CN105217911B - 一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺和方法。所述工艺包括：设置污泥预曝气池，所述污泥预曝气池的有效池容按照预设的水力停留时间设计；将污泥浓缩池的浓缩污泥通过所述污泥浓缩池出泥管道进入所述污泥预曝气池，所述浓缩污泥的含水率为98％；在所述污泥预曝气池对所述浓缩污泥进行曝气生物处理；经好氧反应后的浓缩污泥通过所述污泥预曝气池的排泥管道进入污泥生物沥浸池，加入生物沥浸工艺的专用生物营养剂；采用板框压滤机对所述污泥生物沥浸池中污泥进行脱水处理，得到含水率小于60％的干化污泥。本发明可以解决现有的生物沥浸反应进行污泥脱水时存在的生物营养剂消耗过大，和反应时间较长的问题。

Description

一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺

技术领域

本发明涉及环境工程技术和污泥处理技术领域，特别是涉及一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺和方法。

背景技术

随着我国城镇污水处理行业近年来的快速发展，污泥产量也越来越多，污泥的后续处理成了许多城镇污水处理厂的难题，因此提高污泥脱水性，可实现污泥减量化，具有良好的经济效益和环保社会效益。

近期出现一种污泥生物调理新的生物沥浸技术，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，从而改变污泥的脱水性能，达到污泥脱水效果明显的目的，实现污泥的深度干化。

上述生物沥浸干化技术的最主要的缺点如下：

1)生产运行需要投加较大量生物营养剂：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。通常营养剂投加量为处理污泥中干物质的质量的15％左右。

2)生物沥浸工艺是处理初沉泥和剩余污泥混合液，初沉泥由于未经过曝气好氧生物反应处理，处于厌氧阶段，其厌氧反应产生的小分子有机酸会对生物沥浸工艺中的特定微生物生长有一定抑制作用；当混合液中初沉泥的量较大时，需要相应增加投加生物营养剂保证生物沥浸特定微生物的生长繁殖，以污泥中干物质的质量进行计算，当初沉泥占总进泥40％-50％时，需要增加20％-30％的生物营养剂投加量。

3)在生物沥浸反应阶段需要40-48小时左右才能完成，即生物沥浸池的水力停留时间HRT＝40-48h，反应需要时间较长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺和方法，以解决现有的生物沥浸反应进行污泥脱水时存在的生物营养剂消耗过大，和反应时间较长的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺，包括：

设置污泥预曝气池，所述污泥预曝气池的有效池容按照预设的水力停留时间设计；

将污泥浓缩池的浓缩污泥通过所述污泥浓缩池出泥管道进入所述污泥预曝气池，所述浓缩污泥的含水率为98％；

在所述污泥预曝气池对所述浓缩污泥进行曝气生物处理，利用所述浓缩污泥中自带的好氧型微生物进行好氧反应，将所述浓缩污泥中由于长时间厌氧而产生的小分子有机酸有效分解，降低所述浓缩污泥中影响抑制生物沥浸微生物反应的有机酸；

经好氧反应后的浓缩污泥通过所述污泥预曝气池的排泥管道进入污泥生物沥浸池，加入生物沥浸工艺的专用生物营养剂，所述生物营养剂的投加量为所述浓缩污泥的绝干量的10％-12％；

采用板框压滤机对所述污泥生物沥浸池中污泥进行脱水处理，得到含水率小于60％的干化污泥。

优选地，所述污泥预曝气池的底部铺设有微孔曝气盘，所述污泥预曝气池的曝气方式采用鼓风机通过所述微孔曝气盘向所述污泥预曝气池充氧，充氧时控制溶解氧浓度为3mg/l-6mg/l，或采用水处理微生物反应的曝气方式。

