申請(qǐng)日2014.11.04

　　公開(公告)日2016.05.18

　　IPC分類號(hào)C02F11/00

　　摘要

　　本發(fā)明公開一種利用超聲和堿處理的污泥減量方法，采用“超聲預(yù)處理+堿處理+污泥曝氣消解”工藝處理剩余污泥，通過超聲波預(yù)處理破碎剩余污泥顆粒，提高剩余污泥的比表面積，增大剩余污泥與后續(xù)堿處理的反應(yīng)效率，利用污泥曝氣進(jìn)行剩余污泥的隱性生長，縮短了剩余污泥的處理時(shí)間，實(shí)現(xiàn)剩余污泥的減量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。屬于污水處理領(lǐng)域。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種利用超聲和堿處理的污泥減量方法，包括如下步驟：

　　步驟1)超聲預(yù)處理：用超聲預(yù)處理剩余污泥，超聲強(qiáng)度0.1～0.9W/mL，超聲處理時(shí)間5～40min;

　　步驟2)堿處理：上述預(yù)處理后的剩余污泥進(jìn)入堿處理反應(yīng)池，加入堿液，調(diào)節(jié)pH在9～11之間，100rpm磁力攪拌下，反應(yīng)時(shí)間2～10h;

　　步驟3)中和：堿處理后的剩余污泥中加入酸液，調(diào)節(jié)pH至6～8之間;

　　步驟4)污泥曝氣消解：中和后的剩余污泥跟未經(jīng)處理的生污泥按照1:1的比例混合，采用微孔曝氣法，維持氧含量在3～5mg/L，曝氣反應(yīng)時(shí)間10～40h。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥減量方法，其特征在于，所述剩余污泥：MLSS為8000mg/L～10000mg/L，所含污水COD為300～500mg/L，pH為6～7。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥減量方法，其特征在于，步驟1)中，超聲強(qiáng)度0.3～0.7W/mL，超聲處理時(shí)間10～30min。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥減量方法，其特征在于，步驟2)中，加入的堿液為KOH或NaOH，剩余污泥在堿處理池中反應(yīng)時(shí)間4～8h。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥減量方法，步驟3)中，中和時(shí)加入的酸為鹽酸或者硫酸。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥減量方法，步驟4)中，中和后的剩余污泥跟未經(jīng)處理的生污泥混合曝氣反應(yīng)時(shí)間20～30h。

　　說明書

　　一種利用超聲和堿處理的污泥減量方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種工業(yè)污泥處理技術(shù)，具體地涉及一種利用“超聲波預(yù)處理+堿處理+污泥曝氣消解”的工藝處理工業(yè)剩余污泥的方法。屬于污水處理領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　活性污泥法是世界上應(yīng)用最廣泛的污水生物處理技術(shù)，我國城市生活污水處理廠中，目前80%的污水處理廠都在采用活性污泥法。剩余污泥是污水處理廠運(yùn)行過程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物，是一種重要的有機(jī)廢棄物，極容易對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。資料顯示，到2010年年底，我國城鎮(zhèn)污水處理量將達(dá)343億立方米，我國污水處理率達(dá)到70%，屆時(shí)將相應(yīng)的產(chǎn)生2200多萬噸的污泥，且年增長率大于10%。

　　目前常見的污泥減量工藝包括污泥質(zhì)量減量和污泥體積減量，污泥體積減量工藝主要包括濃縮、壓濾以及脫水等，主要是去除污泥中的水分，實(shí)現(xiàn)污泥體積的減量，但脫水后的污泥含水率依然比較高(80%)，同時(shí)在填埋以及再利用的過程中容易產(chǎn)生二次污染。

　　污泥的質(zhì)量減量方法包括強(qiáng)化隱性生長、解偶聯(lián)代謝、微型生物捕食等。其中酸堿預(yù)處理是一種常見的生化工藝，廣泛運(yùn)用于剩余污泥的預(yù)處理中，酸堿預(yù)處理可以脅迫污泥中的細(xì)菌微生物，破裂細(xì)胞，達(dá)到融胞析出內(nèi)源性物質(zhì)的作用，提高剩余污泥的再次生化降解性，并且通過回流隱性生長，達(dá)到污泥減量化的目的。

　　超聲波是一種頻率范圍在20kHz～10MHz之間的縱波，當(dāng)超聲波輻射液體時(shí)，產(chǎn)生一系列空化作用和聲化學(xué)作用，可以降低污泥的粒徑，增加污泥的比表面積，同時(shí)還能促進(jìn)污泥的融胞作用。

　　申請(qǐng)?zhí)?01310072194的專利申請(qǐng)《一種回流污泥堿處理-酸化的源頭污泥減量工藝》中介紹了一種利用堿處理進(jìn)行污泥減量的工藝。該工藝在傳統(tǒng)A2O污水處理工藝的污泥回流段增加堿處理-酸化過程，結(jié)合污泥堿處理與厭氧技術(shù)，通過堿處理、厭氧酸化的作用降低污水生物處理過程中剩余污泥的產(chǎn)量，該工藝具有操作方便、能耗低、污泥處理效果顯著的優(yōu)勢，污泥減量20%～90%。

