公布日：2022.08.05
申請(qǐng)日：2022.05.26
分類(lèi)號(hào)：C02F3/34(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化系統(tǒng)與工藝。工藝包括將經(jīng)生化O/A池處理進(jìn)入二沉池固液分離后輸出的高無(wú)機(jī)率污泥在超聲單元與攪拌單元的聯(lián)合作用下使菌膠團(tuán)包裹的無(wú)機(jī)微粒充分脫落，將混合污泥送至旋流分離器分選出有機(jī)污泥(輕質(zhì)污泥)與無(wú)機(jī)污泥(重質(zhì)污泥)；分離出的重質(zhì)污泥經(jīng)污泥脫水系統(tǒng)處理后外運(yùn)處置，分離出的輕質(zhì)污泥依序經(jīng)由污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)培養(yǎng)增殖，菌種制備系統(tǒng)濃縮干化制得固體微生物菌劑，菌種活化系統(tǒng)活化固體微生物菌劑并回用至生化O/A池。本申請(qǐng)對(duì)生化池污泥進(jìn)行輕重質(zhì)分離，提高污泥活性、生化處理能力與效率，并利用活性輕質(zhì)污泥制備干化菌種保存與利用，提供剩余污泥新的資源化利用途經(jīng)。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，包括：將經(jīng)由生化O/A池處理的煤氣化廢水泵入二沉池固液分離后輸出高無(wú)機(jī)率污泥并送至重質(zhì)污泥改性系統(tǒng)在超聲單元與攪拌單元的聯(lián)合作用下使菌膠團(tuán)包裹的無(wú)機(jī)微粒得以充分釋放與脫落同時(shí)不影響污泥的微生物保有量，而后將混合污泥泵送至旋流分離器依據(jù)淤沙和污泥在粒徑和密度上的差異分選出輕質(zhì)污泥與重質(zhì)污泥；分離出的重質(zhì)污泥經(jīng)污泥脫水系統(tǒng)處理后外運(yùn)處置，分離出的輕質(zhì)污泥依序經(jīng)由污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)培養(yǎng)增殖，菌種制備系統(tǒng)濃縮干化制得固體微生物菌劑，菌種活化系統(tǒng)投放營(yíng)養(yǎng)物活化固體微生物菌劑并回用至生化O/A池以補(bǔ)充用于廢水處理的有益微生物；其中，所述超聲單元采用的超聲波段為20kHz-30kHz，水力停留時(shí)間為5-15min，超聲處理時(shí)的聲能密度為0.1-2W/ml。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述攪拌單元設(shè)置有攪拌器，所述攪拌器偏心裝設(shè)以增強(qiáng)污泥軸向混合；和/或，所述旋流分離器的進(jìn)料速度為8-12m/s，入料壓力為0.1-0.25MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)設(shè)置用于微生物培養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng)物投放口，通過(guò)投放營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)行培養(yǎng)增殖，所述營(yíng)養(yǎng)物包括碳源、氮源、磷源及微量元素，污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)回連至生化O/A池以補(bǔ)充用于廢水處理的富含有益微生物的活性污泥，所述污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)培養(yǎng)增殖的停留時(shí)間為2-4h，溫度為25-35℃，pH值為6-8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述的菌種制備系統(tǒng)濃縮干化制得固體微生物菌劑的具體步驟為：將富含微生物的活性污泥離心濃縮后添加可溶性淀粉、奶粉、甘油及復(fù)合載體攪拌均勻，在40-60℃下烘干，經(jīng)粉磨機(jī)粉磨、篩分后制備得到固體微生物菌劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述的菌種活化系統(tǒng)投放營(yíng)養(yǎng)物活化固體微生物菌劑的具體步驟為：在固體微生物菌劑中加入稀釋后的污水、碳源、氮源及磷源進(jìn)行曝氣培養(yǎng)活化，其中，污水稀釋2-10倍，活化時(shí)間為12-72h，溫度為25-35℃，含氧量2-3mg/L；所述碳源選自葡萄糖、蔗糖、甲醇及牛肉膏中的一種或多種；氮源選擇氯化銨和/或蛋白胨；磷源選擇磷酸二氫鉀和/或磷酸氫二鉀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述旋流分離器包括上部的圓柱段及下部的圓錐段，混合污泥由切向于圓柱段壁面的進(jìn)料口輸入旋流分離器內(nèi)腔，旋流分離器的頂端裝設(shè)可調(diào)節(jié)式插入深度的溢流排泥口，底端設(shè)置排沙口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述溢流排泥口深入至圓柱段高度的0.7-0.8，且溢流排泥口直徑為圓柱段直徑的0.1-0.3；所述排沙口直徑為圓柱段直徑的0.1-0.25。
