/o工藝體系的污泥減量系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)，具體的講是一種針對A2/0法(厭氧-缺氧-好氧法，Anaerobic-Anoxic-Oxic)工藝體系的污泥減量系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]A2/0工藝是目前應(yīng)用較為普遍的活性污泥處理工藝，其目前面臨的一個重要難題就是剩余污泥處理問題。由于活性污泥法處理污水不僅是通過微生物的新陳代謝作用，同時還依靠污泥絮體的吸附作用來去除水中的難降解有機(jī)質(zhì)和重金屬等污染物，因此其外排的剩余污泥含有大量的包括重金屬在內(nèi)的有毒有害物質(zhì)，一旦處理失當(dāng)就會造成環(huán)境污染。傳統(tǒng)的衛(wèi)生填埋和焚燒都因日益嚴(yán)格的法律法規(guī)要求下和高昂的處理費用等原因無法有效解決污泥處理問題，因此急需一種新型的污泥處理工藝解決該問題。污泥減量化的概念是上世紀(jì)90年代提出的，針對目前活性污泥法處理廢水過程中污泥處理難得問題的新型污泥處理技術(shù)，是指在保證正常污水處理的前提下，采用適當(dāng)技術(shù)減少剩余污泥排放量的技術(shù)?，F(xiàn)有的污泥減量化技術(shù)主要包括:臭氧污泥減量化技術(shù)和超聲污泥減量化技術(shù)。
[0003]臭氧污泥減量化技術(shù)的研究始于上世紀(jì)90年代初，其利用臭氧的強(qiáng)氧化性破解污泥絮體，氧化微生物的細(xì)胞膜，溶出細(xì)胞質(zhì)，達(dá)到污泥減量的效果。上世紀(jì)90年代，曾在日本的一家污水處理廠將臭氧污泥減量化技術(shù)投入實際運營，運營時間9個月，在運營期間內(nèi)，利用臭氧的氧化性破解剩余污泥，然后與回流污泥一起回流回曝氣池，成功實現(xiàn)了剩余污泥的零排放。但實驗期間發(fā)現(xiàn)盡管臭氧污泥減量化處理后的污泥回流可以保證出水達(dá)標(biāo)，但其各項指標(biāo)都率高于正常排泥的污水處理系統(tǒng)，特別是出水SS(固體懸浮物，Suspended Solid)和出水氨氮相比減量處理前,都有一定幅度的升高。另外,臭氧發(fā)生能耗較高，實際利用率偏低，導(dǎo)致臭氧減量技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)適用性較差。
[0004]超聲污泥減量化技術(shù)是依據(jù)高頻高能的超聲在液體中產(chǎn)生的空化作用對污泥絮體進(jìn)行破解減量處理?？栈饔孟聲谒袆?chuàng)造一個極端的物理環(huán)境，產(chǎn)生強(qiáng)大機(jī)械效應(yīng)，可以分解污泥絮體，同時伴隨產(chǎn)生瞬間的高溫則可以達(dá)到細(xì)胞溶胞的效果?，F(xiàn)有技術(shù)中，多是利用高頻高能的超聲進(jìn)行污泥減量化研究，在聲能密度0.25-0.50w/ml，作用時間l-30min的條件下處理可以完成20% -50%減量效果。超聲處理污泥主要依靠的是超聲帶來的機(jī)械效應(yīng)來分散污泥絮體，而對于污泥顆粒本身的減量效果較差，且高能高頻的超聲耗能高，長時間運行會導(dǎo)致溫度急劇上升，無法持續(xù)高效的進(jìn)行污泥減量處理。
[0005]污泥減量技術(shù)的可行與否，關(guān)鍵在于是否能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)化隱性生長的設(shè)計初衷。目前影響污泥減量技術(shù)應(yīng)用的主要問題在于減量技術(shù)對于脫氮效能的削弱，其主要原因有三:其一是減量過程中溶出的細(xì)胞基質(zhì)中，C/N(碳氮比)小于3:1，溶出碳源不能為溶出氮的去除提供足夠的能量，致使原位生化系統(tǒng)脫氮能力下降；其二，裹挾大量臭氧的污泥混合液在回流后會增加缺氧段的DO(溶解氧)值，造成反硝化效能的下降，影響系統(tǒng)脫氮能力；其三減量過程中溶出的有機(jī)物多為大分子、難降解物質(zhì)，在回流后不能夠被生化區(qū)微生物有效分解利用。
