CN105731728A

CN105731728A - 改善活性污泥沉降性能的方法和工艺装置

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Publication number: CN105731728A
Application number: CN201610108937.XA
Authority: CN
Inventors: 丁国际; 胡梦楠; 焦正
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2036-02-29
Also published as: CN105731728B

Abstract

本发明公开了一种改善活性污泥沉降性能的方法和工艺装置，在活性污泥工艺中增设电化学氧化处理装置，在活性污泥沉降性能相当不良时既对曝气池中混合液又对二次沉淀池排放污泥进行电化学氧化处理，而在活性污泥沉降性能比较不良时仅对沉淀池排放的活性污泥进行电化学氧化处理，由此改善活性污泥沉降性能。电化学氧化处理的工艺参数可根据SV₃₀等反映活性污泥沉降性能的指标进行实时调节。本方法在不改变活性污泥工艺中主要处理单元构造的前提下，能快速有效地改善活性污泥沉降性能，且无二次污染问题。

Description

改善活性污泥沉降性能的方法和工艺装置

技术领域

本发明涉及一种水处理方法和设备，特别是涉及一种活性污泥法水处理方法和工艺装置，应用于水污染控制技术领域。

背景技术

活性污泥法是处理生活污水、城市污水和工业废水中最常用的污水处理方法。活性污泥法的主要单元包括曝气池、二次沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排放系统。从曝气池流出的液体流入二次沉淀池后进行泥水分离。若泥水分离性能不良，不仅会恶化出水水质，而且会使活性污泥流失，从而造成整个活性污泥系统的处理能力下降、甚至崩溃。而泥水分离性能取决于活性污泥的沉降性能，因此活性污泥沉降性能是影响活性污泥系统的运行和出水水质的关键因素之一。SV₃₀、SVI等均是评价活性污泥沉降性能的常规指标。正常情况下，当活性污泥浓度为3000mg/L时，SV₃₀为30%左右。活性污泥沉降性越差时，SV₃₀就越大。

目前，改善污泥沉降性能的主要方法是向活性污泥中添加絮凝剂，常用的絮凝剂主要有无机盐类物质和有机高分子类物质。通过投加絮凝剂改善活性污泥沉降性能的方法虽具有见效快的优点，但存在絮凝效果控制难、成本高和二次污染等问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种改善活性污泥沉降性能的方法和工艺装置，在活性污泥工艺中增设电化学氧化处理装置，在活性污泥沉降性能相当不良时既对曝气池中混合液又对二次沉淀池排放污泥进行电化学氧化处理，而在活性污泥沉降性能比较不良时仅对沉淀池排放的活性污泥进行电化学氧化处理，由此改善活性污泥沉降性能。电化学氧化处理的工艺参数可根据SV₃₀等反映活性污泥沉降性能的指标进行实时调节。本方法在不改变活性污泥工艺中主要处理单元构造的前提下，能快速有效地改善活性污泥沉降性能，且无二次污染问题。

为达到上述发明创造目的，采用下述技术方案：

一种改善活性污泥沉降性能的方法，包括如下步骤：

a．设备安装准备：在活性污泥工艺系统中增设2套电化学氧化处理装置，其中第一套化学氧化处理装置的进泥管与曝气池的混合液排放管相连，使混合液进入第一套化学氧化处理装置进行氧化处理，并控制进入第一套化学氧化处理装置的混合液流量，经电化学氧化处理过的混合液再返送至曝气池的进水端，从而实现对曝气池中的混合液的氧化处理；其中第二套化学氧化处理装置的进泥管与二次沉淀池的污泥排放管相连，使在二次沉淀池中沉淀后的污泥浆进入第二套化学氧化处理装置进行氧化处理，并控制进入第二套化学氧化处理装置的污泥浆流量，经第二套化学氧化处理装置氧化处理后的污泥浆再回送到二次沉淀池中，从而实现对二次沉淀池中沉淀后的污泥浆的氧化处理；

b．选择电化学氧化处理方式：当进入曝气池的混合液的SV₃₀不低于60%时，同时启用在步骤a中的2套电化学氧化处理装置，并同时分别对曝气池的混合液和二次沉淀池排放的污泥浆进行电化学氧化处理；当进入曝气池的混合液的SV₃₀在30~60%之间时，仅启用在步骤a中的第二套化学氧化处理装置，第一套化学氧化处理装置停用，并仅对二次沉淀池排放的污泥浆进行电化学氧化处理；当进入曝气池的混合液的SV₃₀不高于30%时，在步骤a中的2套电化学氧化处理装置均无需启用。

