公布日：2024.06.04

申請日：2024.03.06

分類號(hào)：C02F11/00(2006.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)I

摘要

本發(fā)明提供了一種生化法污水處理的污泥原位減量裝置和工藝，包括生化池、沉淀池、第一微生物滅活反應(yīng)裝置；生化池和沉淀池之間分別設(shè)置有輸送管和回流管。本發(fā)明應(yīng)用電化學(xué)氧化還原方法對生化系統(tǒng)中的污泥進(jìn)行滅活改性處理，由于微生物滅活反應(yīng)裝置具有選擇性殺死污泥中微生物的功能，使得硝化與反硝化細(xì)菌、兼氧水解菌及其他繁殖速度較慢的兼氧菌得到有效富集，進(jìn)而顯著提高生化系統(tǒng)的降總氮能力和對低生化性的污染物的降解能力，提高生化系統(tǒng)的污水處理效果和能力；并通過化學(xué)、物理或生物方法對破壁滅活的微生物殘骸進(jìn)行消解，減少污泥的產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)污泥原位減量。

權(quán)利要求書

1.一種生化法污水處理的污泥原位減量裝置，其特征在于：包括生化池(1)、沉淀池(2)、第一微生物滅活反應(yīng)裝置(3)；所述生化池(1)和沉淀池(2)之間分別設(shè)置有輸送管(4)和回流管(5)，輸送管用于將生化池(1)中處理好的污水輸送至沉淀池(2)；所述回流管(5)用于將沉淀池(2)中的污泥回流至生化池(1)；所述回流管(5)上安裝有回流泵(6)和第一微生物滅活反應(yīng)裝置(3)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生化法污水處理的污泥原位減量裝置，其特征在于：所述第一微生物滅活反應(yīng)裝置(3)包括PLC控制系統(tǒng)、微生物滅活反應(yīng)器(302)、反沖洗裝置(303)、排污罐(304)、主線管路(305)、反沖洗管路(306)和旁路管路(307)；所述微生物滅活反應(yīng)器(302)兩端安裝主線管路(305)和反沖洗管路(306)，主線管路(305)兩端各安裝第一閥門(308)和第二閥門(309)；所述反沖洗管路(306)上分別安裝有第三閥門(310)和第四閥門(311)；所述排污罐(304)通過反沖洗管路(306)和第三閥門(310)與微生物滅活反應(yīng)器(302)聯(lián)通；所述反沖洗裝置(303)通過反沖洗管路(306)和第四閥門(311)與微生物滅活反應(yīng)器(302)聯(lián)通，由PLC控制系統(tǒng)控制，用于實(shí)施反沖洗清堵；所述旁路管路(307)與主線管路(305)并聯(lián)與微生物滅活反應(yīng)器(302)聯(lián)通，并在旁路管路(307)上安裝第五閥門(312)；所述PLC控制系統(tǒng)與微生物滅活反應(yīng)器(302)、反沖洗裝置(303)、第一閥門(308)、第二閥門(309)、第三閥門(310)、第四閥門(311)和第五閥門(312)、壓力表和置于生化池(1)內(nèi)的污泥濃度計(jì)由管線連接，并控制其使用和啟停；所述第一微生物滅活反應(yīng)裝置(3)通過主線管路(305)兩端分別與生化池(1)和沉淀池(2)聯(lián)通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生化法污水處理的污泥原位減量裝置，其特征在于：所述微生物滅活反應(yīng)器(302)是由一組具有微生物滅活功能的基于多重氧化還原電位系統(tǒng)的合金套管組成的流體靜設(shè)備，所述合金套管內(nèi)置膛線，能夠改變流體在管束內(nèi)的流動(dòng)流程和紊流狀態(tài)，延長和加強(qiáng)微生物與合金材料的接觸時(shí)間和強(qiáng)度，提高微生物的滅活效率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生化法污水處理的污泥原位減量裝置，其特征在于：所述合金套管材料的配方如下，以重量百分比計(jì)：鋅：28％-35％、錫：4％-7％、鎳：19％-26％、鑭0.2-0.5％、釤0.3-1％、镥1-2％、余量為銅。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生化法污水處理的污泥原位減量裝置，其特征在于：所述反沖洗裝置(303)根據(jù)壓力表信號(hào)通過PLC控制系統(tǒng)關(guān)閉第一閥門(308)和第二閥門(309)，開啟第三閥門(310)、第四閥門(311)和第五閥門(312)及排污泵清除堵塞微生物滅活反應(yīng)器(302)的雜質(zhì)。