[0006]本專利從為解決當(dāng)前污泥減量化的發(fā)展困境及臭氧、超聲減量技術(shù)的不足，針對A2/0工藝體系特性，創(chuàng)造性的提出了一種針對A2/0工藝的污泥減量技術(shù)方法及一套與之耦合度極高的污泥減量工藝。本方案具有極佳的經(jīng)濟(jì)性和污泥減量處理效果；針對A2/0工藝特性，以相關(guān)理論研究為基礎(chǔ)，設(shè)計減量參數(shù)，使本發(fā)明擁有與所述A2/0工藝極高的耦合度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本專利以臭氧和超聲污泥減量原理為基礎(chǔ)，針對剩余污泥特性，結(jié)合A2/0工藝特點，提出了臭氧-超聲污泥減量方法及一套針對A2/0工藝特性的污泥減量工藝。專利所述污泥減量化技術(shù)與當(dāng)下其他減量技術(shù)不同，不是單純強(qiáng)調(diào)污泥減量的效果，而是一套完整的與A2/0處理系統(tǒng)完全耦合的剩余污泥減量處理技術(shù)，其主體流程包括兩個部分，一是實現(xiàn)剩余污泥體積上的減量，二是實現(xiàn)減量污泥的回流。
[0008]在剩余污泥體積減量過程中，本專利通過臭氧-超聲耦合技術(shù)實現(xiàn)剩余污泥體積的減量，溶出細(xì)胞質(zhì)。利用超聲的機(jī)械振動效應(yīng)分散污泥絮體顆粒，而后通入臭氧臭氧-超聲耦合技術(shù)的使用，可以在較小臭氧通入量和較低超聲能耗代價的條件下，完成剩余污泥高效的減量效果。專利所選減量技術(shù)參數(shù)的選定是通過減量技術(shù)理論化研究計算而得。選用0.15g03/gTSS的臭氧通入量和200KHZ，超聲時間為5-12min，聲能密度為0.5-1.5w/ml條件下，臭氧的利用率最大，超聲能耗最低。
[0009]本發(fā)明實施例提供了一種針對A2/0工藝體系的污泥減量系統(tǒng)，所述A2/0工藝體系包括厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)及二沉池，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括:超聲反應(yīng)器、臭氧增壓反應(yīng)罐以及回流調(diào)節(jié)池，所述超聲反應(yīng)器分別與二沉池和臭氧增壓反應(yīng)罐相連，所述回流調(diào)節(jié)池分別連接增壓反應(yīng)罐和A2/0工藝體系的厭氧區(qū)；其中，引入所述二沉池排出的污泥至超聲反應(yīng)器進(jìn)行超聲作用，將超聲作用后的污泥排入臭氧增壓反應(yīng)罐，對臭氧增壓反應(yīng)罐內(nèi)的污泥通入臭氧進(jìn)行污泥減量作用，污泥減量作用后的污泥排入回流調(diào)節(jié)池，向回流調(diào)節(jié)池的污泥引入水，并加入石灰調(diào)節(jié)PH值，將調(diào)節(jié)pH值后的污泥回流至A2/0工藝體系的厭氧區(qū)。
[0010]此外，本發(fā)明還提供了一種針對A2/0工藝體系的污泥減量方法，所述A2/0工藝體系包括厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)及二沉池，所述的方法包括:
[0011]對所述二沉池排出的污泥進(jìn)行超聲作用，分散污泥絮體顆粒；本方案利用超聲的機(jī)械振動效應(yīng)，以增大污泥與后續(xù)通入臭氧的反應(yīng)接觸面積；
[0012]經(jīng)超聲作用后的污泥通入臭氧，進(jìn)行污泥減量作用，利用臭氧的強(qiáng)氧化性深化超聲作用的減量效應(yīng)；
[0013]向污泥減量作用后的污泥中引入出水，并加入石灰調(diào)節(jié)pH值，將調(diào)節(jié)pH值后的污泥回流至A2/0工藝體系的厭氧區(qū)。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案在減量污泥回流方面，通過向減量作用后的污泥混合液中引入出水，并加入石灰調(diào)節(jié)PH值，將調(diào)節(jié)pH值至8-10后，回流至A2/0工藝體系的厭氧區(qū)，分別通過引用出水、石灰堿解和厭氧區(qū)回流的方式，降低減量污泥回流給A2/0工藝帶來的負(fù)荷沖擊、提高回流污泥C/N比及降低回流污泥DO值及提高回流污泥可生化性的目的，并通過投加Ca2+提高A2/0工藝生化區(qū)內(nèi)污泥絮體的強(qiáng)度，提高水處理效果；