作为一种本发明优选的技术方案，在步骤b中，当进入曝气池的混合液的SV₃₀不低于60%时，控制进入第一套化学氧化处理装置的混合液流量，将10~30%的曝气池混合液输送至第一套化学氧化处理装置进行第一次氧化处理；并控制进入第二套化学氧化处理装置的污泥浆流量，将30~80%的在二次沉淀池中沉淀后的污泥浆输送至第二套化学氧化处理装置进行第二次氧化处理。

作为另一种本发明优选的技术方案，在步骤b中，当进入曝气池的混合液的SV₃₀在30~60%之间时，第一套化学氧化处理装置停用，仅控制进入第二套化学氧化处理装置的污泥浆流量，将20~50%的在二次沉淀池中沉淀后的污泥浆输送至第二套化学氧化处理装置进行氧化处理。

作为上述技术方案的进一步优选技术方案，在步骤b中，分别根据进入曝气池的混合液的SV₃₀或SVI指示污泥沉降性能的指标，来对应调节电化学氧化的处理时间、电流量和电压工艺参数，以及确定需要电化学氧化处理的污泥量。优选控制电化学氧化处理的主要工艺参数如下：处理时间为30~300S、电流密度为8~20A/cm²、电压为10~22V。

一种改善活性污泥沉降性能的工艺装置，在活性污泥工艺系统设备中增设2套电化学氧化处理装置，由第一化学氧化装置、第二化学氧化装置和相应管路组成，其中第一化学氧化装置的第一进泥管与曝气池的混合液排放管相连通，使混合液通过第一进泥管进入第一化学氧化装置进行氧化处理，在第一进泥管上安装流量调节阀，控制进入第一化学氧化装置的混合液流量，经电化学氧化处理过的混合液再通过第一排泥管返送至与曝气池的进水端连通的进水管中，使氧化处理后的混合液回流到曝气池中，从而实现对曝气池中的混合液的氧化处理；其中第二化学氧化装置的第二进泥管与二次沉淀池的污泥排放管相连通，使在二次沉淀池中沉淀后的污泥浆通过第二进泥管进入第二化学氧化装置进行氧化处理，在第二进泥管上也安装流量调节阀，控制进入第二化学氧化装置的污泥浆流量，经第二化学氧化装置氧化处理后的污泥浆再通过第二排泥管回送到与二次沉淀池的进水端连通的进水管中，使氧化处理后的污泥浆回送到二次沉淀池中，从而实现对二次沉淀池中沉淀后的污泥浆的氧化处理。

作为本发明装置的优选技术方案，在第一排泥管上和第二排泥管上分别安装第一逆流阀和第二逆流阀。

作为本发明装置的上述技术方案的进一步优选技术方案，通过控制系统，分别控制在第一进泥管上和第二进泥管上的流量调节阀、第一化学氧化装置和第二化学氧化装置，当进入曝气池的混合液的SV₃₀不低于60%时，同时启用第一化学氧化装置和第二化学氧化装置，并同时分别对曝气池的混合液和二次沉淀池排放的污泥浆进行电化学氧化处理；当进入曝气池的混合液的SV₃₀在30~60%之间时，仅启用第二化学氧化装置，第一化学氧化装置停用，并仅对二次沉淀池排放的污泥浆进行电化学氧化处理；当进入曝气池的混合液的SV₃₀不高于30%时，第一化学氧化装置和第二化学氧化装置均无需启用。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.本发明在不改变活性污泥工艺中主要处理单元构造的前提下，能快速有效地改善活性污泥沉降性能；

