CN102674602A - 移动式一体化污泥厌氧酸化液脱氮除磷的处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境工程水污染处理与控制技术领域，具体涉及一种移动式一体化污泥厌氧酸化液脱氮除磷处理装置。由加药模块、反应模块、污泥处理模块和电控柜组成，各模块间经管道和阀门连接。加药模块包括加药罐、进水口、加药罐搅拌器和加药泵；反应模块包括pH调节池、混凝沉淀池、吹脱塔、酸化液进水口、提升泵、调节阀门、污水管和排泥管；污泥处理模块包括污泥池、板框压滤机和螺杆泵，电控柜分别连接搅拌器和各种泵。整个装置可安置于一个集装箱内。污泥厌氧酸化液经过本装置处理后，酸化液中的氮磷浓度较低，碳氮比和碳磷比较高，可直接作为污水处理厂的脱氮的外加碳源。本发明结构简单，构思新颖，使用灵活，处理效果好，占地面积小。

Description

移动式一体化污泥厌氧酸化液脱氮除磷的处理装置

技术领域

本发明属于水污染处理技术领域，具体涉及一种移动式一体化污泥厌氧酸化液中脱氮除磷的处理装置。 

背景技术

随着社会经济和城市化的发展，城市污水处理厂正如雨后春笋般的在各城市建成并投入运行，截止2011年12月份，我国已建成并运行的污水处理已超过3000多座，污水处理量为1.36亿吨/天，其产生的干污泥量约为1.37~1.7万吨DS(dry solid)/天。大量的污泥产生，不但加大了处理难度，还提高了处置费用，污泥的处置问题更加困扰着污水处理厂。因此如何将污泥资源化利用和处置是目前国内外亟需解决的问题和研究热点。 

近年来不断有研究发现，剩余污泥发酵液含有丰富的短链脂肪酸可成为优质的碳源，可以提高低碳高氮城市污水生物脱氮效率，尤其在中国的南方地区，上海、深圳等地的污水处理厂，普遍存在生物脱氮除磷过程中碳源不足的情况，成为抑制生物脱氮除磷的重要因素。因此要想获得理想的脱氮效果，必须提供充足的碳源来补充反硝化脱氮的电子供体的要求。根据文献报道，要达到满意的反硝化效果，要求C/N比必须达到一定的值，通常在5~15，因此为了提高污水厂脱氮效果，要补充碳源。目前最常用的外加碳源是甲醇，其成本较高，增加了污水处理的费用。而污泥厌氧酸化产生的大量短链脂肪酸是低廉质优的碳源，因此污泥厌氧酸化被认为是一种资源型污泥处置方式而受到广泛的关注。 

但是污泥碱性厌氧酸化液中不但含有大量的溶解性有机物还含有大量的氮磷，如果直接作为补充碳源，会增加污水处理系统的负荷，削弱甚至会恶化氮磷的去除效果。因此如能将发酵液中的氮磷在酸化液回用前进行处理回收，既能降低发酵液作为碳源给污水处理带来的负面影响，又能实现污泥的资源化利用。 

通过大量的文献调研表明，目前国内尚缺乏针对污泥碱性厌氧酸化液进行脱氮除磷的有效处理的方法。若不去除污泥厌氧酸化液中的氮磷直接将其回用作为污水处理厂的反硝化碳源，会导致反硝化效果不佳，并且增加污水处理系统脱氮除磷的负担。目前研究较多的是鸟粪石法，通过投加MgCl2等镁盐生成磷酸铵镁沉淀同时去除氮和磷，但是其结晶体细小不易于沉淀、固液分离困难，导致实际操作中较难规模化。 

去除水中氮的方法主要有吹脱法、离子交换法、吸附法、生物法等，其中离子交换法和吸附法的去除效果极易受到水中其它物质的影响，并且对前处理要求较高，投入成本较高且维护运行成本也较高；生物法去除氮的运行成本虽然较低，但是其处理设施所占土地面积较大，并且一次性投入的成本也较高。相对而言，吹脱法占地面积小、成本低，且去除氮的效果较好。 