优选地，所述污泥预曝气池为新建的污泥预曝气池、或是经改造的污泥浓缩池、或是经改造的部分生物沥浸池。

优选地，在所述采用板框压滤机对污泥生物沥浸池中污泥进行脱水处理之前，所述方法还包括：

对所述污泥生物沥浸池中的浓缩污泥进行改性。

优选地，所述工艺还包括：

将沉淀后的上清液进入混合池，再次进入污水处理厂继续处理，剩余部分通过特殊定制板框脱水进行固液分离，其中，不需要加入絮凝剂；

将固液分离后的固体部分含水率小于60％的高干度脱水污泥进行资源化利用。

本发明还提供了一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的方法，包括：

设置污泥预曝气池，所述污泥预曝气池的有效池容按照预设的水力停留时间设计；

将污泥浓缩池的浓缩污泥通过污泥浓缩池出泥管道进入所述污泥预曝气池，所述浓缩污泥的含水率为98％；

在所述污泥预曝气池对所述浓缩污泥进行曝气生物处理，利用所述浓缩污泥中自带的好氧型微生物进行好氧反应，将所述浓缩污泥中由于长时间厌氧而产生的小分子有机酸有效分解，降低所述浓缩污泥中影响抑制生物沥浸微生物反应的有机酸；

经好氧反应后的浓缩污泥通过所述污泥预曝气池的排泥管道进入污泥生物沥浸池，加入生物沥浸工艺的专用生物营养剂，所述生物营养剂的投加量为所述浓缩污泥的绝干量的10％-12％；

采用板框压滤机对所述污泥生物沥浸池中污泥进行脱水处理，得到含水率小于60％的干化污泥。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

a、依据本发明实施例，通过本发明方法对进入生物沥浸反应池的污泥进行预曝气处理，生物营养剂投加量下降为处理污泥中干物质的质量的10％-12％左右，总节约生物营养剂量为20％-30％。

b、本发明方法在生物沥浸工艺处理初沉泥和剩余污泥混合液时，当初沉泥由于水处理工艺波动而增加时，不需要增加生物营养剂投加量，依然可以保证生物沥浸反应充分，满足污泥脱水处理要求，提高生物沥浸反应抗冲击的能力。

c、通过本发明方法对浓缩污泥进行曝气预处理，再进入生物沥浸池，生物沥浸反应阶段由原来常规的40-48小时降为32小时左右，可以节约生物沥浸池25％左右的有效容积，即提高25％左右的产能。

附图说明

图1是背景技术中生物沥浸技术的示意图；

图2是本发明的一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺实施例的流程图；

图3给出了本发明示例中利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

随着我国城镇污水处理行业近年来的快速发展，到2013年我国城镇污水厂已经有3000多座，按80％含水率计算，预计我国每年污泥的产生量会达到3000多万吨，根据水处理工艺不同会产生不同类型的污泥：主要为初沉污泥含水率在93％-97％和二沉污泥(也叫剩余污泥)含水率在99％左右，通常的方法是将这两种污泥混合经重力浓缩后一同处理(浓缩污泥含水率在97％-98％)，按照浓缩污泥中干物质的总量计算，初沉污泥约占30％-50％，二沉污泥约占50％-70％。

污泥中有机质降解少，油脂降解效率差，含水率高，污泥稳定性不佳，脱水困难，通常达不到后续处理的要求，造成污泥后期处置难度和费用过高，制约了污泥的减量化、无害化、资源化的处置，提高污泥脱水性，可实现污泥减量化非常重要。

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。

近期出现一种污泥生物调理新的生物沥浸技术，参考图1，给出了背景技术中生物沥浸技术的示意图，具体可以包括：

污水处理厂处理的剩余污泥和初沉污泥，得到浓缩污泥(含水率98％左右)，进行鼓风曝气并加入专用菌种营养剂后，进入污泥生物沥浸池停留时间40小时，然后进行污泥改性后，进入污泥沉淀池，将沉淀后的上清液进入混合池，再次进入污水处理厂继续处理，剩余部分进行固液分离(不需要加入絮凝剂，通过特殊定制板框脱水)，固液分离之后的液体进入混合池，再次进入污水处理厂继续处理，固液分离后的固体部分进行高干度脱水污泥(含水率60％，土黄色，无臭)，进行资源化利用。

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、训化后的特异性微生物(参见专利号ZL02112924.X和ZL02137921.1)。

城镇污水处理厂的浓缩污泥(含水率98％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率60％以下，脱水污泥产生量减少1/2以上。

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。

但该技术存在生物营养剂过大，反应时间较长等问题。

参见图2给出了本发明的一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺实施例的流程图，包括：步骤11，设置污泥预曝气池，所述污泥预曝气池的有效池容按照预设的水力停留时间设计。

