公布日：2022.07.29
申請(qǐng)日：2022.05.11
分類號(hào)：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C02F101/38(2006.01)N
摘要
一種污泥原位微通道碳源化利用方法，即將污泥進(jìn)行降粘處理后，利用微通道污泥原位碳源化裝置兩級(jí)反應(yīng)器對(duì)污泥進(jìn)行熱解，在同等熱源條件下，增加了污泥受熱面積，提高熱解效率，使污泥微生物蛋白徹底分解產(chǎn)生乙酸鹽類、脂肪及脂肪分解產(chǎn)物、糖類等物質(zhì)；熱解后的泥漿中添加氨氮消去劑，使氨基酸物質(zhì)中的氨氮基團(tuán)，在氨氮消去劑的作用下轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，或水解為羥基、硝基等，降低了污泥降解液中氨氮含量，可作為碳源回用于污水脫氮除磷系統(tǒng)；同時(shí)充分利用污水廠已有的裝置對(duì)降解泥渣深度無(wú)害化處理，可大幅降低污泥深度處理的設(shè)備投資及處理成本，具有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求書
1.一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其步驟為：（1）將污泥通過(guò)計(jì)量螺旋輸送至雙軸攪拌機(jī)中，在攪拌機(jī)的前段和中段先后加入預(yù)降粘劑、降粘劑，利用溢流擋板控制漿液流出，中段溢流出的泥漿進(jìn)入尾段緩沖池；（2）攪拌機(jī)緩沖池流出的降粘泥漿通過(guò)高壓泵分別輸送到微通道污泥原位碳源化裝置一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器的管程；一級(jí)反應(yīng)器中熱源走殼程，對(duì)管程中的降粘泥漿進(jìn)行熱解處理，使降粘泥漿中微生物化學(xué)物質(zhì)破壁溶出；（3）一級(jí)反應(yīng)器流出的熱解泥漿通過(guò)計(jì)量泵定量添加氨氮消去劑后，進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)器的殼程，對(duì)二級(jí)反應(yīng)器管程中的降粘泥漿進(jìn)行預(yù)熱，同步完成一級(jí)反應(yīng)器熱解泥漿的熱能利用及氨氮消去反應(yīng)；（4）從二級(jí)反應(yīng)器管程流出的預(yù)熱降粘泥漿被泵送入一級(jí)反應(yīng)器管程進(jìn)行熱解處理；（5）從二級(jí)反應(yīng)器殼程流出的泥漿降解液通過(guò)離心機(jī)分成液相和渣相，液相作為碳源回用于污水脫氮除磷系統(tǒng)；渣相夾帶一部分作為碳源的液相，送入污水廠入水口單元，通過(guò)格柵池進(jìn)入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用將渣相中夾帶的有機(jī)碳源成分洗出后隨污水一起進(jìn)入脫氮除磷系統(tǒng)，淘洗剩余的無(wú)害泥沙礦化渣在旋流沉砂池中被分離開來(lái)，進(jìn)一步處理利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述雙軸攪拌機(jī)內(nèi)殼采用有機(jī)硅樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂進(jìn)行防腐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述預(yù)降粘劑為H2SO4、HCl、HNO3中的一種或幾種，pH為1-3，添加量為污泥體積百分比的0.1-1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述降粘劑為Ca(OH)2、MgO、CaO、Mg(OH)2、KMnO4中的一種或幾種，添加量為0.5-2g/L污泥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述氨氮消去劑為H2O2、Ca(ClO)2、NaClO、HClO中的一種或幾種，添加量為污泥體積百分比的1-3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述熱解處理的溫度為120-200℃，熱解處理的時(shí)間為30-60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述從二級(jí)反應(yīng)器殼程流出的泥漿降解液可不進(jìn)行分離直接以混合液的形式送入污水廠入水口單元，通過(guò)格柵池進(jìn)入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用將混合液中有機(jī)碳源成分洗出后隨污水一起進(jìn)入脫氮除磷系統(tǒng)，淘洗剩余的無(wú)害泥沙礦化渣在旋流沉砂池中被分離開來(lái)，進(jìn)一步處理利用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種污泥原位微通道碳源化利用方法，即將污泥進(jìn)行降粘處理后，利用微通道污泥原位碳源化裝置對(duì)污泥進(jìn)行熱解，使污泥微生物蛋白徹底分解產(chǎn)生乙酸鹽類、脂肪及脂肪分解產(chǎn)物、糖類等物質(zhì)后，作為碳源回用于污水脫氮除磷系統(tǒng)，本發(fā)明專利技術(shù)和設(shè)備與污水處理廠系統(tǒng)配合使用，實(shí)現(xiàn)污泥原位碳源化利用。