6.一種生化法污水處理的污泥原位減量工藝，其特征在于：包括以下步驟：步驟1：生化污水進(jìn)入生化池(1)中凈化處理后，通過輸送管(4)流至沉淀池(2)沉淀，凈化水被排放，沉淀池(2)中的污泥通過回流泵(6)的抽取，經(jīng)過回流管(5)被抽取至第一微生物滅活反應(yīng)裝置(3)中對污泥中微生物進(jìn)行破壁滅活處理；步驟2：處理后的污泥經(jīng)過回流泵(6)的抽取，繼續(xù)回流至生化池(1)中，通過化學(xué)、物理或生物方法對破壁滅活的微生物殘骸進(jìn)行消解，減少污泥的產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)污泥原位減量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種生化法污水處理的污泥原位減量工藝，其特征在于：所述步驟2中生物方法包括直接添加高效復(fù)合工程菌和添加馴化擴(kuò)培后的高效復(fù)合工程菌。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種生化法污水處理的污泥原位減量工藝，其特征在于：設(shè)置臨時(shí)培菌裝置(7)，用于對高效復(fù)合工程菌的馴化和擴(kuò)培；所述臨時(shí)培菌裝置(7)包括第二微生物滅活反應(yīng)裝置(701)、臨時(shí)培菌池(702)和可切換的自吸式污水泵裝置(703)；所述第二微生物滅活反應(yīng)裝置(701)和第一微生物滅活反應(yīng)裝置(3)的結(jié)構(gòu)相同；所述臨時(shí)培菌池(702)內(nèi)置推流攪拌器，通過可切換的自吸式污水泵裝置(703)與沉淀池(2)與生化池(1)連接，與第二微生物滅活反應(yīng)裝置(701)通過循環(huán)泵和管路連接構(gòu)成內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，不斷對剩余污泥進(jìn)性改性處理，從而馴化擴(kuò)培高效復(fù)合工程菌。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種生化法污水處理的污泥原位減量裝置，其特征在于：所述可切換的自吸式污水泵裝置(703)與生化池(1)之間安裝有第六閥門(704)，與沉淀池(2)之間安裝有第七閥門(705)，與臨時(shí)培菌池(702)兩端分別安裝有第八閥門(706)和第九閥門(707)；所述可切換的自吸式污水泵裝置(703)通過第六閥門(704)、第七閥門(705)、第八閥門(706)和第九閥門(707)的切換，實(shí)現(xiàn)將沉淀池(2)內(nèi)的剩余污泥抽吸進(jìn)臨時(shí)培菌池(702)，亦可將在臨時(shí)培菌池(702)中馴化擴(kuò)培的高效復(fù)合工程菌導(dǎo)入生化池(1)。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種生化法污水處理的污泥原位減量工藝，其特征在于：所述高效復(fù)合工程菌的馴化和擴(kuò)培包括以下步驟：步驟1：從沉淀池(2)將污泥抽吸至臨時(shí)培菌池(702)，將臨時(shí)培菌池(702)中的污泥經(jīng)第二微生物滅活反應(yīng)裝置(701)處理后，回流至臨時(shí)培菌池(702)，循環(huán)往復(fù)使得臨時(shí)培菌池(702)中污泥連續(xù)不斷的被第二微生物滅活反應(yīng)裝置(701)改性處理，獲得改性后的污泥，然后往臨時(shí)培菌池(702)中投加高效復(fù)合工程菌，在第二微生物滅活反應(yīng)裝置(701)的作用下，以改性后的污泥作為培養(yǎng)基馴化和擴(kuò)培高效復(fù)合工程菌。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題：目前，最常規(guī)的方式是廢水經(jīng)生化池處理后排入沉淀池，一部分污泥被回流至生化池繼續(xù)使用，剩余部分則運(yùn)出去由后端采用一些脫水技術(shù)來減少污泥的體積和重量。而本發(fā)明提供一種生化法污水處理的污泥原位減量裝置和工藝，通過在工藝流程中設(shè)置微生物滅活反應(yīng)裝置，應(yīng)用電化學(xué)氧化還原方法對生化系統(tǒng)中的污泥進(jìn)行滅活改性處理，以提高污泥的可生化性，并通過化學(xué)、物理或生物方法對破壁滅活的微生物殘骸進(jìn)行消解，減少污泥的產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)污泥原位減量。