步骤12，将污泥浓缩池的浓缩污泥通过污泥浓缩池出泥管道进入所述污泥预曝气池，所述浓缩污泥的含水率为98％。

其中，浓缩污泥通过对污水处理厂的剩余污泥和初沉污泥进行混合浓缩后得到。

步骤13，在所述污泥预曝气池对所述浓缩污泥进行曝气生物处理，利用所述浓缩污泥中自带的好氧型微生物进行好氧反应，将所述浓缩污泥中由于长时间厌氧而产生的小分子有机酸有效分解，降低所述浓缩污泥中影响抑制生物沥浸微生物反应的有机酸。

其中，所述污泥预曝气池的有效池容可以按照预设的水力停留时间设计，例如按照水力停留时间为16h设计。

通过本发明方法对进入生物沥浸反应池的污泥进行预曝气处理，生物营养剂投加量下降为处理污泥中干物质的质量的10％-12％左右，总节约生物营养剂量为20％-30％。

在具体的实现中，优选地，所述污泥预曝气池的底部铺设有微孔曝气盘，所述污泥预曝气池的曝气方式可以采用鼓风机通过所述微孔曝气盘向所述污泥预曝气池充氧，充氧时控制溶解氧浓度为3mg/l-6mg/l，也可以采用水处理微生物反应的曝气方式。

在具体的实现中，优选地，所述污泥预曝气池为新建的污泥预曝气池、或是经改造的污泥浓缩池、或是经改造的部分生物沥浸池。

步骤14，经好氧反应后的浓缩污泥通过所述污泥预曝气池的排泥管道进入污泥生物沥浸池，加入生物沥浸工艺的专用生物营养剂，所述生物营养剂的投加量为所述浓缩污泥的绝干量的10％-12％。

本发明方法在生物沥浸工艺处理初沉泥和剩余污泥混合液时，当初沉泥由于水处理工艺波动而增加时，不需要增加生物营养剂投加量，依然可以保证生物沥浸反应充分，满足污泥脱水处理要求，提高生物沥浸反应抗冲击的能力。

通过本发明方法对浓缩污泥进行曝气预处理，再进入生物沥浸池，生物沥浸反应阶段由原来常规的40-48小时降为32小时左右，可以节约生物沥浸池25％左右的有效容积，即提高25％左右的产能。

步骤15，采用板框压滤机对所述污泥生物沥浸池中污泥进行脱水处理，得到含水率小于60％的干化污泥。

本发明实施例中，优选地，在所述采用板框压滤机对污泥生物沥浸池中污泥进行脱水处理之前，所述方法还可以包括：

对所述污泥生物沥浸池中的浓缩污泥进行改性。

本发明实施例中，优选地，在所述采用板框压滤机对污泥生物沥浸池中污泥进行脱水处理之前，所述方法还可以包括：

将沉淀后的上清液进入混合池，再次进入污水处理厂继续处理，剩余部分通过特殊定制板框脱水进行固液分离，其中，不需要加入絮凝剂；

将固液分离后的固体部分含水率60％的高干度脱水污泥进行资源化利用。

本发明实施例还提供了一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的方法，可以包括：

步骤21，设置污泥预曝气池，所述污泥预曝气池的有效池容按照预设的水力停留时间设计。

步骤22，将污泥浓缩池的浓缩污泥通过污泥浓缩池出泥管道进入所述污泥预曝气池，所述浓缩污泥的含水率为98％。

步骤23，在所述污泥预曝气池对所述浓缩污泥进行曝气生物处理，利用所述浓缩污泥中自带的好氧型微生物进行好氧反应，将所述浓缩污泥中由于长时间厌氧而产生的小分子有机酸有效分解，降低所述浓缩污泥中影响抑制生物沥浸微生物反应的有机酸。

步骤24，经好氧反应后的浓缩污泥通过所述污泥预曝气池的排泥管道进入污泥生物沥浸池，加入生物沥浸工艺的专用生物营养剂，所述生物营养剂的投加量为所述浓缩污泥的绝干量的10％-12％。

