CN104445851A - 一种循环利用污泥处理废液促进污泥无害处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进的污泥处理方法，具体是一种循环利用污泥处理后的废液促进污泥无害处理的方法，所述方法包括将污泥处理后的废液用来代替外源水源来稀释污泥原泥。

Description

一种循环利用污泥处理废液促进污泥无害处理的方法

技术领域

本发明涉及一种改进的污泥处理方法，具体是一种循环利用污泥处理后的废液促进污泥无害处理的方法，属于环境工程技术。

背景技术

目前国内外所指的污泥生物技术一般指用微生物法处理污水处理过程中产生的活性污泥。在污泥处理处置方面来说，传统意义上的生物法是指将浓缩的污泥利用特定的微生物(例如，某些特定的菌群)进行厌氧消化，污泥在厌氧菌作用下产生沼气。目前所用的特定的微生物一般为嗜酸性微生物，利用特定的嗜酸性微生物，可以去除污泥中的重金属，同时将污泥中的有害菌杀死。另外近几年比较流行的生物法污泥处理技术多指污泥堆肥的发酵过程(污泥堆肥技术)，污泥添加外源物质(膨松剂、特定的菌群)后在好氧微生物作用下发酵，这些技术一般称为污泥的生物干化技术。以上为生物技术在污泥处理上已经不是新技术，国内有很多实际工程应用。

近期国内出现一种新技术----生物沥浸干化技术，是指将浓缩污泥通过菌类微生物(例如，亚铁硫杆菌，嗜酸硫杆菌等)等多种微生物在好氧的情况下作用于污泥，打破污泥的絮凝结构，改善污泥的沉降性能，从而该变污泥的脱水性能，达到污泥脱水效果明显的目的，实现污泥的深度干化。

该技术所用的菌类微生物(微生物复合菌)是由南京农业大学的周立祥教授发现，并经过改良、驯化后的特异性微生物：保藏号为CGMCC NO.0727的氧化亚铁硫杆菌菌株(参见专利号ZL02112924.X)或保藏号为CGMCC NO.0759的氧化硫硫杆菌菌株(参见专利号ZL02137921.1)，均为嗜酸性菌株，上述发明专利的内容通过引用完全结合在本文中。城市污水处理厂的浓缩污泥(含水96％左右)中接种上述特异的菌类微生物在特定的条件下经过一段时间(大约40小时)反应，达到污泥性质改变的目的，处理后的污泥可以自然重力浓缩到含水92％，体积减少2/3，重金属溶出率达80％以上。污泥可不加任何絮凝剂经机械压滤脱水至含水量60％以下，脱水污泥产生量减少2/3。反应过程中污泥的恶臭味消除，大肠杆菌等有害病菌大幅灭杀。而干化后的污泥中的有机质基本保持不变，保留了污泥中有益成分，便于后续的资源化利用。该生物沥浸干化技术的工艺流程可参见图1。

上述生物沥浸干化技术(工艺流程参见图1)的最主要的缺点如下：

1)运营需要大量稀释水：生物反应因为需要一定量的溶解氧，故对污泥含水率有一定要求。最佳适合含水率97-98％。而污水处理厂外运的浓缩污泥为含水率80％。在污泥接入生物沥浸干化系统前需要加水稀释至含水率98％。

2)每天产生大量废水：由含水率98％压榨至含水率60％以下，污泥体积是原来的1/20，而根据技术特点，产生的压滤水PH值为4-5，直接回流至污水处理厂，会产生处理费用。

3)消耗生物营养剂：维持生物的生长繁殖需要添加一定比例的生物营养剂，此营养剂需要额外添加。

4)需要用反应好的污泥回流进行微生物的接种：在日常运营时，每天有大量污泥进入生物沥浸系统，使微生物菌群的密度降低，数量减少。为此需要将反应好的污泥做一定量的回流，不能全部压滤出去，从而影响生产效率。

另外，嗜酸性菌的生存环境为酸性，一般的工艺过程是通过添加酸性生物营养剂将污泥的PH值降到6以下，形成一个酸性环境后，经过一定时间繁殖，使菌群数量达到一定级别形成优势菌群。

生物方法处理污泥所采用的菌群，在生长繁殖过程中，需要一定量的溶解氧。而高浓度污泥(含水率小于96％)会降低氧气溶解量，从而减慢微生物的生长繁殖速度。所以对于污泥处理工程来说，首先需要将污泥稀释到含水率97-98％。高于此数值，工程投资和占地面积增加。低于此数值，溶氧量降低影响反应效果。