2.本发明根据SV₃₀、SVI等指示污泥沉降性能的指标调节电化学氧化的处理时间、电流量、电压等工艺参数，以及确定需要电化学氧化处理的污泥量，既能有效改善活性污泥的沉降性能，又能节约不必要的能耗；

3.本发明方法相比于传统投加絮凝剂的方法，具有絮凝效果好、操作简单、无二次污染的优点；

4.本发明电化学氧化装置占地面积小，设备简单，设置容易，操作方便；

5．本发明既能有效提供回流污泥浓度，又能通过提高剩余污泥浓度来减轻后续的剩余污泥处理负担。

附图说明

图1为本发明实施例一改善活性污泥沉降性能的方法的工艺流程框图。

具体实施方式

本发明的优选实施例详述如下：

实施例一：

在本实施例中，参见图1，一种改善活性污泥沉降性能的工艺装置，在活性污泥工艺系统设备中增设2套电化学氧化处理装置，由第一化学氧化装置、第二化学氧化装置和相应管路组成，其中第一化学氧化装置的第一进泥管2与曝气池的混合液排放管相连通，使混合液通过第一进泥管2进入第一化学氧化装置进行氧化处理，在第一进泥管2上安装流量调节阀，控制进入第一化学氧化装置的混合液流量，经电化学氧化处理过的混合液再通过第一排泥管3返送至与曝气池的进水端连通的进水管1中，使氧化处理后的混合液回流到曝气池中，从而实现对曝气池中的混合液的氧化处理；其中第二化学氧化装置的第二进泥管6与二次沉淀池的污泥排放管相连通，使在二次沉淀池中沉淀后的污泥浆通过第二进泥管6进入第二化学氧化装置进行氧化处理，在第二进泥管6上也安装流量调节阀，控制进入第二化学氧化装置的污泥浆流量，经第二化学氧化装置氧化处理后的污泥浆再通过第二排泥管7回送到与二次沉淀池的进水端连通的进水管中，使氧化处理后的污泥浆回送到二次沉淀池中，从而实现对二次沉淀池中沉淀后的污泥浆的氧化处理。

在本实施例中，参见图1，在第一排泥管3上和第二排泥管7上分别安装第一逆流阀10和第二逆流阀11。

在本实施例中，图1为本发明的工艺流程图。活性污泥法水处理系统由曝气池、二次沉淀池和两套电化学氧化处理装置组成，待处理污水经过进水管1进入曝气池，经过曝气池处理后的混合液再通过输送管4从曝气池进入二次沉淀池，经过二次沉淀池处理后得到的清水通过出水管5进行排放、收集、再处理或回用，从二次沉淀池底部排泥口排出的污泥浆一部分通过回流污泥管道输送到进水管1进入曝气池继续使用，另一部分剩余污泥浆通过剩余污泥管道8进行排放、收集、再处理或其他方式回用。

在本实施例中，参见图1，电化学氧化处理的工艺参数可根据SV₃₀来反映活性污泥沉降性能的指标进行实时调节，改善活性污泥沉降性能。本实施例通过控制系统，分别控制在第一进泥管2上和第二进泥管6上的流量调节阀、第一化学氧化装置和第二化学氧化装置，某采用活性污泥法的城市污水处理厂，因气温降至12℃，曝气池中的活性污泥沉降性能明显变差，混合液的SV₃₀达到82%。活性污泥进入曝气池，同时启用第一化学氧化装置和第二化学氧化装置，并同时打开2套化学氧化处理装置的进泥管上的流量调节阀，分别对曝气池的混合液和二次沉淀池排放的污泥浆进行电化学氧化处理。用水泵将曝气池中30%混合液输送至第一化学氧化装置，经第一化学氧化装置的电化学氧化处理过的混合液通过第一排泥管3返送至曝气池的进水端。混合液经过第一化学氧化装置的电化学氧化处理时间为3min，在电流密度为10A/cm²、电压为13V的条件下，SV₃₀达到53%，活性污泥的沉降性能得到了明显的改善。再用水泵将二次沉淀池中50%污泥浆输送至第二化学氧化装置，经第二化学氧化装置的电化学氧化处理过的污泥浆通过第二排泥管6返送至二次沉淀池。污泥浆经过第二化学氧化装置的电化学氧化处理时间为4~5min，在电流密度为10A/cm²、电压为13V的条件下，SV₃₀达到27%，活性污泥的沉降性能得到了明显的改善。