本發(fā)明包括以下步驟：（1）將污泥通過(guò)計(jì)量螺旋輸送至雙軸攪拌機(jī)中，在攪拌機(jī)的前段和中段先后加入預(yù)降粘劑、降粘劑，利用溢流擋板控制漿液流出，中段溢流出的泥漿進(jìn)入尾段緩沖池；（2）攪拌機(jī)緩沖池流出的降粘泥漿通過(guò)高壓泵分別輸送到微通道污泥原位碳源化裝置一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器的管程；一級(jí)反應(yīng)器中熱源走殼程，對(duì)管程中的降粘泥漿進(jìn)行熱解處理，使降粘泥漿中微生物化學(xué)物質(zhì)破壁溶出；（3）一級(jí)反應(yīng)器流出的熱解泥漿通過(guò)計(jì)量泵定量添加氨氮消去劑后，進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)器的殼程，對(duì)二級(jí)反應(yīng)器管程中的降粘泥漿進(jìn)行預(yù)熱，同步完成一級(jí)反應(yīng)器熱解泥漿的熱能利用及氨氮消去反應(yīng)；（4）從二級(jí)反應(yīng)器管程流出的預(yù)熱降粘泥漿被泵送入一級(jí)反應(yīng)器管程進(jìn)行熱解處理；（5）從二級(jí)反應(yīng)器殼程流出的泥漿降解液通過(guò)離心機(jī)分成液相和渣相，液相成分主要是污泥微生物蛋白徹底分解脫氨基后的取代乙酸鹽類，脂肪及脂肪分解產(chǎn)物，糖類等物質(zhì)，作為碳源回用于污水脫氮除磷系統(tǒng)；渣相中主要為原污泥中含有的泥沙類物質(zhì)及磷、鐵、鋁等絮凝劑分解礦化渣，為穩(wěn)定無(wú)害化的機(jī)械雜質(zhì)，同時(shí)夾帶一部分作為碳源的液相，該股物料送入污水廠入水口單元，通過(guò)格柵池進(jìn)入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用將渣相中夾帶的有機(jī)碳源成分洗出后隨污水一起進(jìn)入脫氮除磷系統(tǒng)，淘洗剩余的無(wú)害泥沙礦化渣在旋流沉砂池中被分離開來(lái)，進(jìn)一步處理利用。
所述微通道污泥原位碳源化裝置為申請(qǐng)人在先申請(qǐng)的“一種合體式微通道污泥原位熱解碳源化裝置”（申請(qǐng)?zhí)枺?/span>2022210217289）或“一種自攪拌式微通道污泥原位碳源化裝置”（申請(qǐng)?zhí)枺?/span>2022210217240），若采用自攪拌式微通道污泥原位碳源化裝置一級(jí)反應(yīng)器需配備加熱器用于加熱熱解液。同時(shí)，可根據(jù)工藝需要開啟雙軸攪拌機(jī)與二級(jí)反應(yīng)器之間閥門，控制降粘泥漿是否流入二級(jí)反應(yīng)器。
所述從二級(jí)反應(yīng)器殼程流出的泥漿降解液可不進(jìn)行分離直接以混合液的形式送入污水廠入水口單元，通過(guò)格柵池進(jìn)入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用將混合液中有機(jī)碳源成分洗出后隨污水一起進(jìn)入脫氮除磷系統(tǒng)，淘洗剩余的無(wú)害泥沙礦化渣在旋流沉砂池中被分離開來(lái)，進(jìn)一步處理利用。
所述雙軸攪拌機(jī)內(nèi)殼采用有機(jī)硅樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂進(jìn)行防腐。
所述預(yù)降粘劑為H2SO4、HCl、HNO3中的一種或幾種，pH為1-3，添加量為污泥體積百分比的0.1-1%。
所述降粘劑為Ca(OH)2、MgO、CaO、Mg(OH)2、KMnO4中的一種或幾種，添加量為0.5-2g/L污泥。
所述氨氮消去劑為H2O2、Ca(ClO)2、NaClO、HClO中的一種或幾種，添加量為污泥體積百分比的1-3%。
所述熱解處理的溫度為120-200℃，熱解處理的時(shí)間為30-60min。
本發(fā)明的有益效果：（1）本發(fā)明采用污泥原位微通道碳源化利用裝置對(duì)污泥進(jìn)行熱解處理，在同等熱源條件下，增加了污泥受熱面積，提高熱解效率，使污泥微生物蛋白徹底分解產(chǎn)生乙酸鹽類、脂肪及脂肪分解產(chǎn)物、糖類等易生物降解的有機(jī)物，作為碳源回用于污水脫氮除磷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)污泥的原位碳源化利用。
（2）本發(fā)明在污泥進(jìn)入微通道碳源化利用裝置前，對(duì)污泥進(jìn)行降粘預(yù)處理，分階段高效破壞污泥的絮狀體結(jié)構(gòu)，不僅降低了污泥在微通道碳源化利用裝置管程中的輸送阻力，同時(shí)使絮體內(nèi)微生物暴露出來(lái)，有利于污泥熱解破壁溶出胞內(nèi)物質(zhì)。
（3）本發(fā)明在一級(jí)反應(yīng)器流出的熱解泥漿中添加氨氮消去劑，使氨基酸物質(zhì)中的氨氮基團(tuán)，在氨氮消去劑的作用下轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，或水解為羥基、硝基等，以降低污泥降解液作為碳源自身的氨氮含量。
（4）本發(fā)明污泥原位碳源化工藝，充分利用污水廠已有的裝置對(duì)降解泥渣深度無(wú)害化處理，可大幅降低污泥深度處理的設(shè)備投資及處理成本，具有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
（發(fā)明人：趙建福;蔣悅;王健芳）
