申請日2017.11.10
公開(公告)日2018.02.23
IPC分類號C02F11/06; C02F11/12; C02F11/04; C02F11/00; C02F3/00
摘要
本發(fā)明公開了一種污泥減量處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括污泥臭氧氧化系統(tǒng)、沉淀系統(tǒng)、污泥厭氧消化系統(tǒng)和污水生化反應(yīng)池;污泥經(jīng)臭氧氧化后排入到沉淀系統(tǒng)，經(jīng)沉淀后的污泥進一步輸入到污泥厭氧消化系統(tǒng)處理，而溢流清液輸入到污水生化反應(yīng)池。本發(fā)明還提供了基于上述污泥減量處理系統(tǒng)的污泥減量處理方法。本發(fā)明將生物處理系統(tǒng)與臭氧氧化系統(tǒng)相結(jié)合，能夠在凈化污水的同時，實現(xiàn)生物污泥產(chǎn)量最小化。本發(fā)明與傳統(tǒng)的污水、污泥處理處置技術(shù)比較，能夠節(jié)約40‑60%的運行費用，更加經(jīng)濟節(jié)能。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種污泥減量處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括污泥臭氧氧化系統(tǒng)、沉淀系統(tǒng)、污泥厭氧消化系統(tǒng)和污水生化反應(yīng)池;
其中，所述臭氧氧化系統(tǒng)包括臭氧混合反應(yīng)裝置、臭氧投加管和臭氧發(fā)生裝置，所述臭氧發(fā)生裝置通過臭氧投加管連通所述臭氧混合反應(yīng)裝置;
所述沉淀系統(tǒng)包括沉淀裝置、沉淀裝置進泥管、沉淀裝置排泥管和沉淀裝置排水管;其中，所述沉淀裝置通過沉淀裝置進泥管連通所述臭氧混合反應(yīng)裝置;所述沉淀裝置通過沉淀裝置排水管連通污水生化反應(yīng)池;
所述厭氧消化系統(tǒng)包括厭氧沼液排水管、厭氧消化裝置和厭氧沼渣排泥管;所述厭氧消化裝置通過沉淀裝置排泥管與所述沉淀裝置連通;所述厭氧消化裝置通過所述厭氧沼液排水管連通所述污水生化反應(yīng)池;所述厭氧消化裝置中產(chǎn)生的沼渣經(jīng)由厭氧沼渣排泥管排出。
2.如權(quán)利要求1所述的污泥減量處理系統(tǒng)，其特征在于，所述臭氧混合反應(yīng)裝置通過尾氣管連通尾氣分解裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的污泥減量處理系統(tǒng)，其特征在于，所述沉淀裝置進泥管還通過除磷劑投加管連通除磷劑投加裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧消化裝置還設(shè)置有沼氣排放管;所述沼氣排放管連通沼氣收集系統(tǒng)。
5.一種基于上述權(quán)利要求1～5中所述的污泥減量處理系統(tǒng)的污泥減量處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
1)污水處理廠排出的剩余生物污泥經(jīng)進泥管輸入到臭氧混合反應(yīng)裝置中;由臭氧發(fā)生裝置產(chǎn)生的臭氧氣體，經(jīng)臭氧投加管，注入臭氧混合反應(yīng)裝置;使剩余生物污泥與臭氧氣體充分反應(yīng);優(yōu)選地，臭氧與污泥氧化反應(yīng)時間為0.25～1.0小時;
2)將步驟1)中經(jīng)臭氧氧化后的污泥通過沉淀裝置進泥管輸入到沉淀裝置中并且水力停留1.0～2.0小時，使污泥充分沉淀，產(chǎn)生沉淀到所述沉淀裝置下部的沉淀污泥和溢流清液;
3)步驟2)中產(chǎn)生的溢流清液輸入到污水生化反應(yīng)池中;產(chǎn)生的沉淀污泥經(jīng)由沉淀裝置排泥管輸入到厭氧消化裝置，在厭氧消化裝置中水力停留1～7天;
4)步驟3)產(chǎn)生的沼液經(jīng)由厭氧沼液排水管輸入到污水生化反應(yīng)池中，產(chǎn)生的沼渣經(jīng)厭氧沼渣排泥管排出。
6.如權(quán)利要求5所述的污泥減量處理方法，其特征在于，步驟1)還包括將臭氧混合反應(yīng)裝置中反應(yīng)后產(chǎn)生的臭氧尾氣經(jīng)尾氣管排入尾氣分解裝置進行分解。
7.如權(quán)利要求5所述的污泥減量處理方法，其特征在于，步驟1)中臭氧投加量與污泥中干物質(zhì)含量的質(zhì)量比為0.02～0.5∶1。
8.如權(quán)利要求5所述的污泥減量處理方法，其特征在于，步驟2)中還包括臭氧氧化后的污泥中投加化學(xué)除磷劑后再輸入到沉淀裝置中。
9.如權(quán)利要求8所述的污泥減量處理方法，其特征在于，所述化學(xué)除磷劑的投加量為5～100ppm。