[0015]本專利是針對A2/0工藝剩余污泥處理的減量技術(shù)，為了與A2/0工藝具有良好的耦合匹配度，在臭氧減量參數(shù)的選擇上，由于理論上單位污泥COD的溶出率為1.41gC0D/gMLSS，但實際上在減量過程中，由于羥基自由基的無選擇性氧化會是COD的溶出率會低于該值，而在污泥減量過程中，污泥的主要減量區(qū)間出現(xiàn)在0.08-0.15g03/gTSS之間，在這個區(qū)間內(nèi)，臭氧對污泥的減量效能要大于對溶出有機(jī)質(zhì)的氧化。故專利選取30mg/L臭氧濃度、0.15g03/gTSS臭氧通入量可以在保證臭氧有效利用的前提下，最大限度避免溶出碳源的氧化損失，保證污泥回流后有足夠的碳源用于脫氮反應(yīng)中。
[0016]在堿解調(diào)節(jié)上，選擇石灰作為堿解劑，一方面能夠提高回流污泥C/N，降低DO值，另一方面可以提到強(qiáng)化再生絮體的作用；在污泥回流去向方面，選擇將減量后污泥首先回流回厭氧區(qū)，可以利用A2/0工藝厭氧區(qū)的特性，使剩余污泥中難降解的有機(jī)物通過厭氧消化分解成為易于被微生物利用的短鏈小分子揮發(fā)性脂肪酸，以實現(xiàn)污泥減量化促進(jìn)污水處理效能的目的；在減量幅度方面，針對污泥VSS/TSS為0.5-0.7的特點，設(shè)計以減量50% -70%為宜。
[0017]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明提供的一種針對A2/0工藝體系的污泥減量系統(tǒng)的示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明提供的一種針對A2/0工藝體系的污泥減量方法的流程圖；
[0021]圖3為本發(fā)明一實施方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種針對A2/0工藝體系的污泥減量系統(tǒng)，所述A2/0工藝體系包括厭氧區(qū)101、缺氧區(qū)102、好氧區(qū)103及二沉池104,系統(tǒng)包括:超聲反應(yīng)器105、臭氧增壓反應(yīng)罐106以及回流調(diào)節(jié)池107，超聲反應(yīng)器105分別與二沉池104和臭氧增壓反應(yīng)罐106相連接，回流調(diào)節(jié)池107分別連接在增壓反應(yīng)罐106和A2/0工藝體系的厭氧區(qū)101 ；
[0024]其中，引入所述二沉池104排出的污泥至超聲反應(yīng)器105進(jìn)行超聲作用，將超聲作用后的污泥排入臭氧增壓反應(yīng)罐106，對臭氧增壓反應(yīng)罐105內(nèi)的污泥通入臭氧進(jìn)行污泥減量作用，污泥減量作用后的污泥排入回流調(diào)節(jié)池107，向回流調(diào)節(jié)池107的污泥混合液中引入出水，并加入石灰調(diào)節(jié)pH值，將調(diào)節(jié)pH值后的污泥回流至A2/0工藝體系的厭氧區(qū)101。
[0025]此外，本發(fā)明的系統(tǒng)還包括:臭氧發(fā)生器和射流器，超聲反應(yīng)器和臭氧發(fā)生器均通過射流器連接在臭氧增壓反應(yīng)罐上。
[0026]本發(fā)明的技術(shù)方案目的在于保證AVo生化體系穩(wěn)定運行的前提下，將外排的剩余污泥通過超聲-臭氧聯(lián)合技術(shù)的減量處理后，回流回污水處理生化反應(yīng)段，實現(xiàn)A2/0生化體系的污泥減量化的目的。本發(fā)明的系統(tǒng)分為污泥減量處理和污泥回流處理兩個部分。其主要流程如下:
[0027](I)將二沉池101內(nèi)排出的剩余污泥置于增壓污泥減量化反應(yīng)器即超聲反應(yīng)器105內(nèi)，通過高能超聲作用，裂解污泥絮體，分散好氧顆粒，分散污泥絮體，抑制微生物活性，提聞臭氧利用效率；
[0028](2)停止超聲作用，將污泥引入臭氧增壓反應(yīng)罐106中；