公布日：2023.03.31
申請(qǐng)日：2023.02.10
分類(lèi)號(hào)：C02F11/02(2006.01)I;C02F11/04(2006.01)I;C02F11/12(2019.01)I
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生物污泥消化減量系統(tǒng)和方法，屬于廢水處理領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括依次連接的生物曝氣池、終沉池、污泥消化罐、污泥濃縮罐以及污泥脫水干化裝置；污泥消化罐內(nèi)從上至下有污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)，曝氣攪拌裝置和污泥消化罐體結(jié)構(gòu)。曝氣攪拌裝置包括攪拌電機(jī)、傳動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、中空攪拌軸、曝氣槳葉；攪拌電機(jī)的傳動(dòng)軸通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)中空攪拌軸自轉(zhuǎn)，中空攪拌軸上設(shè)有曝氣槳葉；所述鼓風(fēng)機(jī)用于向中空攪拌軸內(nèi)輸送氣體。本發(fā)明通過(guò)污泥消化罐的間歇式曝氣產(chǎn)生交替的好氧和缺氧環(huán)境，高效完成污泥消化減量，利用曝氣攪拌槳和槳葉盒裝置，提高溶氧利用率；整個(gè)系統(tǒng)排放氣體達(dá)標(biāo)排放，不產(chǎn)生二次污染，占地面積小，有利于廣泛應(yīng)用。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種生物污泥消化減量系統(tǒng)，其特征在于，包括生物曝氣池、終沉池、污泥消化罐、污泥濃縮罐以及污泥脫水干化裝置；生物曝氣池與終沉池入口相連，終沉池污泥出口與污泥消化罐進(jìn)料口相連，污泥消化罐出料口與污泥濃縮罐入口相連，污泥濃縮罐出口分別于生物曝氣池入口、污泥脫水干化裝置入口相連；所述污泥消化罐內(nèi)從上至下有污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)，曝氣攪拌裝置和污泥消化罐體結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥消化罐還包括尾氣處理裝置；所述尾氣處理裝置與污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)上的尾氣收集口相連；優(yōu)選的，污泥濃縮罐出料口與污泥消化罐入口之前設(shè)有污泥回流管道。
3.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣攪拌裝置包括攪拌電機(jī)、傳動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、中空攪拌軸、曝氣槳葉；攪拌電機(jī)的傳動(dòng)軸通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)中空攪拌軸自轉(zhuǎn)，中空攪拌軸上設(shè)有曝氣槳葉；所述鼓風(fēng)機(jī)用于向中空攪拌軸內(nèi)輸送氣體。
4.如權(quán)利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣槳葉內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，與中空攪拌軸通過(guò)中空的槳葉盒連接，中空攪拌軸中的空氣自攪拌槳葉上的曝氣孔排出。
5.如權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣槳葉由中空的、交叉結(jié)構(gòu)的攪硫板組成，攪流板的一側(cè)設(shè)有曝氣孔，曝氣孔向下開(kāi)口。
6.如權(quán)利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，優(yōu)選的，中空攪拌軸一端穿過(guò)污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)裝置相連，另一端連接至污泥消化罐罐體底部，保持?jǐn)嚢璧姆�(wěn)定。
7.如權(quán)利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣攪拌裝置還包括風(fēng)箱，傳動(dòng)裝置連接在風(fēng)箱上，并在風(fēng)箱內(nèi)部與中空攪拌軸相連；風(fēng)箱安裝在污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)上，與鼓風(fēng)機(jī)相連。
8.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣攪拌裝置還包括消泡槳葉，所述消泡槳葉用以消除發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫，其通過(guò)中空的槳葉盒設(shè)置在中空攪拌軸靠近污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)端。