　　《“酸-堿預(yù)處理促進(jìn)剩余污泥厭氧消化的研究”(環(huán)境科學(xué)，袁光環(huán)、周興求、伍健東，2014,6(33),1918-1922)》利用投加酸堿對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，提高剩余污泥的厭氧消化速率，污泥減量效果明顯，并且酸堿聯(lián)合處理的方式比酸堿單獨(dú)處理更有利于污泥厭氧消化和污泥減量。

　　利用酸堿預(yù)處理污泥，并通過污泥回流進(jìn)行隱性生長的污泥減量方法由于其工藝簡單、易于在原有設(shè)備上改造，因此受到廣泛的關(guān)注，但是由于酸堿處理污泥時(shí)，反應(yīng)效率較慢，污泥停留時(shí)間比較長，又在一定程度上限制了其在工業(yè)上的進(jìn)一步應(yīng)用。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明公開了一種利用超聲和堿處理的污泥減量方法，旨在利用超聲波預(yù)處理污泥，提高后續(xù)污泥酸堿處理時(shí)的反應(yīng)效率，通過“超聲預(yù)處理+堿處理+污泥曝氣消解”工藝處理剩余污泥，提供一種工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用低的剩余污泥減量處理工藝，實(shí)現(xiàn)剩余污泥的減量化。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

　　一種利用超聲和堿處理的污泥減量方法，包括如下步驟：

　　步驟1)超聲預(yù)處理：用超聲預(yù)處理剩余污泥，超聲強(qiáng)度0.1～0.9W/mL，超聲處理時(shí)間5～40min;

　　步驟2)堿處理：上述預(yù)處理后的剩余污泥進(jìn)入堿處理反應(yīng)池，加入堿液，調(diào)節(jié)pH在9～11之間，100rpm磁力攪拌下，反應(yīng)時(shí)間2～10h;

　　步驟3)中和：堿處理后的剩余污泥中加入酸液，調(diào)節(jié)pH至6～8之間;

　　步驟4)污泥曝氣消解：中和后的剩余污泥跟未經(jīng)處理的生污泥按照1:1的比例混合，采用微孔曝氣法，維持氧含量在3～5mg/L，曝氣反應(yīng)時(shí)間10～40h。

　　在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，剩余污泥的MLSS為8000mg/L～10000mg/L，所含污水COD為300～500mg/L，pH為6～7;

　　在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟1)中，超聲強(qiáng)度優(yōu)選0.3～0.7W/mL，剩余污泥在超聲中的處理時(shí)間優(yōu)選10～30min;

　　在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟2)中，剩余污泥中加入的堿液為KOH或NaOH，剩余污泥在堿處理池中的停留反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選4～8h;

　　在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟3)中，堿處理后的剩余污泥中和時(shí)加入的酸為鹽酸或者硫酸。

　　在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟4)中，中和后的剩余污泥跟未經(jīng)處理的生污泥混合曝氣反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選20～30h。

　　經(jīng)過本方法處理后的剩余污泥減量達(dá)到50%～70%，曝氣后的出水COD小于80mg/L，達(dá)到國家工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：

　　1)通過超聲波預(yù)處理剩余污泥，通過超聲波的空化作用和聲化學(xué)作用，增強(qiáng)剩余污泥的融胞作用，同時(shí)降低剩余污泥顆粒的粒徑，提高剩余污泥的比表面積，增加堿處理時(shí)的反應(yīng)效率。

　　2)堿處理污泥，通過堿的脅迫作用，與剩余污泥充分反應(yīng)，進(jìn)一步促進(jìn)剩余污泥的融胞作用，增加細(xì)胞內(nèi)源物質(zhì)的析出。

　　3)超聲-堿處理后的剩余污泥與未處理的生污泥混合，充分曝氣進(jìn)行隱性生長，進(jìn)一步消耗剩余污泥，分解析出的細(xì)胞內(nèi)源物質(zhì)，在剩余污泥減量化的同時(shí)，達(dá)到排水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的目標(biāo)。

　　本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于通過超聲波預(yù)處理破碎剩余污泥顆粒，提高剩余污泥的比表面積，增大剩余污泥與后續(xù)堿處理的反應(yīng)效率，利用污泥曝氣進(jìn)行剩余污泥的隱性生長，實(shí)現(xiàn)剩余污泥的減量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放。

　　本發(fā)明所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益在于提高了堿處理剩余污泥的破碎裂解效率，縮短了剩余污泥的處理時(shí)間，通過回流裂解的剩余污泥進(jìn)行隱性生長，實(shí)現(xiàn)剩余污泥的源頭減量，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。