發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本發(fā)明提供一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化系統(tǒng)，其對(duì)生化池污泥進(jìn)行有效的輕重質(zhì)分離，提高了污泥活性及生化處理能力與效率，同時(shí)利用活性輕質(zhì)污泥制備干化菌種進(jìn)行保存與利用，提供剩余污泥新的資源化利用途經(jīng)，兼具經(jīng)濟(jì)性與高效的污廢水處理能力。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化系統(tǒng)，包括依序管路連接的O/A池及二沉池，以使進(jìn)入生化處理系統(tǒng)的煤氣化廢水經(jīng)由O/A池處理后在二沉池內(nèi)進(jìn)行固液分離輸出高無(wú)機(jī)率污泥，
還包括沿污泥流動(dòng)方向依次連接的用于菌膠團(tuán)包覆的小顆粒無(wú)機(jī)質(zhì)在不影響微生物活性的條件下釋放與脫落的重質(zhì)污泥改性系統(tǒng)及利用淤沙和污泥在粒徑和密度上的差異進(jìn)行分離的輕重質(zhì)污泥分離系統(tǒng)，分離出的重質(zhì)污泥輸入污泥脫水系統(tǒng)處理后外運(yùn)處置；
分離出的部分或全部輕質(zhì)污泥經(jīng)資源化回路回用至生化O/A池，資源化回路包括順次連接至污泥分離系統(tǒng)輕質(zhì)污泥輸出端的污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)、菌種制備系統(tǒng)及菌種活化系統(tǒng)，所述菌種活化系統(tǒng)的輸出端回連至生化O/A池以補(bǔ)充用于廢水處理的有益微生物。
一些實(shí)施方案中，所述重質(zhì)污泥改性系統(tǒng)包括共同作用于污泥的超聲單元與攪拌單元，超聲單元利用空化效應(yīng)快速釋放由菌膠團(tuán)包覆的小顆粒無(wú)機(jī)質(zhì)，攪拌單元用于促進(jìn)所釋放無(wú)機(jī)質(zhì)的脫落。
一些實(shí)施方案中，所述輕重質(zhì)污泥分離系統(tǒng)設(shè)置有旋流分離器，旋流分離器包括上部的圓柱段及下部的圓錐段，混合污泥由切向于圓柱段壁面的進(jìn)料口輸入旋流分離器內(nèi)腔，旋流分離器的頂端裝設(shè)可調(diào)節(jié)式插入深度的溢流排泥口，底端設(shè)置排沙口。
一些實(shí)施方案中，所述溢流排泥口深入至圓柱段高度的0.7-0.8，且溢流排泥口直徑為圓柱段直徑的0.1-0.3；所述排沙口直徑為圓柱段直徑的0.1-0.25。
一些實(shí)施方案中，所述污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)設(shè)置用于微生物培養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng)物投放口，污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)旁通至生化O/A池以補(bǔ)充用于廢水處理的富含有益微生物的活性污泥。
另一方面，本發(fā)明提供一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化工藝，其能實(shí)現(xiàn)輕重質(zhì)污泥的有效分離，并對(duì)輕質(zhì)污泥進(jìn)行濃縮干化制備固體微生物菌劑用于經(jīng)濟(jì)出售或回用生化池針對(duì)性處理高無(wú)機(jī)率廢水，具有工藝簡(jiǎn)潔，條件溫和及設(shè)備易得的優(yōu)勢(shì)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
一種高無(wú)機(jī)率污泥無(wú)機(jī)質(zhì)分離及資源化工藝，包括：將經(jīng)由生化O/A池處理的煤氣化廢水泵入二沉池固液分離后輸出高無(wú)機(jī)率污泥并送至重質(zhì)污泥改性系統(tǒng)在超聲單元與攪拌單元的聯(lián)合作用下使菌膠團(tuán)包裹的無(wú)機(jī)微粒得以充分釋放與脫落同時(shí)不影響污泥的微生物保有量，而后將混合污泥泵送至旋流分離器依據(jù)淤沙和污泥在粒徑和密度上的差異分選出輕質(zhì)污泥與重質(zhì)污泥；