在本实施例中，参见图1，由于构成活性污泥的固体颗粒是由亲水性胶体颗粒组成，常常带有负电，形成一种较为稳定的胶体，因此本实施例通过电化学氧化方法使这种亲水性胶体颗粒被氧化破坏，从而改善活性污泥的沉降性。本实施例利用电化学氧化改善污泥沉降性，在应用上具有效果好、见效快、不受季节温度变化影响、以及不需投加药剂、无二次污染等优点。

本实施例是在活性污泥工艺中增设电化学氧化处理装置，在活性污泥沉降性能相当不良时既对曝气池中混合液又对二次沉淀池排放污泥进行电化学氧化处理，由此改善活性污泥沉降性能。电化学氧化处理的工艺参数可根据SV₃₀等反映活性污泥沉降性能的指标进行实时调节。本实施例在不改变活性污泥工艺中主要处理单元构造的前提下，能快速有效地改善活性污泥沉降性能，且无二次污染问题。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，在某城镇污水处理厂，混合液的SV₃₀达到56%。将第二化学氧化装置的第二进泥管6通过三通与二次沉淀池的排泥管相连。活性污泥进入曝气池，第一化学氧化装置未开启，仅开启第二化学氧化装置。活性污泥直接进入二次沉淀池，在二次沉淀池中经过重力沉淀。沉淀后的污泥部分进入第二化学氧化装置，处理污泥量为二次沉淀池排泥量的30%，经过第二化学氧化装置处理后的污泥浆再回到二次沉淀池。污泥经过处理时间为3min、电流密度为12A/cm²、电压18V的条件下，整套装置连续稳定运行1h后，二次沉淀池排泥的SV₃₀改善至29%。

本实施例是在活性污泥工艺中增设电化学氧化处理装置，在活性污泥沉降性能比较不良时仅对沉淀池排放的活性污泥进行电化学氧化处理，由此改善活性污泥沉降性能。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明改善活性污泥沉降性能的方法和工艺装置的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种改善活性污泥沉降性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a．设备安装准备：在活性污泥工艺系统中增设2套电化学氧化处理装置，其中第一套化学氧化处理装置的进泥管与曝气池的混合液排放管相连，使混合液进入所述第一套化学氧化处理装置进行氧化处理，并控制进入所述第一套化学氧化处理装置的混合液流量，经电化学氧化处理过的混合液再返送至曝气池的进水端，从而实现对曝气池中的混合液的氧化处理；其中第二套化学氧化处理装置的进泥管与二次沉淀池的污泥排放管相连，使在二次沉淀池中沉淀后的污泥浆进入所述第二套化学氧化处理装置进行氧化处理，并控制进入所述第二套化学氧化处理装置的污泥浆流量，经所述第二套化学氧化处理装置氧化处理后的污泥浆再回送到二次沉淀池中，从而实现对二次沉淀池中沉淀后的污泥浆的氧化处理；

b．选择电化学氧化处理方式：当进入曝气池的混合液的SV₃₀不低于60%时，同时启用在所述步骤a中的2套电化学氧化处理装置，并同时分别对曝气池的混合液和二次沉淀池排放的污泥浆进行电化学氧化处理；当进入曝气池的混合液的SV₃₀在30~60%之间时，仅启用在所述步骤a中的所述第二套化学氧化处理装置，所述第一套化学氧化处理装置停用，并仅对二次沉淀池排放的污泥浆进行电化学氧化处理；当进入曝气池的混合液的SV₃₀不高于30%时，在所述步骤a中的2套电化学氧化处理装置均无需启用。