去除废水中的营养物质磷（P），主要的处理方法包括：化学法和生物法。化学法是最早采用的一种除磷方法，它是以磷酸盐能和某些化学物质如铝盐、铁盐、石灰等反应生成不溶的沉淀物为基础进行的。生物法是利用微生物在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐的过量吸收作用，然后沉淀分离而除磷，但是污泥中的磷极易在厌氧条件下释放出来。化学法的特点是磷的去除率较高，处理结果稳定，污泥在处理和处置过程中不会重新释放磷而造成二次污染，但污泥的产量比较大。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种高效的移动式一体化针对剩余污泥厌氧酸化液中脱氮除磷的处理装置。 

本发明提出移动式一体化污泥厌氧酸化液脱氮除磷的处理装置，由加药模板、反应模板、污泥处理模板和电控柜组成，各个模板间经管道和阀门连接，其中： 

所述加药模块，包括加药罐1、自来水管29、自来水进水口龙头2、加药罐搅拌器25和加药泵26，加药罐1为若干个（例如为3个），每个加药罐1上方中心处均设有自来水进水口龙头2。其内设有加药罐搅拌器25和加药泵26 。

所述反应模块，包括第一pH调节池5、混凝沉淀池7、第二pH调节池9、污水酸化液进水口11、第一提升泵12、调节阀门23、第二提升泵30、曝气器31、吹脱塔32、液体分布器33、第三提升泵34、填料层35、污水管27和排泥管28。第一pH调节池5、混凝沉淀池7和第二pH调节池9内均设有搅拌器16。第一pH调节池5上方设有6为第一pH调节池进水口，第一pH调节池进水口6连接进水管27，pH调节池5一侧设有出水管17（第一pH调节池出水管），出水管17依不同高度设有排水口，第一pH调节池5的池底呈锥形，锥形底部设有排泥口20（第一pH调节池排泥口），排泥口20连接排泥管28；混凝沉淀池7设有进水口8（混凝沉淀池进水口），进水口8连接进水管27，混凝沉淀池7一侧设有出水管18（混凝沉淀池出水管），出水管18依不同高度设有排水口，混凝沉淀池7池底呈锥形，锥形底部设有排泥口21（混凝沉淀池排泥口），排泥口21连接排泥管28；第二pH调节池9上方设有进水口10（第二pH调节池进水口），进水口10连接污水管27，第二pH调节池9一侧设有出水管19（第二pH调节池出水管），出水管19依不同高度设有排水口，第二pH调节池9池底锥形底部设有排泥口22（第二pH调节池排泥口），排泥口22连接排泥管28；pH调节后的酸化液经提升泵30、液体分布器33进入吹脱塔32，酸化液经过填料层35与经曝气器31鼓入的空气充分接触，去除酸化液中的氨；进水管27连接第一提升泵12相连，而第一离心泵12连接污水酸化液进水口11；第二pH调节池出水管19与第二提升泵30相连接，而第二提升泵30与33液体分布器相连；吹脱塔32的底部液体出口与第三提升泵34相连，而第三提升泵34与处理液出水管36相连。 

所述污泥处理模块，包括污泥池13、板框压滤机3和螺杆泵4，排泥管28一端连接污泥池13底部，污泥池13和板框压滤机3通过排泥管道14连接。螺杆泵4位于板框压滤机3底部，污泥池13的底部呈锥形，锥形底部下方设有排泥口24； 

所述电控柜15，分别连接搅拌器16、加药罐搅拌器25、加药泵26、螺杆泵4、提升泵12。

本发明中，整个装置可安置于一个集装箱内，达到移动式处理的目的。污泥酸化液经过本系统处理后，氮磷浓度较低，碳氮比和碳磷比较高，可直接作为污水处理厂脱氮除磷的碳源。 

本发明的工作过程如下： 

（1）药品固体或浓缩液投入加药罐，加水稀释，备用。

（2）污泥酸化液通过第一提升泵12抽取进入第一pH调节池，在pH调节池中投加NaOH（30%）作为pH调节剂，使酸化液pH升至10~12，搅拌10-30min。 

（3）调节pH后的酸化液进入混凝沉淀池，加入CaO与废水中的TP进行化学反应形成小的沉淀悬浮物，CaO摩尔投加量相当于TP摩尔浓度的1.6~2倍，化学反应时间10-20min。接着加入FeCl₃进行快速搅拌（200~400r/min），混合时间为1-2min，投加量为70-100mg/L；最后投加PAM 0.5-1mg/L，絮凝时间为15-30min，此过程在慢速搅拌（40~90r/min）中进行，保证大颗粒絮体的形成；静置45-60min，大量的絮体沉入沉淀池底部得到去除，沉淀后废水中COD去除率达15%，TN去除率达30%，TP去除率达到95%以上；污泥排入污泥池。 