9.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-8任一所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生物污泥消化減量的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將多余的生物污泥由終沉池排放至污泥消化罐內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵；(2)開(kāi)啟鼓風(fēng)機(jī)和攪拌電機(jī)，好氧發(fā)酵3-5h；(3)關(guān)閉曝氣風(fēng)機(jī)，厭氧發(fā)酵2-5h；(4)好氧-厭氧發(fā)酵一個(gè)周期后，污泥從污泥消化罐出口輸送至污泥濃縮罐濃縮；污泥濃縮罐中污水回流入生物曝氣池，生物曝氣池出水至終沉池，生物污泥進(jìn)行沉降，多余的生物污泥再次進(jìn)入污泥消化罐內(nèi)發(fā)酵；(5)污泥濃縮罐中的污泥濃縮穩(wěn)定后，輸送至污泥脫水機(jī)干化裝置進(jìn)行干化處理后，記得干化污泥。
10.如權(quán)利要求9所述方法，其特征在于，污泥濃縮罐內(nèi)未濃縮的污泥可回流至污泥消化罐內(nèi)繼續(xù)發(fā)酵。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種生物污泥消化減量系統(tǒng)和方法，本發(fā)明提供的系統(tǒng)中，污泥消化罐占地面積小，污泥消化效果明顯，不產(chǎn)生二次污染。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種生物污泥消化減量系統(tǒng)，包括生物曝氣池、終沉池、污泥消化罐、污泥濃縮罐以及污泥脫水干化裝置；生物曝氣池與終沉池入口相連，終沉池污泥出口與污泥消化罐進(jìn)料口相連，污泥消化罐出料口與污泥濃縮罐入口相連，污泥濃縮罐出口分別于生物曝氣池入口、污泥脫水干化裝置入口相連；
所述污泥消化罐內(nèi)從上至下有污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)，曝氣攪拌裝置和污泥消化罐體結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的，所述污泥消化罐還包括尾氣處理裝置。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述尾氣處理裝置與污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)上的尾氣收集口相連，避免污泥消化過(guò)程產(chǎn)生的廢氣逃逸，污染空氣。
優(yōu)選的，污泥濃縮罐出口與污泥消化罐入口之前設(shè)有污泥回流管道，污泥濃縮罐內(nèi)未濃縮的污泥可以通過(guò)該管道回流至污泥消化罐繼續(xù)發(fā)酵，提高污泥消減量。
優(yōu)選的，所述曝氣攪拌裝置包括攪拌電機(jī)、傳動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、中空攪拌軸、曝氣槳葉；攪拌電機(jī)的傳動(dòng)軸通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)中空攪拌軸自轉(zhuǎn)，中空攪拌軸上設(shè)有曝氣槳葉；
所述鼓風(fēng)機(jī)用于向中空攪拌軸內(nèi)輸送氣體。
優(yōu)選的，中空攪拌軸一端穿過(guò)污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)裝置相連，另一端連接至污泥消化罐罐體底部，保持?jǐn)嚢璧姆�(wěn)定。
優(yōu)選的，所述曝氣槳葉內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，與中空攪拌軸通過(guò)中空的槳葉盒連接，中空攪拌軸中的氣體自攪拌槳葉上的曝氣孔排出。槳葉盒除了起到連接槳葉和攪拌軸的作用外，還具備密封的作用(即槳葉盒也為密封結(jié)構(gòu))，防止空氣外逸。
進(jìn)一步優(yōu)選的，所述曝氣槳葉由中空的、交叉結(jié)構(gòu)的攪流板組成，攪硫板的一側(cè)設(shè)有曝氣孔，曝氣孔向下開(kāi)口，避免曝氣孔與污泥等流體直接接觸，防止污泥堵塞曝氣孔。
優(yōu)選的，所述曝氣攪拌裝置還包括電機(jī)支架，其固定在污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)外表面，用于支撐并固定攪拌電機(jī)。