污泥经过生物改性后呈酸性，PH值为4-5，进行机械压榨后产生半干泥PH值为4-5，压滤水为PH值4左右。现如今的技术认为污泥为污水处理的一部分是浓缩的有害物质，而污泥减量化最大的障碍就是污泥含水率过高。经过脱水的污泥体积大量减少的同时会产生大量的污水。现有技术、化学方法和物理方法处理污泥所产生的污水来自于污泥，是有害物质含量高的污水，不能直接排放也不能直接利用。均直接进入污水厂处理系统进行净化。现在本工艺中的生物技术处理污泥产生的废水同样作为污泥减量化的附属有害产品，需要经污水处理厂净化后才能排放。而采用生物法处理后污泥的压榨废液(上清液)中，有一定量的微生物可作为接种，有微生物最适合的生长环境-酸性PH值为5以下，还有残留的微生物生长所需的营养剂。如果将此部分压榨废液直接排放到污水厂进行再处理，不但增加了处理的步骤和成本，压榨废液中含有酸性物质还可能造成对环境的菌群污染，为污水处理增加了困难。因此，目前需要开发出便于再处理与利用生物法处理后污泥的压榨废液的方法。

发明内容

本发明涉及一种改进的污泥处理方法，具体是一种循环利用污泥处理后的废液促进污泥无害处理的方法。所述方法属于对现有的生物沥浸干化技术的改进。

具体而言，本发明的循环利用压榨废液促进污泥无害处理的方法流程如下：

(1)将来源于污水处理厂的剩余污泥在污泥混合池中用稀释用水源稀释至98％；

(2)步骤(1)中稀释的污泥进入含有特异性微生物菌的生物沥浸反应池，在鼓风机曝气环境下进行48小时反应；

(3)步骤(2)中反应好的污泥排出到污泥沉降池进行自然沉降；

(4)步骤(3)中沉降后的污泥进入脱水机房进行压榨，沉降后的上清液流出到废液收集池；

(5)污泥经压滤机压榨后产生的高干度污泥外运做资源再利用，压榨产生的压滤液排出到废液收集池；

(6)将废液收集池中的液体(即，沉降步骤(3)的上清液和压榨步骤(5)的压滤液)回流至污泥混合池，用作稀释用水源来稀释下一轮需要进行处理的污泥，剩余的少部分液体排出到污水处理厂进行处理；

(7)循环重复上述步骤(1)至(6)。

其中步骤(2)中所用的特异性微生物菌没有特别限制，只要所述微生物菌适用于污泥处理即可。例如，所述微生物菌可以选自保藏号为CGMCCNO.0727的氧化亚铁硫杆菌菌株或保藏号为CGMCC NO.0759的氧化硫硫杆菌菌株。这两株微生物菌可以购自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(中国北京朝阳区大屯路中科院微生物研究所，100101)。

其中步骤(6)中废液收集池中的液体包括步骤(3)中沉降的上清液和步骤(5)中压榨的压滤液。

所述废液收集池设置在废液出口位置，并且所示废液收集池以耐酸性输送水泵和输送管道与污泥混合池连接。

本发明所述的方法还包括设置控制系统，用来监控废液存储量和废液流量。

在本发明的方法中，除了第一轮污泥处理流程中需要用外来水源稀释待处理的污泥外，后续各轮处理均不需要再使用外来水源，在污泥处理过程中收集的液体即可满足污泥稀释用水的需求。

现有工艺包括其他工艺如采用化学方法和物理方法处理污泥所产生的污水来自于污泥，是有害物质含量高的污水，不能直接排放也不能直接利用。均直接进入污水厂处理系统进行净化。产生的污水对于其对应的工艺处理技术实施和运营并没有帮助，各项需控制指标超过排放标准，故现在生物技术处理污泥产生的废水同样作为污泥减量化的附属有害产品，需要经污水处理厂净化后才能排放。

与现有的生物沥浸干化技术(工艺流程参见图1)相比，本发明的有益技术效果如下：

利用沉降步骤的上清液和压榨步骤的压滤液来稀释待处理的污泥原泥，既可以减少对外来水源的需求，节约用水，又可以减轻对污泥处理后废液的再处理负担，还可以循环利用废液以及废液中的特异性微生物菌，具有很大的应用价值。具体来说，

1)减少废水排放。压滤液中的生物营养剂成分残留，对于污水处理是很大负担。采用此方法每天减少污水排放95％以上。

2)减少对稀释水的消耗。80％含水率污泥稀释到98％含水率，每100吨泥需要900吨水稀释。采用此方法后完全不需要外接水源。

3)增加菌的密度。生物法是靠菌群繁殖到一定的密度形成优势菌群导致有害微生物死亡，从而改变污泥脱水性能。废液中有足够密度的微生物，完全可用于接种和补充原泥中微生物数量。从而尽早的达到有效工作的密度。

4)创造有利于生物生长的酸性环境。传统方法稀释污泥后PH值为7左右呈中性，需要大量的回流污泥和生长时间以达到一个适合的酸性环境。采用污泥处理后的废液代替中水后，能够直接将反应前的原泥PH值降到6以下，使嗜酸微生物直接生长繁殖。缩短达到需要密度的时间20％，从而在不需要增加土建投资和主要设备情况下直接提高生产能力。

5)减少生物营养剂消耗。维持生物生长需要添加一定量的酸性生物营养剂。而压榨废液中有残留的生物营养剂加上一定量的微生物，使达到所需菌群密度的时间变短，相同外部条件下消耗的生物营养剂减少。降低日常消耗，降低运营成本。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述特征和优点将更明显，其中：

