一種剩余活性污泥的減量化處理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種剩余活性污泥的減量化處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]剩余污泥是污水生物處理過(guò)程中產(chǎn)生的固體沉淀物，是污水處理后的附屬品，這些剩余活性污泥的主要成分為細(xì)菌細(xì)胞物質(zhì)，有機(jī)物濃度高且主要為固形物，如不進(jìn)行妥善處理，這些污泥非常容易對(duì)地下水、土壤等造成二次污染，成為環(huán)境安全和公眾健康的威脅。好氧生物處理技術(shù)是污泥減量化處理的有效方法之一。目前，生物污泥的好氧生物減量處理方法主要為常壓好氧消化工藝，由于待處理剩余污泥的固體濃度高、有機(jī)物濃度高，需要消耗較多的溶解氧，而常壓下曝氣設(shè)備對(duì)氧的轉(zhuǎn)移效率低，混合液中溶解氧濃度低，因此，常壓污泥好氧消化工藝存在著對(duì)生物污泥的降解速率慢，需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間(20d左右)及較大的供氣量等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出了一種剩余活性污泥的減量化處理裝置及方法，采用本發(fā)明，可以有效實(shí)現(xiàn)剩余活性污泥的減量化處理。
[0004]本發(fā)明所述的剩余活性污泥的減量化處理裝置包括高壓生物反應(yīng)器和浮上分離器，高壓生物反應(yīng)器底部通過(guò)出樣管與浮上分離器底部連通；浮上分離器一側(cè)下方設(shè)有澄清水排放管；高壓生物反應(yīng)器頂部設(shè)有排氣主管，排氣主管上設(shè)有排氣支管；高壓生物反應(yīng)器由上至下依次設(shè)有進(jìn)樣管、加藥管和曝氣供氣管。
[0005]所述的排氣主管上設(shè)有至少兩個(gè)排氣支管；所述的每個(gè)排氣支管上均設(shè)有電磁閥和手動(dòng)閥門(mén)。
[0006]所述的高壓生物反應(yīng)器頂部設(shè)有壓力表和可調(diào)壓安全閥。
[0007]應(yīng)用本發(fā)明所述的裝置進(jìn)行剩余活性污泥的減量化處理的方法，其具體步驟為:
[0008](1)將待處理的剩余活性污泥放入高壓生物反應(yīng)器，開(kāi)啟曝氣供氣管；
[0009](2)調(diào)整排氣支管，在300-500S的時(shí)間內(nèi)將高壓生物反應(yīng)器內(nèi)的壓力均勻的由0上升至P，然后在300-500S的時(shí)間內(nèi)將高壓生物反應(yīng)器內(nèi)的壓力由P均勻下降為0，完成一個(gè)循環(huán)處理；
[0010](3)按照步驟(2)所述的循環(huán)處理過(guò)程循環(huán)處理4-6天后，通過(guò)加藥管向高壓生物反應(yīng)器內(nèi)加入除磷劑，混合反應(yīng)20-30min，然后將生物反應(yīng)器內(nèi)部壓力升至P時(shí)，將處理完的污泥通過(guò)出樣管排入浮上分離器分離。
[0011 ] 具體工作時(shí)，將待處理的剩余活性污泥放入高壓生物反應(yīng)器，開(kāi)啟曝氣供氣管，為了保證所述的剩余活性污泥能夠較好的曝氣，保證反應(yīng)器內(nèi)氧的利用率，本發(fā)明所述的曝氣供氣管的供氣量為1.5-3.0L空氣/h.L池容，而且在該供氣量條件下，在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)，可以保證高壓生物反應(yīng)器內(nèi)的壓力達(dá)到處理剩余活性污泥所需的壓力條件。
[0012]本發(fā)明在具體處理過(guò)程中首先調(diào)整排氣支管，在300-500S的時(shí)間內(nèi)將高壓生物反應(yīng)器內(nèi)的壓力均勻的由0上升至P，然后在300-500S的時(shí)間內(nèi)將高壓生物反應(yīng)器內(nèi)的壓力由P均勻下降為0，完成一個(gè)循環(huán)處理；之所以采用這種處理方式，是因?yàn)樵谶\(yùn)行過(guò)程中剩余活性污泥中的細(xì)菌等微生物處于壓力不斷變化的環(huán)境中，可以強(qiáng)化其細(xì)胞膜的通透性，提高物質(zhì)的傳質(zhì)效率。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的壓力由0上升至P時(shí)，可以增強(qiáng)剩余活性污泥中的溶解氧濃度；由于本發(fā)明所述的曝氣過(guò)程是在較之常規(guī)曝氣要高出數(shù)倍乃至數(shù)十倍的水壓下充氧，剩余活性污泥中會(huì)溶有過(guò)飽和空氣以及生物氧化反應(yīng)過(guò)程生成的廢氣(如C02等)，因此當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的壓力由P下降至0時(shí)，可以脫除剩余活性污泥中所溶入的廢氣，以利于剩余活性污泥中重新注入新鮮空(氧)氣。采用本發(fā)明所述的循環(huán)處理過(guò)程，大大增加了氧的利用率，有機(jī)物降解速度快，具有更高的反應(yīng)速率和去除效率，效果顯著。為了達(dá)到較好的處理效果，本發(fā)明所述的最高壓力P為5-15atm，最高壓力過(guò)小，循環(huán)變壓效果不明顯，最終處理效果不好；最高壓力過(guò)大，設(shè)備負(fù)荷過(guò)大。