2.根据权利要求1所述改善活性污泥沉降性能的方法，其特征在于：在所述步骤b中，当进入曝气池的混合液的SV₃₀不低于60%时，控制进入所述第一套化学氧化处理装置的混合液流量，将10~30%的曝气池混合液输送至所述第一套化学氧化处理装置进行第一次氧化处理；并控制进入所述第二套化学氧化处理装置的污泥浆流量，将30~80%的在二次沉淀池中沉淀后的污泥浆输送至所述第二套化学氧化处理装置进行第二次氧化处理。

3.根据权利要求1所述改善活性污泥沉降性能的方法，其特征在于：在所述步骤b中，当进入曝气池的混合液的SV₃₀在30~60%之间时，所述第一套化学氧化处理装置停用，仅控制进入所述第二套化学氧化处理装置的污泥浆流量，将20~50%的在二次沉淀池中沉淀后的污泥浆输送至所述第二套化学氧化处理装置进行氧化处理。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述改善活性污泥沉降性能的方法，其特征在于：在所述步骤b中，分别根据进入曝气池的混合液的SV₃₀或SVI指示污泥沉降性能的指标，来对应调节电化学氧化的处理时间、电流量和电压工艺参数，以及确定需要电化学氧化处理的污泥量。

5.根据权利要求4所述改善活性污泥沉降性能的方法，其特征在于，在所述步骤b中，控制电化学氧化处理的主要工艺参数如下：

处理时间为30~300S、电流密度为8~20A/cm²、电压为10~22V。

6.一种改善活性污泥沉降性能的工艺装置，其特征在于：在活性污泥工艺系统设备中增设2套电化学氧化处理装置，由第一化学氧化装置、第二化学氧化装置和相应管路组成，其中所述第一化学氧化装置的第一进泥管（2）与曝气池的混合液排放管相连通，使混合液通过所述第一进泥管（2）进入所述第一化学氧化装置进行氧化处理，在所述第一进泥管（2）上安装流量调节阀，控制进入所述第一化学氧化装置的混合液流量，经电化学氧化处理过的混合液再通过第一排泥管（3）返送至与曝气池的进水端连通的进水管（1）中，使氧化处理后的混合液回流到曝气池中，从而实现对曝气池中的混合液的氧化处理；其中所述第二化学氧化装置的第二进泥管（6）与二次沉淀池的污泥排放管相连通，使在二次沉淀池中沉淀后的污泥浆通过所述第二进泥管（6）进入所述第二化学氧化装置进行氧化处理，在所述第二进泥管（6）上也安装流量调节阀，控制进入所述第二化学氧化装置的污泥浆流量，经所述第二化学氧化装置氧化处理后的污泥浆再通过第二排泥管（7）回送到与二次沉淀池的进水端连通的进水管中，使氧化处理后的污泥浆回送到二次沉淀池中，从而实现对二次沉淀池中沉淀后的污泥浆的氧化处理。

7.根据权利要求6所述改善活性污泥沉降性能的工艺装置，其特征在于：在所述第一排泥管（3）上和所述第二排泥管（7）上分别安装第一逆流阀（10）和第二逆流阀（11）。

8.根据权利要求6或7所述改善活性污泥沉降性能的工艺装置，其特征在于：通过控制系统，分别控制在所述第一进泥管（2）上和所述第二进泥管（6）上的流量调节阀、所述第一化学氧化装置和所述第二化学氧化装置，当进入曝气池的混合液的SV₃₀不低于60%时，同时启用所述第一化学氧化装置和所述第二化学氧化装置，并同时分别对曝气池的混合液和二次沉淀池排放的污泥浆进行电化学氧化处理；当进入曝气池的混合液的SV₃₀在30~60%之间时，仅启用所述第二化学氧化装置，所述第一化学氧化装置停用，并仅对二次沉淀池排放的污泥浆进行电化学氧化处理；当进入曝气池的混合液的SV₃₀不高于30%时，所述第一化学氧化装置和所述第二化学氧化装置均无需启用。