優(yōu)選的，所述曝氣攪拌裝置還包括風(fēng)箱，傳動(dòng)裝置連接在風(fēng)箱上，并在風(fēng)箱內(nèi)部與中空攪拌軸相連；風(fēng)箱安裝在污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)上，與鼓風(fēng)機(jī)相連，由鼓風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)箱進(jìn)行供氣。攪拌電機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)傳動(dòng)裝置，依次帶動(dòng)中空攪拌軸和槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)污泥消化罐中的污泥進(jìn)行攪拌。攪拌的同時(shí)，空氣經(jīng)風(fēng)箱進(jìn)入中空攪拌軸、曝氣槳葉，從攪拌槳葉的曝氣孔流出，實(shí)現(xiàn)邊攪拌邊曝氣的功能。
優(yōu)選的，所述曝氣攪拌裝置還包括消泡槳葉，所述消泡槳葉用以消除發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫，其通過(guò)中空的槳葉盒設(shè)置在中空攪拌軸靠近污泥消化罐蓋結(jié)構(gòu)段。
本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種應(yīng)用上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生物污泥消化減量的方法，包括以下步驟：
(1)將多余的生物污泥由終沉池排放至污泥消化罐內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵；
(2)開(kāi)啟鼓風(fēng)機(jī)和攪拌電機(jī)，好氧發(fā)酵3-5h；
(3)關(guān)閉曝氣風(fēng)機(jī)，厭氧發(fā)酵2-5h；
(4)好氧-厭氧發(fā)酵一個(gè)周期后，污泥從污泥消化罐出口輸送至污泥濃縮罐濃縮；污泥濃縮罐中污水回流入生物曝氣池，生物曝氣池出水至終沉池，生物污泥進(jìn)行沉降，多余的生物污泥再次進(jìn)入污泥消化罐內(nèi)發(fā)酵；
(5)污泥濃縮罐中的污泥濃縮穩(wěn)定后，輸送至污泥脫水機(jī)干化裝置進(jìn)行干化處理后，記得干化污泥。
由于微生物活動(dòng)，終沉池內(nèi)污泥量會(huì)變大，全部污泥因量增多的原因無(wú)法全部直接進(jìn)入下一處理階段，因此超出多余的污泥需要脫水處理。
污泥消化是利用兼性厭氧菌和厭氧菌以及部分好氧菌的內(nèi)源呼吸和代謝功能，達(dá)到減少污泥中細(xì)胞總數(shù)，減少胞內(nèi)物質(zhì)，減少胞外聚合物等目的，并可將污泥中可生物降解部分轉(zhuǎn)化成二氧化碳，從而減少污泥總量。
優(yōu)選的，污泥濃縮罐內(nèi)未濃縮的污泥可回流至污泥消化罐內(nèi)繼續(xù)發(fā)酵。所述未濃縮的污泥是指污泥濃縮罐內(nèi)，未來(lái)得及濃縮的污泥，回流至污泥消化罐內(nèi)繼續(xù)發(fā)酵后，再次進(jìn)入污泥濃縮罐內(nèi)進(jìn)行濃縮，多次硝化濃縮處理提高污泥的消減量，從而減少污泥總量。
本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明的生物污泥消化減量系統(tǒng)，通過(guò)污泥消化罐的間歇式曝氣產(chǎn)生交替的好氧和缺氧環(huán)境。厭氧段部分污泥會(huì)發(fā)生厭氧反應(yīng)，死亡的細(xì)菌和胞外聚合物等有機(jī)物會(huì)被分解，且在厭氧環(huán)境下會(huì)進(jìn)行反硝化作用，一方面利用消耗有機(jī)物去除總氮，一方面可以補(bǔ)充好氧段消耗的堿度，從而在不加堿的情況下，保持系統(tǒng)一直維持中性。好氧段，好氧細(xì)菌發(fā)生好氧氨化和硝化作用。污泥在好氧環(huán)境下被氧化分解，同時(shí)內(nèi)源呼吸作用也會(huì)持續(xù)消耗細(xì)菌的胞內(nèi)物質(zhì)，減少污泥內(nèi)有機(jī)物含量。經(jīng)過(guò)厭氧-好氧的循環(huán)，高效完成污泥消化減量。
同時(shí)，曝氣攪拌槳和槳葉盒裝置，可以實(shí)現(xiàn)邊攪拌邊曝氣這一功能，全方位無(wú)死角曝氣工作，提高溶氧利用率。
污泥消化罐產(chǎn)生的廢氣集中收集，通過(guò)尾氣處理裝置實(shí)現(xiàn)氣體達(dá)標(biāo)排放，不產(chǎn)生二次污染；污泥消化罐帶有蓋結(jié)構(gòu)，可安裝在室外，節(jié)省建設(shè)廠房的成本，占地面積小，污泥消化效果明顯。
(2)本發(fā)明提供的間實(shí)現(xiàn)生物污泥消化減量的方法，綜合利用了好氧內(nèi)源呼吸和厭氧細(xì)胞溶解這一機(jī)制，在厭氧-好氧的循環(huán)過(guò)程中高效完成污泥消化減量；綜合利用硝化和反硝化機(jī)制，在厭氧環(huán)境下反硝化補(bǔ)充部分好氧硝化消耗的堿度，從而在不加堿的情況下，保持系統(tǒng)一直維持中性；整個(gè)方法處理成本低、資源化程度高，且操作簡(jiǎn)單，有利于廣泛應(yīng)用。
（發(fā)明人：張超群;初蕾;張菲;宮曉梅;朱長(zhǎng)亮;朱杰高）