技術(shù)方案：一種生化法污水處理的污泥原位減量裝置，包括生化池、沉淀池、第一微生物滅活反應(yīng)裝置；所述生化池和沉淀池之間分別設(shè)置有輸送管和回流管，輸送管用于將生化池中處理好的污水輸送至沉淀池；所述回流管用于將沉淀池中的污泥回流至生化池；所述回流管上安裝有回流泵和第一微生物滅活反應(yīng)裝置。進(jìn)一步的，所述第一微生物滅活反應(yīng)裝置包括PLC控制系統(tǒng)、微生物滅活反應(yīng)器、反沖洗裝置、排污罐、主線管路、反沖洗管路和旁路管路；所述微生物滅活反應(yīng)器兩端安裝主線管路和反沖洗管路，主線管路兩端各安裝第一閥門和第二閥門；所述反沖洗管路上分別安裝有第三閥門和第四閥門；所述排污罐通過反沖洗管路和第三閥門與微生物滅活反應(yīng)器聯(lián)通；所述反沖洗裝置通過反沖洗管路和第四閥門與微生物滅活反應(yīng)器聯(lián)通，由PLC控制系統(tǒng)控制，用于實(shí)施反沖洗清堵；所述旁路管路與主線管路并聯(lián)與微生物滅活反應(yīng)器聯(lián)通，并在旁路管路上安裝第五閥門；所述PLC控制系統(tǒng)與微生物滅活反應(yīng)器、反沖洗裝置、第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門和第五閥門、壓力表和置于生化池內(nèi)的污泥濃度計(jì)由管線連接，并控制其使用和啟停；所述第一微生物滅活反應(yīng)裝置通過主線管路兩端分別與生化池和沉淀池聯(lián)通。進(jìn)一步的，所述微生物滅活反應(yīng)器是由一組具有微生物滅活功能的基于多重氧化還原電位系統(tǒng)的合金套管組成的流體靜設(shè)備，所述合金套管內(nèi)置膛線，能夠改變流體在管束內(nèi)的流動(dòng)流程和紊流狀態(tài)，延長和加強(qiáng)微生物與合金材料的接觸時(shí)間和強(qiáng)度，提高微生物的滅活效率；所述合金套管材料的配方如下，以重量百分比計(jì)：鋅：28％-35％、錫：4％-7％、鎳：19％-26％、鑭0.2-0.5％、釤0.3-1％、镥1-2％、余量為銅。進(jìn)一步的，所述反沖洗裝置根據(jù)壓力表信號(hào)通過PLC控制系統(tǒng)關(guān)閉第一閥門和第二閥門，開啟第三閥門、第四閥門和第五閥門及排污泵清除堵塞微生物滅活反應(yīng)器的雜質(zhì)。一種生化法污水處理的污泥原位減量工藝，包括以下步驟：步驟1：生化污水進(jìn)入生化池中凈化處理后，通過輸送管流至沉淀池沉淀，凈化水被排放，沉淀池中的污泥通過回流泵的抽取，經(jīng)過回流管被抽取至第一微生物滅活反應(yīng)裝置中對污泥中微生物進(jìn)行破壁滅活處理；步驟2：處理后的污泥經(jīng)過回流泵的抽取，繼續(xù)回流至生化池中，通過化學(xué)、物理或生物方法對破壁滅活的微生物殘骸進(jìn)行消解，減少污泥的產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)污泥原位減量。進(jìn)一步的，所述步驟2中生物方法包括直接添加高效復(fù)合工程菌和添加馴化擴(kuò)培后的高效復(fù)合工程菌。進(jìn)一步的，所述設(shè)置臨時(shí)培菌裝置，用于對高效復(fù)合工程菌的馴化和擴(kuò)培；所述臨時(shí)培菌裝置包括第二微生物滅活反應(yīng)裝置、臨時(shí)培菌池和可切換的自吸式污水泵裝置；所述第二微生物滅活反應(yīng)裝置和第一微生物滅活反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)相同；所述臨時(shí)培菌池內(nèi)置推流攪拌器，通過可切換的自吸式污水泵裝置與沉淀池與生化池連接，與第二微生物滅活反應(yīng)裝置通過循環(huán)泵和管路連接構(gòu)成內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，不斷對剩余污泥進(jìn)性改性處理，從而馴化擴(kuò)培高效復(fù)合工程菌。進(jìn)一步的，所述可切換的自吸式污水泵裝置與生化池之間安裝有第六閥門，與沉淀池之間安裝有第七閥門，與臨時(shí)培菌池兩端分別安裝有第八閥門和第九閥門；所述可切換的自吸式污水泵裝置通過第六閥門、第七閥門、第八閥門和第九閥門的切換，實(shí)現(xiàn)將沉淀池內(nèi)的剩余污泥抽吸進(jìn)臨時(shí)培菌池，亦可將在臨時(shí)培菌池中馴化擴(kuò)培的高效復(fù)合工程菌導(dǎo)入生化池。進(jìn)一步的，所述高效復(fù)合工程菌的馴化和擴(kuò)培包括以下步驟：步驟1：從沉淀池將污泥抽吸至臨時(shí)培菌池，將臨時(shí)培菌池中的污泥經(jīng)第二微生物滅活反應(yīng)裝置處理后，回流至臨時(shí)培菌池，循環(huán)往復(fù)使得臨時(shí)培菌池中污泥連續(xù)不斷的被第二微生物滅活反應(yīng)裝置改性處理，獲得改性后的污泥，然后往臨時(shí)培菌池中投加高效復(fù)合工程菌，在第二微生物滅活反應(yīng)裝置的作用下，以改性后的污泥作為培養(yǎng)基馴化和擴(kuò)培高效復(fù)合工程菌，即可。有益效果：1.本發(fā)明通過微生物滅活反應(yīng)裝置，使污泥在匯流過程中經(jīng)過微生物滅活反應(yīng)裝置而被破壁滅活處理，處理后的污泥經(jīng)過回流泵的抽取，繼續(xù)回流至生化池中，再通過化學(xué)、物理或生物方法對破壁滅活的微生物殘骸進(jìn)行消解，從而減少污泥的產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)污泥原位減量。