10.如權(quán)利要求5所述的污泥減量處理方法，其特征在于，步驟4)還包括厭氧消化裝置中產(chǎn)生的沼氣經(jīng)沼氣排放管輸入到沼氣收集系統(tǒng)。
說明書
一種污泥減量處理的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)境工程污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及利用臭氧等方法實現(xiàn)污泥減量的處理系統(tǒng)及處理方法。
背景技術(shù)
為了解決城市污水的污染問題，人們進行了長期的實驗研究和大量的工程實踐，按目前應(yīng)用最為廣泛的活性污泥法計算，已有近百年的歷史�，F(xiàn)在，污水生物處理技術(shù)已成為現(xiàn)代生物工程中的一個重要組成部分，以活性污泥法為主導(dǎo)的生物法已成為去除污水中有機物的主流方法。該技術(shù)正在向著更加高效化、穩(wěn)定化和低能耗化的方向發(fā)展。目前，在許多城市生物污水處理廠中，污水得到凈化的同時會產(chǎn)生大量的剩余生物污泥。剩余生物污泥的處理和處置已成為污水處理廠運行中一個令人頭疼的問題，具運行費用占到污水處理廠總運行費用的40%以上，甚至高達60%。剩余生物污泥的最終處置常采用焚燒、填埋、填海或用于農(nóng)業(yè)。但隨著可用土地的減少以及考慮到人體的健康，剩余生物污泥在用于農(nóng)業(yè)之前還必須進行進一步處置。昂貴的運行費用和越來越嚴(yán)格的限制性法規(guī)使得剩余生物污泥的處置問題益發(fā)嚴(yán)重�，F(xiàn)有污泥處置的方法主要是填埋和焚燒以及堆肥，缺點是占地面積大，容易造成二次污染，能耗大，處置費用高。而傳統(tǒng)污泥厭氧消化也具有明顯的缺點：設(shè)備龐大，反應(yīng)時間長，污泥減量比率低。目前，國外的活性污泥處理廠的運行重點已從過去的優(yōu)質(zhì)出水轉(zhuǎn)移到污泥產(chǎn)生量的最小化。對于生物固體管理的理想解決方案是開發(fā)出一種無泥化工藝。但是，由于污泥中難降解惰性物質(zhì)的存在，很難將剩余污泥完全生物降解掉。所以在污泥處理的實際運行管理中，比較現(xiàn)實和能夠?qū)崿F(xiàn)的方法就是在污水處理的同時盡量減少污泥的產(chǎn)量，以期最大限度地降低剩余生物污泥的產(chǎn)量和處置費用。這使得人們對于能夠減少污泥產(chǎn)量的生物處理工藝越來越感興趣。在申請?zhí)枮?007800360857的中國專利申請中公開了一種用于在廢水處理過程中通過臭氧化來處理和減少污泥的系統(tǒng)和方法，其將污泥臭氧化反應(yīng)器配置為實現(xiàn)富含臭氧的氣體與液體物流之間的有效氣液接觸，從而氧化所述液體物流中的生物固體并引發(fā)細(xì)菌胞溶，從而減少所述生物固體。在減少所述生物固體后，通過返回管將液體物流返回至活化污泥池或其他排放點;在申請?zhí)枮?009102346906的中國專利申請中公開了一種臭氧促進污泥減量化的方法，其將污水處理廠剩余污泥經(jīng)濃縮后通過污泥預(yù)處理反應(yīng)器，由于臭氧的強氧化性，污泥中微生物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜破碎，大量有機質(zhì)從細(xì)胞中釋放出來;經(jīng)臭氧處理后，污泥進入?yún)捬跸磻?yīng)器，在密閉缺氧狀態(tài)下進行厭氧消化;消化產(chǎn)生的氣體經(jīng)氣體凈化裝置可獲得甲烷;厭氧消化后的污泥經(jīng)絮凝、脫水后得到脫水污泥，進行最終處置。在申請?zhí)枮?010101211711的中國專利申請中公開了一種利用臭氧氧化實現(xiàn)生物污泥減量的方法，將A2/O工藝的生物處理系統(tǒng)和臭氧氧化系統(tǒng)相結(jié)合，經(jīng)臭氧氧化，剩余污泥細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)被破壞，氧化后的剩余污泥以有機質(zhì)的形式進入污水生物處理系統(tǒng)中，通過活性污泥的生物降解作用，將其部分有機質(zhì)轉(zhuǎn)化成為水和二氧化碳，從而降低系統(tǒng)產(chǎn)生的生物污泥量。雖然上述專利申請中均公開了使用臭氧破壁，以實現(xiàn)污泥減量，但是利用臭氧實現(xiàn)污泥破壁后，處置后的污泥，全部直接返回好氧生物池或厭氧消化池處理，容易造成頑固有機物積累，同時，污泥中的磷也同時被釋放出來，造成系統(tǒng)出水總磷升高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供了一種污泥減量處理系統(tǒng)，該污泥減量處理系統(tǒng)將生物處理系統(tǒng)與臭氧氧化系統(tǒng)相結(jié)合，能夠在凈化污水的同時，實現(xiàn)生物污泥產(chǎn)量最小化。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種污泥減量處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括污泥臭氧氧化系統(tǒng)、沉淀系統(tǒng)、污泥厭氧消化系統(tǒng)和污水生化反應(yīng)池;