步骤25，采用板框压滤机对所述污泥生物沥浸池中污泥进行脱水处理，得到含水率小于60％的干化污泥。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，通过一个具体的示例对本发明实施例的利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺进行说明，图3示出了本发明实施例的一个示例中利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺示意图，可以包括：

对剩余污泥和初沉污泥进行混合并浓缩后，得到浓缩污泥(含水率98％左右)，进入污泥预曝气池进行曝气生物处理，同时进行鼓风曝气并加入生物沥浸工艺专用生物营养剂后，进入污泥生物沥浸池停留时间40小时，然后进行污泥改性后，进入污泥沉淀池，将沉淀后的上清液进入混合池，再次进入污水处理厂继续处理，剩余部分进行固液分离(通过特殊定制板框脱水，不需要加入絮凝剂)，固液分离之后的液体进入混合池，再次进入污水处理厂继续处理，固液分离后的固体部分进行高干度脱水污泥(含水率60％，土黄色，无臭)，进行资源化利用。

以下通过一个具体项目应用说明本发明实施例的效果。

在现有的生物沥浸工艺污泥干化工程中按照图3所示的工艺流程做的设计和施工，采用本发明方法需要对现有设施做一些改进如下：

1)将原生物沥浸池12座池串联的前4座池改造为一个污泥预曝气池(预曝气池根据本发明图3的技术方案中的参数设计，HRT＝16h)，其曝气设备利用原生物沥浸池的曝气设备，经浓缩池的污泥输送到预曝气池，进行好养微生物反应处理。

2)调整原浓缩池到生物沥浸池的输送泵的管道，，将浓缩池的污泥输送到改造完的预曝气池，进行好养微生物反应处理，完成预曝气反应的污泥自流到原生物沥浸池的第5座池子。

3)生物营养剂的投加位置从第1座池移到第5座池子。

4)生物沥浸池内回流管从原来第12座回流到第1座改为回流到第5座池子。

经本发明方法处理的污泥前后各项指标变化如下表：

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和部件并不一定是本发明所必须的。

以上对本发明所提供的一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的方法和工艺进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种利用生物沥浸反应进行污泥脱水的工艺，其特征在于，包括：

设置污泥预曝气池，所述污泥预曝气池的有效池容按照预设的水力停留时间设计；

将污泥浓缩池的浓缩污泥通过所述污泥浓缩池出泥管道进入所述污泥预曝气池，所述浓缩污泥的含水率为98％；

在所述污泥预曝气池对所述浓缩污泥进行曝气生物处理，利用所述浓缩污泥中自带的好氧型微生物进行好氧反应，将所述浓缩污泥中由于长时间厌氧而产生的小分子有机酸有效分解，降低所述浓缩污泥中抑制生物沥浸微生物反应的有机酸；

经好氧反应后的浓缩污泥通过所述污泥预曝气池的排泥管道进入污泥生物沥浸池，加入生物沥浸工艺的专用生物营养剂，所述生物营养剂的投加量为所述浓缩污泥的绝干质量的10％-12％；

采用板框压滤机对所述污泥生物沥浸池中污泥进行脱水处理，得到含水率小于60％的干化污泥。

2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述污泥预曝气池的底部铺设有微孔曝气盘，所述污泥预曝气池的曝气方式采用鼓风机通过所述微孔曝气盘向所述污泥预曝气池充氧，充氧时控制溶解氧浓度为3mg/l-6mg/l。

3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述污泥预曝气池为新建的污泥预曝气池、或是经改造的污泥浓缩池、或是经改造的部分生物沥浸池。

4.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，在所述采用板框压滤机对污泥生物沥浸池中污泥进行脱水处理之前，所述工艺还包括：

对所述污泥生物沥浸池中的浓缩污泥进行改性。

5.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，在所述采用板框压滤机对污泥生物沥浸池中污泥进行脱水处理之前，所述工艺还包括：

对生物沥浸处理后的污泥混合物进行改性和沉淀处理；

将沉淀后的上清液进入混合池，再次进入污水处理厂继续处理，剩余部分通过板框脱水进行固液分离，其中，不需要加入絮凝剂；

将固液分离后的固体部分含水率小于60％的高干度脱水污泥进行资源化利用。