（4）沉淀后的上清液进入第二pH调节池进行pH调节，运行条件为投加NaOH调节pH至10~12，搅拌10-30min。 

（5）调节pH值后的污泥酸化液经提升泵从上部淋洒到填料上形成水滴，顺着填料的间隙次第落下，与由风机从氨吹脱塔底部鼓入的空气逆流接触，完成传质过程，使氨由液相转为气相，从而彻底去除酸化液中的氨氮；经吹脱后的酸化液直接收集用于污水处理厂的反硝化碳源。氨吹脱塔的气液比（体积比）为2000~6000，填料层的厚度为2~5m，填料为拉西环，吹脱时间为30~120min。 

（6）污泥经板框式压泥机处理后收集。 

本发明的优点在于：本发明结构简单，构思新颖，使用灵活，处理效果好，占地面积小。 

附图说明

图1为本发明的结构图。 

图2为本发明反应模块图一侧侧视图。 

图3为本发明加药模块一侧侧视图。 

图中标号：1为加药罐，2为自来水进水龙头，3为板框式压泥机，4为螺杆泵， 

5为第一pH调节池， 6为第一pH调节池进水口，7为混凝沉淀池，8为混凝沉淀池进水口，9为第二pH调节池，10为第二pH调节池进水口，11为污水酸化液进水口，12为第一提升泵，13为污泥池，14为排泥管道，15为电控柜，16为反应池搅拌器，17为第一pH调节池出水管，18为混凝沉淀池出水管，19为第二pH调节池出水管，20为第一pH调节池排泥口，21为混凝沉淀池排泥口，22为第二pH调节池排泥口，23为阀门，24为污泥池排泥口，25为搅拌器，26为加药泵，27为污水管，28为排泥管，29为自来水管，30为第二提升泵，31为曝气器，32为吹脱塔，33为液体分布器，34为第三提升泵，35为吹脱塔填料层。

具体实施方式

下面结合实施实例附图进一步说明本发明。 

实施例1： 

本装置处理污泥厌氧酸化液能力6吨/天。装置的主要设计参数和大小如下：

整个集装箱尺寸11.8m×2.13m×2.72m。加药罐1材质采用塑料，尺寸为0.37m×0.37m×2.12m。加药罐自来水管为UPVC材质，DN20mm.，pH调节池5、混凝沉淀池7、曝气池9的池体结构相同，均采用塑料材质，尺寸为Φ1.2m，高1.87m，使用时最大容积2.60m³。进水管27为Φ0.4mUPVC管。排泥管28采用UPVC管，DN80mm。酸化液进入第一pH调节池之后通过提升泵进入混凝沉淀池7，加入CaO与废水中TP进行化学反应形成小的沉淀悬浮物，CaO摩尔投加量相当于TP摩尔浓度的1.6倍，化学反应时间10 min。加入FeCl₃进行快速搅拌（300r/min），混合时间为1min，投加量为70mg/L；投加PAM0.5mg/L，絮凝时间为15分钟，此过程慢速搅拌（60r/min），静置45分钟。污泥排入污泥池13，污泥池13采用塑料材质，尺寸为Φ0.8m，高1m。酸化液上清液进入第二pH调节池调节pH=10后稳定10min。然后上清液进入吹脱塔32进行吹脱，吹脱塔用塑料材质，尺寸为底座为Φ1m，吹脱塔内部尺寸为Φ0.8m，高2.66m。运行条件气液比为4000。

将上述装置用于处理某污泥处理厂的污泥酸化液，在试验水样条件下SCOD_Cr6690mg/L、NH₃-N 329mg/L、T-N 422mg/L、SOP 144.2mg/L、TP 159.5 mg/L。处理后酸化液SCOD为5530mg/L；NH₃-N 15mg/L、T-N25mg/L、SOP 3.5mg/L、T-P 5mg/L；氮磷的去除率分别为95%，97.5%。该方法对污泥碱性厌氧酸化的酸化液中的N、P污染无有较高的去除效能。同时处理后酸化液的碳氮比与碳磷比分别为221.2，1106；因此该酸化液适合作为污水处理厂脱氮的外加碳源。 