图1是现有技术中的生物沥浸干化技术的工艺流程图；

图2是本发明的循环利用污泥处理后的废液的污泥处理的工艺流程图。

具体实施方式

下面参照具体的实施例进一步描述本发明，但是本领域技术人员应该理解，本发明并不限于这些具体的实施例。

实施例1.(芦村污水处理厂污泥干化工程一期)

在现有的生物沥浸污泥干化工程中按照的图1所示的工艺流程做的设计和施工，采用本发明方法(图2)需要对现有设施做一些改进如下：

1)在废液出口位置增加一个废液收集池(废液收集池大小根据产能设计)，反应好的污泥经沉淀产生的上清液和压榨后产生的压滤液(废液)流进废液收集池进行储存。

2)原废液直接连接污水处理厂进水管道，改为废液收集池连接污水处理厂的污水进水管道。

3)废液收集池后端增加输送水泵(耐酸)、输送管道。输送管道连接到原系统中的进水管道，从而使收集的废液可以代替原来采用的调节稀释用水。

4)在原有的控制系统中增加一个程序，实现监控废液存储量、控制废液流量，使污泥混合池的污泥浓度达到工艺要求。该改进的控制系统可以根据安装在污泥混合池的在线污泥浓度仪所测定的污泥含水率以及流量计的污泥进泥量，控制经由耐酸性输送水泵的废液进入污泥混合池的流量和时间，使污泥混合池的污泥浓度达到工艺要求的97-98％的含水率。上述实施方案中污泥生物反应池中所用的微生物为保藏号为CGMCC NO.0727的氧化亚铁硫杆菌菌株或保藏号为CGMCC NO.0759的氧化硫硫杆菌菌株。

实施例2.以对日处理20万吨污水所产生的200吨80％含水率污泥进行干化处理为例

1，现有技术中生物沥浸干化法处理污泥每天需要稀释中水1800吨，会产生一定的水费；排放Ph4左右的污水1900吨。对污水处理厂有一定的压力，需要用大量的污水进行稀释。并有一定的污水处理费用。而采用本方法后，直接节省中水1800吨/天，节省水费；同时排放污水降低至100吨Ph值4左右。对污水厂影响很小，污水处理费用是原来的二十分之一。

2，现有技术中污泥稀释后进入生物沥浸反应池最初的PH值为6-6.5，每24小时可以下降0.7-1，48小时后PH值4-5之间时达到污泥改性目的。采用本方法后，污泥经废液稀释进入生物沥浸反应池的最初PH值在5.5以下，工程中反应时间在其他条件不变情况下减少至36小时。提高产能大于20％。

3，现有的生物沥浸技术在处理污泥时采用回流比0.3进行菌种接种，影响生产效率。采用本方法后接种工作完全由稀释用的废液取代，相当于增加了生物沥浸池池容0.3倍，在土建和设备投资不变情况下处理能力增加30。综合考虑(2)带来影响原设计能力处理20万吨污水产生污泥的工程可以处理25-30万吨污水所产生污泥。

4，现有技术的生物沥浸法干化污泥，需要按比例额外添加微生物营养剂维持菌群的生长，添加比例与污泥含水率和有机质含量有很大关系。采用本方法后在其他条件相同，营养剂添加量会降低5-10％。

上述实施方案中污泥生物反应池中所用的微生物为保藏号为CGMCCNO.0727的氧化亚铁硫杆菌菌株或保藏号为CGMCC NO.0759的氧化硫硫杆菌菌株。

应该理解，尽管参考其示例性的实施方案，已经对本发明进行具体地显示和描述，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不背离由权利要求书所定义的本发明的精神和范围的条件下，可以在其中进行各种形式和细节的变化，可以进行各种实施方案的任意组合。

Claims (5)

1.一种改进的污泥处理方法，所述方法包括下述流程：

(1)将来源于污水处理厂的剩余污泥在污泥混合池中用稀释用水源稀释至98％；

(2)步骤(1)中稀释的污泥进入含有特异性微生物菌的生物沥浸反应池，在鼓风机曝气环境下进行48小时反应；

(3)步骤(2)中反应好的污泥排出到污泥沉降池进行自然沉降；

(4)步骤(3)中沉降后的污泥进入脱水机房进行压榨，沉降后的上清液流出到废液收集池；

(5)污泥经压滤机压榨后产生的高干度污泥外运做资源再利用，压榨产生的压滤液排出到废液收集池；

(6)将废液收集池中的液体回流至污泥混合池，用作稀释用水源来稀释下一轮需要进行处理的污泥，剩余的少部分液体排出到污水处理厂进行处理；

(7)循环重复上述步骤(1)至(6)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(6)中废液收集池中的液体包括步骤(3)中沉降的上清液和步骤(5)中压榨的压滤液。

3.根据权利要求1所述的方法，所述废液收集池设置在废液出口位置，并且所示废液收集池以耐酸性输送水泵和输送管道与污泥混合池连接。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括设置控制系统，用来监控废液存储量和废液流量。

5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(2)中所用的特异性微生物菌选自保藏号为CGMCC NO.0727的氧化亚铁硫杆菌或保藏号为CGMCCNO.0759的氧化硫硫杆菌。