2.本發(fā)明通過在工藝流程中設(shè)置微生物滅活反應(yīng)裝置，應(yīng)用電化學(xué)氧化還原方法對生化系統(tǒng)中的污泥進(jìn)行滅活改性處理，由于微生物滅活反應(yīng)裝置(主要為合金材料)具有選擇性殺死污泥中微生物的功能，所謂“選擇性”是指由于微生物在水體中以菌膠團(tuán)形式存在，聚集在菌膠團(tuán)表面易于生長的微生物在合金材料表面通過電化學(xué)氧化還原反應(yīng)使細(xì)胞破壁滅活，從而使菌膠團(tuán)內(nèi)部的硝化與反硝化細(xì)菌、兼氧水解菌及其他繁殖速度較慢的兼氧菌得到有效富集，進(jìn)而顯著提高生化系統(tǒng)的降總氮能力和對低生化性的污染物的降解能力，在實(shí)現(xiàn)污泥減量的同時(shí)，提高生化系統(tǒng)的污水處理效果和能力。

3.本發(fā)明將微生物滅活反應(yīng)裝置設(shè)置于回流管上，污泥回流本身也需要回流泵的應(yīng)用，因此，并不額外增加能耗。

4.常規(guī)水處理過程中需定時(shí)添加葡萄糖等碳源營養(yǎng)物質(zhì)對污泥中的微生物進(jìn)行補(bǔ)給，而本發(fā)明中微生物滅活反應(yīng)裝置對污泥中微生物進(jìn)行破壁滅活處理后，微生物的細(xì)胞破裂，產(chǎn)生細(xì)胞液、糖類、氮類物質(zhì)，回流至生化池中能夠作為污泥中微生物的營養(yǎng)物質(zhì)，減少葡萄糖等碳源營養(yǎng)物質(zhì)的添加，大大節(jié)約了成本。

5.本發(fā)明中采用特殊的合金套管材料，合金管道材料由鋅、錫、鎳、鑭、釤、镥和銅組成，不同的元素氧化還原電位不同，各個(gè)元素之間產(chǎn)生了不同的電位差，在水中形成無數(shù)個(gè)電極電位不同的復(fù)雜微小原電池，增加了合金材料的氧化性，合金與水接觸的瞬間能夠使接觸面處水的氧化還原電位發(fā)生沖擊性的變化，破壞微生物細(xì)胞壁，抑制微生物的生長和繁殖，利于水處理中微生物的選擇性破壁滅活。

6.本發(fā)明中合金套管內(nèi)置膛線，能夠改變流體在管束內(nèi)的流動(dòng)流程和紊流狀態(tài)，延長和加強(qiáng)微生物與合金材料的接觸時(shí)間和強(qiáng)度，從而提高微生物的滅活效率。

7.本發(fā)明還可以建立臨時(shí)培菌裝置，以沉淀池中的污泥經(jīng)微生物滅活反應(yīng)裝置改性處理后作為高效復(fù)合工程菌的培養(yǎng)基，并在微生物滅活反應(yīng)裝置作用下，對高效復(fù)合工程菌進(jìn)行馴化和擴(kuò)培，經(jīng)一段時(shí)間的馴化和擴(kuò)培后，將培菌池內(nèi)所有的高效復(fù)合高效復(fù)合工程菌從培菌池打到生化池，使滅活改性后的污泥在生化系統(tǒng)中被“高效復(fù)合工程菌”在生化池中消解掉。在后續(xù)的工程應(yīng)用中，在條件允許的情況下，可直接將已投用此污泥原位減量技術(shù)的污水處理廠外排剩余污泥作為經(jīng)擴(kuò)培馴化的高效復(fù)合工程菌采用，以降低臨時(shí)培菌池建設(shè)和高效復(fù)合工程菌馴化和擴(kuò)培的費(fèi)用。

（發(fā)明人：彭榮春;李燕;熊杰）