实施例2： 

所述装置的结构同实施例1，将所得的装置用于处理某城市污水厂的污泥酸化液，厌氧酸化液水质参数SCOD_Cr7210 mg/L、NH₃-N 440mg/L、T-N 492 mg/L、SOP 111.9 mg/L、TP 129.5 mg/L。处理后酸化液的NH₃含量小于10mg/L，的去除率达到95％以上；TN含量为17mg/L去除率为90％以上；SOP 3mg/L；T-P 5mg/L；COD含量5211mg/L。碳氮比与碳磷比分别为659，1042，因此该酸化液适合作为污水处理厂脱氮的外加碳源。

Claims (2)

1.一种移动式一体化污泥厌氧酸化液脱氮除磷处理装置，由加药模块、反应模块、污泥处理模块和电控柜组成，各模块间经管道和阀门连接，其特征在于： 

所述加药模块，包括加药罐（1）、自来水管（29）、进水口龙头（2）、加药罐搅拌器（25）和加药泵（26），加药罐（1）为3个，每个加药罐（1）上方中心处均设有进水口龙头（2），进水口龙头（2）与自来水管（29）连接，每个加药罐（1）内设有加药罐搅拌器（25）和加药泵（26）；

所述反应模块，包括第一pH调节池（5）、混凝沉淀池（7）、第二pH调节池（9）、酸化液进水口（11），第一提升泵（12）、调节阀门（23）、第二提升泵（30）、曝气器（31）、吹脱塔（32）、液体分布器（33）、第三提升泵（34）、填料层（35）、进水管（27）和排泥管（28）；其中，第一pH调节池（5）、混凝沉淀池（7）和第二pH调节池（9）内均设有搅拌器（16）；第一pH调节池（5）上方设有第一进水口（6）第一，进水口（6）连接进水管（27），第一pH调节池（5）一侧设有第一出水管（17），第一出水管（17）依不同高度设有排水口，第一pH调节池（5）的池底呈锥形，锥形底部设有排泥口（20），排泥口（20）连接排泥管（28）；混凝沉淀池（7）设有第二进水口（8），第二进水口（8）连接进水管（27），混凝沉淀池（7）一侧设有第二出水管（18），第二出水管（18）依不同高度设有排水口，混凝沉淀池（7）池底呈锥形，锥形底部设有第一排泥口（21），第一排泥口（21）连接排泥管（28）；第二pH调节池（9）上方设有第三进水口（10），第三进水口（10）连接进水管（27），第二pH调节池（9）一侧设有第三出水管（19），第三出水管（19）依不同高度设有排水口，第二pH调节池（9）池底锥形底部设有第二排泥口（22），第二排泥口（22）连接排泥管（28）；经pH调节后的酸化液依次经第二提升泵（30）、液体分布器（33）进入吹脱塔（32），酸化液再经过填料层（35）与经曝气器（31）鼓入的空气充分接触，去除酸化液中的氨；进水管（27）连接第一提升泵（12），而第一提升泵（12）连接污水酸化液进水口（11）；第二pH调节池出水管（19）与第二提升泵（30）相连接，第二提升泵（30）与液体分布器（33）相连；吹脱塔（32）的底部液体出口与第三提升泵（34）相连，第三提升泵（34）与处理液出水管（36）相连；

污泥处理模块包括污泥池（13）、板框压滤机（3）和螺杆泵（4）；所述排泥管（28）一端连接污泥池（13）底部，污泥池（13）和板框压滤机（3）通过排泥管道（14）连接；螺杆泵（4）位于板框压滤机（3）底部，污泥池（13）的底部呈锥形，锥形底部下方设有排泥口（24）； 

电控柜（15）分别连接搅拌器（16）、加药罐搅拌器（25）、加药泵（26）、螺杆泵（4）、第一提升泵（12）。

2.根据权利要求1所述的一种移动式一体化污泥厌氧酸化液脱氮除磷处理装置，其特征在于整个装置可安置于一个集装箱内。

Images