其中，所述臭氧氧化系統(tǒng)包括臭氧混合反應(yīng)裝置、臭氧投加管和臭氧發(fā)生裝置，所述臭氧發(fā)生裝置通過臭氧投加管連通所述臭氧混合反應(yīng)裝置;
所述沉淀系統(tǒng)包括沉淀裝置、沉淀裝置進泥管、沉淀裝置排泥管和沉淀裝置排水管;其中，所述沉淀裝置通過沉淀裝置進泥管連通所述臭氧混合反應(yīng)裝置;所述沉淀裝置通過沉淀裝置排水管連通污水生化反應(yīng)池;
所述厭氧消化系統(tǒng)包括厭氧沼液排水管、厭氧消化裝置和厭氧沼渣排泥管;所述厭氧消化裝置通過沉淀裝置排泥管與所述沉淀裝置連通;所述厭氧消化裝置通過所述厭氧沼液排水管連通所述污水生化反應(yīng)池;所述厭氧消化裝置中產(chǎn)生的沼渣經(jīng)由厭氧沼渣排泥管排出。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案中，所述臭氧混合反應(yīng)裝置通過尾氣管連通尾氣分解裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案中，所述沉淀裝置進泥管還通過除磷劑投加管連通除磷劑投加裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案中，所述厭氧消化裝置還設(shè)置有沼氣排放管;所述沼氣排放管連通沼氣收集系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供了一種基于上述污泥減量處理系統(tǒng)的污泥減量處理方法，所述方法包括以下步驟：
1)污水處理廠排出的剩余生物污泥經(jīng)進泥管輸入到臭氧混合反應(yīng)裝置中;由臭氧發(fā)生裝置產(chǎn)生的臭氧氣體，經(jīng)臭氧投加管，注入臭氧混合反應(yīng)裝置;使剩余生物污泥與臭氧氣體充分反應(yīng);優(yōu)選地，臭氧與污泥氧化反應(yīng)時間為0.25～1.0小時;
2)將步驟1)中經(jīng)臭氧氧化后的污泥通過沉淀裝置進泥管輸入到沉淀裝置中并且水力停留1.0～2.0小時，使污泥充分沉淀，產(chǎn)生沉淀到所述沉淀裝置下部的沉淀污泥和溢流清液;
3)步驟2)中產(chǎn)生的溢流清液輸入到污水生化反應(yīng)池中;產(chǎn)生的沉淀污泥經(jīng)由沉淀裝置排泥管輸入到厭氧消化裝置，在厭氧消化裝置中水力停留1～7天;
4)步驟3)產(chǎn)生的沼液經(jīng)由厭氧沼液排水管輸入到污水生化反應(yīng)池中，產(chǎn)生的沼渣經(jīng)厭氧沼渣排泥管排出。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案中，步驟1)還包括將臭氧混合反應(yīng)裝置中反應(yīng)后產(chǎn)生的臭氧尾氣經(jīng)尾氣管排入尾氣分解裝置進行分解。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案中，步驟1)中臭氧投加量與污泥中干物質(zhì)含量的質(zhì)量比為0.02～0.5∶1。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案中，步驟2)中還包括臭氧氧化后的污泥中投加化學(xué)除磷劑后再輸入到沉淀裝置中。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案中，所述化學(xué)除磷劑的投加量為5～100ppm。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案中，步驟4)還包括厭氧消化裝置中產(chǎn)生的沼氣經(jīng)沼氣排放管輸入到沼氣收集系統(tǒng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：
本發(fā)明將生物處理系統(tǒng)與臭氧氧化系統(tǒng)相結(jié)合，能夠在凈化污水的同時，實現(xiàn)生物污泥產(chǎn)量最小化;產(chǎn)生的剩余生物污泥(沼渣)穩(wěn)定性好，為后續(xù)的濃縮、脫水等處理處置提供了良好的條件。本發(fā)明與傳統(tǒng)的污水、污泥處理處置技術(shù)比較，能夠節(jié)約40-60%的運行費用，更加經(jīng)濟節(jié)能。