[0013]為了對(duì)高壓生物反應(yīng)器內(nèi)的壓力實(shí)現(xiàn)方便有效控制，本發(fā)明所述的排氣主管上設(shè)有至少兩個(gè)排氣支管，優(yōu)選10個(gè)；所述的每個(gè)排氣支管上均設(shè)有電磁閥和手動(dòng)閥門(mén)，由PLC按時(shí)間設(shè)定依次控制電磁閥的開(kāi)啟與關(guān)閉。電磁閥僅通過(guò)開(kāi)或閉控制排氣管是排氣還是關(guān)閉，不能調(diào)節(jié)排氣量，需要通過(guò)調(diào)節(jié)手動(dòng)閥門(mén)開(kāi)啟度大小控制每根排氣支管出氣量，調(diào)整好開(kāi)啟度后處于敞開(kāi)狀態(tài)。電磁閥和手動(dòng)閥門(mén)兩者聯(lián)合應(yīng)用，能夠方便有效的控制反應(yīng)器內(nèi)壓力，適應(yīng)多種運(yùn)行條件。
[0014]本發(fā)明中的剩余活性污泥經(jīng)過(guò)生物降解后，會(huì)釋放出大量磷酸根，濃度可達(dá)50?100mgP/Lo因此，本發(fā)明在處理結(jié)束前用高壓加藥栗向反應(yīng)器中加入鐵鹽或鋁鹽除磷劑，混合反應(yīng)20-30min，除磷劑在反應(yīng)器中與磷酸根混合反應(yīng)生成不溶性的磷酸鹽，在浮上分離器中與污泥一起上浮，從而達(dá)到從澄清液中去除磷的目的。所述的除磷劑為硫酸鋁或氯化鐵；除磷劑與磷酸鹽的摩爾比為Fe3+/Al3+:P = 1.1。
[0015]之所以將處理完的剩余活性污泥在生物反應(yīng)器內(nèi)部壓力為P時(shí)，通過(guò)出樣管排入浮上分離器進(jìn)行分離是因?yàn)榇藭r(shí)壓力很大，大量空氣溶解在剩余活性污泥中，當(dāng)其經(jīng)出樣管流入上浮分離器時(shí)，由于出樣管出口處壓力大大降低，溶解在剩余活性污泥中的空氣析出形成大量微小氣泡，這些微小氣泡粘附在剩余活性污泥固體顆粒上，剩余活性污泥在微小氣泡的浮力作用下迅速上浮到液面形成浮渣而被分離去除，被澄清的水則流入污水廠的污水處理流程中進(jìn)行處理。
[0016]本發(fā)明所述的待處理的剩余活性污泥是指污水處理廠產(chǎn)生的剩余活性污泥，懸浮固體濃度為8000?30000mg/L，主要為細(xì)菌細(xì)胞物質(zhì)，有機(jī)物濃度高且主要為固形物。
[0017]綜上所述，本發(fā)明采用特定的處理裝置以及處理方法，對(duì)剩余活性污泥采用多周期壓力循環(huán)變化的方式進(jìn)行處理，大大增加了氧的轉(zhuǎn)移利用效率，提高了有機(jī)物的降解速度，從而具有更高的反應(yīng)速率和去除效率；將處理完的污泥在生物反應(yīng)器內(nèi)部壓力為P時(shí)排出，實(shí)現(xiàn)了浮渣與水的快速高效分離，并且在處理過(guò)程中輔以除磷步驟，使得不溶性磷酸鹽與浮渣一同上浮排出，進(jìn)而達(dá)到除磷目的。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖中:1、高壓生物反應(yīng)器，2、浮上分離器，3、出樣管，4、澄清水排放管，5、排氣主管，6、排氣支管，7、進(jìn)樣管，8、加藥管，9、曝氣供氣管，10、電磁閥，11、手動(dòng)閥門(mén)，12、壓力表，
13、可調(diào)壓安全閥。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
[0021]一種剩余活性污泥的減量化處理裝置，該裝置包括高壓生物反應(yīng)器1和浮上分離器2，高壓生物反應(yīng)器1底部通過(guò)出樣管3與浮上分離器2底部連通；浮上分離器2 —側(cè)下方設(shè)有澄清水排放管4 ;高壓生物反應(yīng)器1頂部設(shè)有排氣主管5，排氣主管5上設(shè)有排氣支管6 ;高壓生物反應(yīng)器1由上至下依次設(shè)有進(jìn)樣管7、加藥管8和曝氣供氣管9。
[0022]所述的排氣主管5上設(shè)有10個(gè)排氣支管6 ;所述的每個(gè)排氣支管6上均設(shè)有電磁閥10和手動(dòng)閥門(mén)11。
[0023]所述的高壓生物反應(yīng)器1頂部設(shè)有壓力表12和可調(diào)壓安全閥13。
[0024]應(yīng)用上述的裝置進(jìn)行剩余活性污泥的減量化處理的方法，其具體步驟為:
[0025](1)將待處理的剩余活性污泥放入高壓生物反應(yīng)器1，開(kāi)啟曝氣供氣管9 ;
[0026](2)調(diào)整排氣支管6，在500s的時(shí)間內(nèi)將高壓生物反應(yīng)器1內(nèi)的壓力均勻的由0上升至P，然后在500s的時(shí)間內(nèi)將高壓生物反應(yīng)器1內(nèi)的壓力由P均勻下降為0，完成一個(gè)循環(huán)處理；
[0027](3)按照步驟2所述的循環(huán)處理過(guò)程循環(huán)處理6天后，通過(guò)加藥管