CN103214091A - 一种回流污泥碱处理-酸化的源头污泥减量工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种回流污泥碱处理酸化的源头污泥减量工艺，属于污水处理技术领域。所述工艺由污水生物处理和污泥碱处理-厌氧酸化回流两部分组成，污水经生物处理部分后可实际达标排放，而处理过程中产生的污泥一部分直接回流，一部分作为剩余污泥排放，另一部分经浓缩池后与碱液混合进行碱处理，然后再经厌氧酸化，再回流到污水生物处理过程中。本发明在传统A2O污水处理工艺的污泥回流段增加碱处理-酸化过程，结合污泥碱处理与厌氧技术，通过碱处理、厌氧酸化的协同作用降低污水生物处理过程中剩余污泥的产量，实现污泥减量减量20～90％。本发明工艺简单、操作方便、运行费用低、能耗低、污泥处理效果显著。

Description

一种回流污泥碱处理-酸化的源头污泥减量工艺
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种回流污泥碱处理-酸化的源头污泥减量工艺。
背景技术
污泥是污水生物处理过程中产生的一种副产物，也是目前的一种重要有机废弃物。据1996年对全国29家城市污水处理厂的调查，每处理万吨废水污泥的产生量为0.3-3.0吨(干重)。进入“十一五”以来，我国的污水处理产业得到了快速发展，污水处理能力及处理率增长迅速，带来了污泥产量的迅速增加。根据住建部资料显示，截止到2010年年底，全国城镇污水处理量达到343亿立方米，脱水污泥(含水率为80％)的产量接近2200万吨。随着污水处理设施的进一步普及、处理量的增加、处理标准的提高和处理功能的拓展，污泥的产生量还将会大幅度增加。据估计到2015年我国脱水污泥的年产量将超过2600万吨。同时，污泥处理处置的投资和运行费用巨大，可占整个污水处理厂投资及运行费用的25％-40％，有的甚至高达60％，已成为污水处理厂所面临的沉重负担和难题。
目前解决污泥问题的方法可分为两类：(1)在保证污水处理效果的前提下，采用适当的措施和技术，减少污水处理过程中产生的污泥量，从源头降低污泥的产生，即通常所说的污泥减量化；(2)在污泥产生之后，开发新的污泥处理处置方法或提高传统处理处置方法效率，如厌氧消化+土地利用、堆肥+土地利用、焚烧+建材利用等。在第二类方法中污泥的最终处置，目前还存在许多问题，例如人们的接受度问题、消纳量有限问题、二次污染问题、选址问题和能耗问题等。因此，面对当前日益严重的污泥问题，以“源头控制”为目标的污泥减量技术，受到人们越来越多的关注和重视。
目前源头污泥减量方法包括溶胞-隐性生长、内源呼吸、解偶联代谢和生物捕食等4种。然而尽管目前这些技术的研究十分多，但是到目前为止，这些污泥减量技术由于经济性问题或技术问题，尚未被广泛的应用于实际工程中。因此开发一种操作方便、技术实现简单、投资少、易在现有工艺上实现、实际可行的污泥源头减量工艺和方法十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运行费用低、工艺简单、操作方便、能耗低、高效和源头减量污水处理过程中剩余污泥的工艺。本发明是为了克服目前污水生物处理过程中剩余污泥产生量大的不足，结合污泥碱处理与厌氧技术，通过碱处理、厌氧酸化的协同作用，降低污水生物处理过程中剩余污泥的产量，实现污泥减量。
为了达到上述目的，本发明的技术解决方案是：
所述一种将碱处理、厌氧酸化耦合到污水生物处理过程的污泥回流段的工艺，它分为两部分：污水生物处理部分和污泥碱处理-厌氧酸化回流部分(附图1)。污水生物处理部分采用传统的厌氧-缺氧-好氧工艺(A2O)，而污泥回流部分由浓缩、碱处理、厌氧酸化三部分工艺组成。
污水经厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池后，达标排放。而污水处理过程中产生的污泥在沉淀池沉淀，一部分作为剩余污泥排放，一部分与传统A2O工艺相同，直接回流厌氧池，而另一部分进入浓缩池，浓缩上清液回流到酸化池前，而浓缩污泥与来自碱液贮罐的碱液经泵混合后进入酸化池，酸化后污泥与浓缩池上清液一起回流到厌氧池。
污泥在浓缩池中停留时间与其进入浓缩池的速率有关，通常为0.5-4小时，最佳为1-2小时，浓缩方式采用重力沉降方式或离心分离。
所述碱液浓度为4-10M NaOH或KOH，最佳浓度为6-10M。
用泵将碱液泵到输送浓缩污泥的管道，所述碱液与浓缩污泥的输送流速比例为1∶300-1∶5000，最佳为1∶100-1∶200；控制管道中流出污泥的pH值为11-12；在管道中进行污泥碱处理。
所述污泥在酸化池中处理时间为10-48小时，最佳为12-24小时；酸化池中采用低速机械搅拌，转速为50-200rpm，污泥最终pH值达到7-9；
直接回流的污泥和碱处理污泥之间的比例可根据碱液加入量多少进行调整。
有益效果：
本发明的一种污水处理过程中回流污泥碱处理-酸化的污泥源头减量的工艺，在传统A2O污水处理工艺的污泥回流段增加碱处理-酸化过程，结合污泥碱处理与厌氧技术，通过碱处理、厌氧酸化的协同作用降低污水生物处理过程中剩余污泥的产量，实现污泥减量。其中在酸化池中污泥自身含有的微生物将污泥进行消化降解为液体，减少污泥的数量，本发明的成本投入低，可实现污水生物处理过程中污泥的源头减量20～90％。本发明工艺简单、操作方便、运行费用低、能耗低、污泥处理效果显著，有效降低了污水处理过程的运行成本，为开辟城市污水处理途径提供了新的方法和依据。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图
具体实施方式
下面通过具体的实施方式进一步叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方式应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方式中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
实施例1
采用某小区生活污水，原水水质如下：COD150-450mg/L，NH4+-N25-55mg/L，TN28-62mg/L，TP4-12mg/L，pH6.8-7.7。厌氧池、缺氧池、好氧池的水力停留时间分别为2h、2h和8h，其溶解氧则分别为0.1-0.2mg/L、0.4-0.5mg/L和1.5-2.5mg/L，好氧池的污泥浓度维持在2.5-3.5g/L，内回流比为200％，室温为18-26℃。在相同试验条件下，运行两套系统，其中一套在污泥回流段增加污泥碱处理-酸化过程(试验系统)，直接回流污泥与经碱处理的污泥比例为1∶4，污泥的回流比为100％；而另一套不增加该过程(对照系统)，污泥的回流比也采用100％。试验系统中，碱液采用10M NaOH，碱液与浓缩污泥的输送流速比例选取为1∶500，进入酸化池的污泥pH约为12.0，污泥在酸化池的停留时间为24h，污泥最终pH值达到8。试验正常运行2个月。试验结果表明，与对照系统相比，试验系统的出水COD平均值为42mg/L，比对照系统高5mg/L，NH4 +-N和TN的去除率比对照系统低2-5％，而TP去除率低50％，剩余污泥的减量约为75％。
实施例2
试验条件与实施例1相同。碱液采用10M NaOH，试验系统中，碱液与浓缩污泥的输送流速比例选取为1∶2000，进入酸化池的污泥pH约为11.0，污泥在酸化池的停留时间为12h，污泥最终pH值达到9。试验正常运行2个月。试验结果表明，与对照系统相比，试验系统的出水COD平均值为41mg/L，比对照系统高3.5mg/L，NH4 +-N和TN的去除率比对照系统低2-5％，而TP去除率低40％，剩余污泥的减量约为54％。
实施例3
试验条件与实施例1相同。试实验条件与实施例1相同。碱液采用10M NaOH，试验系统中碱液与浓缩污泥的输送流速比例选取为1∶4000，进入酸化池的污泥pH约为11.0，污泥在酸化池的停留时间为10h，污泥最终pH值达到7。试验正常运行2个月。试验结果表明，与对照系统相比，试验系统的出水COD平均值为39mg/L，比对照系统高2mg/L，NH4 +-N和TN的去除率比对照系统低1-2％，而TP去除率低25％，剩余污泥的减量约为25％。