分離出的重質(zhì)污泥經(jīng)污泥脫水系統(tǒng)處理后外運(yùn)處置，分離出的輕質(zhì)污泥依序經(jīng)由污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)培養(yǎng)增殖，菌種制備系統(tǒng)濃縮干化制得固體微生物菌劑，菌種活化系統(tǒng)投放營(yíng)養(yǎng)物活化固體微生物菌劑并回用至生化O/A池以補(bǔ)充用于廢水處理的有益微生物。
一些實(shí)施方案中，所述超聲單元采用超聲波段為20kHz-30kHz，水力停留時(shí)間為5-15min，超聲處理時(shí)的聲能密度為0.1-2W/ml；和/或，所述攪拌單元設(shè)置有攪拌器，所述攪拌器偏心裝設(shè)以增強(qiáng)污泥軸向混合；和/或，所述旋流分離器的進(jìn)料速度為8-12m/s，入料壓力為0.1-0.25MPa。
一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供所述污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)通過(guò)投放營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)行培養(yǎng)增殖，所述營(yíng)養(yǎng)物包括碳源、氮源、磷源及微量元素，污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)回連至生化O/A池以補(bǔ)充用于廢水處理的富含有益微生物的活性污泥，所述污泥儲(chǔ)備系統(tǒng)培養(yǎng)增殖的停留時(shí)間為2-4h，溫度為25-35℃，pH值為6-8。
一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供所述的菌種制備系統(tǒng)濃縮干化制得固體微生物菌劑的具體步驟為：將富含微生物的活性污泥離心濃縮后添加可溶性淀粉、奶粉、甘油及復(fù)合載體攪拌均勻，在40-60℃下烘干，經(jīng)粉磨機(jī)粉磨、篩分后制備得到固體微生物菌劑。
一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供所述的菌種活化系統(tǒng)投放營(yíng)養(yǎng)物活化固體微生物菌劑的具體步驟為：在固體微生物菌劑中加入稀釋后的污水、碳源、氮源及磷源進(jìn)行曝氣培養(yǎng)活化，其中，污水稀釋2-10倍，活化時(shí)間為12-72h，溫度為25-35℃，含氧量2-3mg/L；所述碳源選自葡萄糖、蔗糖、甲醇及牛肉膏中的一種或多種；氮源選擇氯化銨和/或蛋白胨；磷源選擇磷酸二氫鉀和/或磷酸氫二鉀。
本發(fā)明采用以上技術(shù)方案至少具有如下的有益效果：
1.采用超聲與機(jī)械攪拌聯(lián)合作用方式對(duì)高無(wú)機(jī)率污泥進(jìn)行改性，利用超聲空化效應(yīng)在不影響微生物活性的前提下快速破壞污泥松散結(jié)合型的有機(jī)聚合物、菌膠團(tuán)，使包裹其中的無(wú)機(jī)微粒得到釋放，結(jié)合攪拌混合可使釋放的無(wú)機(jī)微粒得以充分脫落，強(qiáng)化分離效果；
2.通過(guò)輕重質(zhì)污泥分離系統(tǒng)有效去除混合污泥中的無(wú)機(jī)顆粒，使整個(gè)污水處理系統(tǒng)剩余污泥實(shí)現(xiàn)了減量化，提高了污泥的活性及生化處理能力與效率，降低重質(zhì)污泥對(duì)生化系統(tǒng)設(shè)備、管道的結(jié)垢及因此帶來(lái)的設(shè)備能耗；
3.活性濕污泥側(cè)線(xiàn)保存技術(shù)使得生化系統(tǒng)的微生物菌種快速增殖，可直接返回至生化池用于污水處理，迅速恢復(fù)由有機(jī)物或抑制性沖擊負(fù)荷、水力負(fù)荷超量等導(dǎo)致的異常狀態(tài)；
4.活性污泥干化菌種的保存技術(shù)，富含微生物的活性污泥通過(guò)濃縮和脫水，進(jìn)行低溫干化，制備固體菌劑，可以常溫下長(zhǎng)期保存；
5.活性污泥中所包含的微生物適應(yīng)能力強(qiáng)、微生物種類(lèi)多，而且含有各種原生動(dòng)物，解決了污水廠(chǎng)優(yōu)質(zhì)活性污泥的短缺問(wèn)題，可高效針對(duì)性?xún)艋黝?lèi)污廢水；
6.利用污泥為原料進(jìn)行微生物菌劑的制備生產(chǎn)，不僅能夠?yàn)楣S(chǎng)污泥提供新的資源化途徑，減少剩余污泥處理成本，售賣(mài)菌劑增加收益，而且可大幅度降低工業(yè)微生物菌劑制備成本。
（發(fā)明人：楊秀梅;朱洪;王日彩;張衡;馬洪璽;韓媛媛;池劍亭）
