發(fā)明提供的污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、在本發(fā)明提供的污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法中，采用樹脂吸附上清液中的金屬離子，污泥與上清液之間的濃度梯度迫使污泥胞外聚合物甚至是污泥細(xì)胞內(nèi)的金屬離子向水溶液中遷移，致使污泥絮體的電荷失衡，大量的帶負(fù)電荷的多糖、蛋白質(zhì)等物質(zhì)將會(huì)釋放至水中，增加了溶解性有機(jī)物含量，從而提高了污泥的可生化性能；
2、本發(fā)明提供的污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法，可以改變污泥絮體內(nèi)部的電荷平衡，導(dǎo)致胞外聚合物溶解，降低胞外聚合物的粘度，則存在于絮體內(nèi)部的細(xì)小顆粒的沙石可以脫離胞外聚合物的粘結(jié)沉積在固液分離器的底部，通過機(jī)械排泥去除，解決了后續(xù)污泥處理處置設(shè)施中因污泥中攜帶的沙石磨損設(shè)備的問題；
3、樹脂可以反復(fù)再生重復(fù)使用，且再生方法簡單，效果穩(wěn)定，吸附金屬陽離子的速度快，具有經(jīng)濟(jì)可行性?？傊景l(fā)明提供的污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法采用樹脂吸附污泥中的金屬離子，能有效釋放出胞外聚合物中的有機(jī)物，不僅提高了污泥的可生化性能，還去除了存在于絮體中的沙石，解決了污泥中攜帶的沙石對(duì)設(shè)備的磨損問題，有利于后續(xù)的處理處置的效率及其相關(guān)設(shè)備的保養(yǎng)。另一方面，本發(fā)明提供的污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法中采用的樹脂已具有成套應(yīng)用工業(yè)，可以反復(fù)再生重復(fù)使用，且再生方法簡單，效果穩(wěn)定，運(yùn)行成本較低廉，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為實(shí)施案例中提供的污泥強(qiáng)化預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1為接觸反應(yīng)器，2為攪拌系統(tǒng)，3為第一泵，4為沉淀池，5為計(jì)量泵，6為膜處理系統(tǒng)，7為曝氣器，8為樹脂軟化器，9為第二泵。
具體實(shí)施例方式為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一種污泥強(qiáng)化預(yù)處理裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該污泥強(qiáng)化預(yù)處理裝置包括依次連接的接觸反應(yīng)池1、沉淀池2、膜處理系統(tǒng)6、樹脂軟化器8。其中，接觸反應(yīng)器1:數(shù)量I套；在接觸反應(yīng)器I中，設(shè)有增力電動(dòng)攪拌器；
沉淀池4 :數(shù)量I套；
膜過濾系統(tǒng)6 :流速為6L/h，出水濁度小于1. 0NTU，數(shù)量I套；
樹脂軟化器8 :填充大孔 Na型螯合樹脂，樹脂裝填高度為400mm，數(shù)量3套。樹脂軟化器8中所填充的樹脂的具體參數(shù)如表I所示。表I 兩級(jí)軟化器的樹脂填充參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法，其特征在于采用污泥強(qiáng)化預(yù)處理裝置進(jìn)行處理，所述裝置由接觸反應(yīng)器(I)、攪拌系統(tǒng)(2)、沉淀池(4)、膜處理系統(tǒng)(6)和樹脂軟化器(8)組成，其中接觸反應(yīng)器(I)下部一側(cè)通過第一泵(3)和管道連接沉淀池(4)頂部進(jìn)水口，沉淀池(4)底部通過第二泵(9)和管道連接接觸反應(yīng)器(I)中上部進(jìn)水口，沉淀池(4)上部出水口通過計(jì)量泵(5)和管道連接膜處理系統(tǒng)(6)頂部進(jìn)水口，位于膜處理系統(tǒng)￠)的膜組件上部出水口通過泵和管道接于樹脂軟化器(8)頂部，樹脂軟化器(8)底部通過管道和泵連接接觸反應(yīng)器(I)上部進(jìn)水口 ；膜處理系統(tǒng)底部通過管道連接曝氣器(7);具體步驟如下 將城市生活污水處理廠的活性污泥注入到接觸反應(yīng)器(I)中，攪拌系統(tǒng)(2)使污泥混合均勻，污泥經(jīng)由第一泵(3)進(jìn)入沉淀池(4)，污泥經(jīng)沉淀后的上清液由計(jì)量泵(5)注入到膜處理系統(tǒng)￠)中，曝氣器(7)持續(xù)曝氣，避免上清液中的污泥絮體或膠體物質(zhì)堵塞膜組件，膜組件的出水進(jìn)入樹脂軟化器(8)中，通過樹脂軟化后的上清液回流至接觸反應(yīng)器(I)中，與污泥充分混合接觸，沉淀池(4)中沉淀的污泥經(jīng)由第二泵(9)回流至接觸反應(yīng)器(I)中；軟化的上清液中二三價(jià)金屬陽離子含量降低；通過反復(fù)循環(huán)運(yùn)行軟化，上清液中的二三價(jià)金屬陽離子含量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污泥絮體中的二三金屬陽離子含量，濃度梯度迫使污泥細(xì)胞外聚合物甚至是污泥細(xì)胞內(nèi)的金屬離子向水溶液中遷移，致使污泥絮體的電荷失衡，大量的帶負(fù)電荷的多糖、蛋白質(zhì)物質(zhì)將會(huì)釋放至水中，增加了溶解性有機(jī)物含量，從而提高污泥的可生化性能。
2.同時(shí)，當(dāng)大量的有機(jī)物釋放到水中時(shí)，吸附或包裹在胞外聚合物中的微小沙粒由于胞外聚合物的解體而被釋放出來，起到了除沙的作用；出水排放。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法，其特征在于所述樹脂軟化器中填充的樹脂為強(qiáng)酸樹脂、弱酸樹脂或螯合樹脂中任一種，樹脂再生后為Na型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法，其特征在于總運(yùn)行時(shí)間即固體停留時(shí)間為l_24h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法，其特征在于所述接觸系統(tǒng)采用增力電動(dòng)攪拌器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法，其特征在于膜過濾系統(tǒng)的出水濁度小于1. ONTU0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法，其特征在于所述樹脂軟化器的流速為10-40BV/ho
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法，其特征在于所述樹脂軟化器為2臺(tái)以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污泥強(qiáng)化預(yù)處理方法。具體步驟為將活性污泥通過固液分離系統(tǒng)將污泥絮體與上清液分開，上清液經(jīng)由樹脂軟化器軟化后，顯著降低了上清液中的二三價(jià)金屬陽離子含量，軟化后的上清液進(jìn)入接觸反應(yīng)器，接觸反應(yīng)器中內(nèi)置攪拌系統(tǒng)，使軟化出水與污泥充分接觸。通過反復(fù)循環(huán)運(yùn)行軟化，上清液中的金屬離子含量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污泥絮體中的金屬離子含量，濃度梯度迫使污泥胞外聚合物甚至是污泥細(xì)胞內(nèi)的金屬離子向水溶液中遷移，致使污泥絮體的電荷失衡，大量的帶負(fù)電荷的多糖、蛋白質(zhì)等物質(zhì)將會(huì)釋放至水中，增加了溶解性有機(jī)物含量，從而提高了污泥的可生化性能。同時(shí)，當(dāng)大量的有機(jī)物釋放到水中時(shí)，吸附或包裹在胞外聚合物中的微小沙粒由于胞外聚合物的解體而被釋放出來，起到了除沙的作用。
文檔編號(hào)C02F11/00GK103043875SQ201210555918
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者董濱, 羅凡, 戴曉虎 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)