Claims (8)

1.一种回流污泥碱处理-酸化的源头污泥减量工艺，由污水处理部分和污泥回流两部分组成，污水处理部分采用传统的厌氧-缺氧-好氧(A2O)工艺，而污泥回流部分由浓缩、碱处理、厌氧酸化三部分工艺组成。
2.根据权利要求1所述的一种回流污泥碱处理-酸化的源头污泥减量工艺，其特征在于，所述污水处理过程中产生的污泥一部分作为剩余污泥排放，一部分与传统A2O工艺相同，直接回流厌氧池，而另一部分进入浓缩池，浓缩上清液回流到酸化池前，而浓缩污泥与来自碱液贮罐的碱液经泵混合后进入酸化池，酸化后污泥与浓缩池上清液一起回流到厌氧池。
3.根据权利要求1或2所述的一种回流污泥碱处理-酸化的源头污泥减量工艺，其特征在于，所述污泥在碱处理前，先在浓缩池中进行浓缩，污泥浓缩时间为0.5-4小时，最佳为1-2小时，所述浓缩方式采用重力沉降方式或离心分离。
4.根据权利要求1或2所述的一种回流污泥碱处理-酸化的源头污泥减量工艺，其特征在于，所述经浓缩的污泥与碱液在输送管道中混合，进行碱处理，碱液与浓缩污泥的输送流速比例为1∶300-1∶5000，最佳为1∶100-1∶200。
5.根据权利要求1-4所述的一种回流污泥碱处理-酸化的源头污泥减量工艺，其特征在于，所述经浓缩的污泥与碱液在输送管道中混合进行碱处理后，管道中流出污泥的pH值为11-12。
6.根据权利要求1或4所述的一种污水处理过程中回流污泥碱处理-酸化的污泥源头减量工艺，其特征在于，所述碱液贮存在碱液贮罐中，所述碱液为4-10M NaOH或KOH，碱液浓度最佳为6-10M。
7.根据权利要求1或2所述的一种回流污泥碱处理-酸化的源头污泥减量工艺，其特征在于，所述污泥酸化池中处理时间为10-48小时，最佳为12-24小时；所述酸化池中采用低速机械搅拌，转速为50-200rpm。
8.根据权利要求1或2所述的一种回流污泥碱处理-酸化的源头污泥减量工艺，其特征在于，所述污泥在酸化池中处理完毕最终pH值达到7-9。
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