CN108017151B - 一种多级增-减压强化sbr剩余污泥减量的方法及污泥减量用设备 - Google Patents

一种多级增-减压强化sbr剩余污泥减量的方法及污泥减量用设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了增‑减压强化SBR剩余污泥减量的方法，属于污水处理技术领域，所述方法包括以下步骤：1)SBR剩余污泥进行污泥絮体破碎获得破碎污泥混合液；2)对所述的破碎污泥混合液进行多级增‑减压强化污泥减量获得减量化混合液；3)将所述减量化混合液进行磷回收，磷回收后固液分离，分离到的上清液回流至SBR完成污泥减量；所述多级增‑减压强化污泥减量过程中向破碎污泥混合液投加臭氧；所述臭氧的投加量为0.01～0.1gO3/gTSS。所述方法能够提高污泥减量化效果；实现总磷和总氮的去除，提高减量化过程中污水的处理效率。

Description

一种多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法及污泥减量用 设备
技术领域
本发明属于剩余污泥处理技术领域，具体涉及一种多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法及污泥减量用设备。
背景技术
SBR(Sequencing Batch ReactorActivated Sludge)是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术。作为一种间歇运行的废水处理工艺，其主要的工艺运行过程包括：进水、曝气反应、沉淀、出水，其结构形式简单，运行方式灵活多变，兼均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无须设污泥回流系统，近年来在国内外得到了广泛的应用。传统的SBR反应器设计中，仅仅包括曝气好氧过程，能实现有机污染物和氨氮的高效去除，但对于总氮和总磷的去除效果较差。
SBR方法的剩余污泥与其他活性污泥水处理方法的剩余污泥问题，是困扰活性污泥法污水处理工艺的一个棘手难题。由于剩余污泥的组成成分复杂，含水率高，并含有致病菌体和重金属离子，一旦处置失当则会造成二次污染。目前，我国常规的污泥处理处置方法为首先通过浓缩脱水以减少其含水率和体积，然后以土地利用、焚烧和卫生填埋等方式进行最终处置，土地利用方式处理污泥存在重金属、有毒有害物质溶出，渗漏到土地中，污染土壤的风险；焚烧法需要先进行污泥干化，消耗大量的能源，并且存在飞灰、尾气等的二次污染；卫生填埋方式占用大量土地，也存在渗滤液泄漏的二次污染。
相对于传统的污泥减容化技术，污泥减量化技术能够从根本上实现剩余污泥的安全、有效、环保的处理。常见的污泥减量方法有解偶联代谢、强化隐性生长以及微型生物捕食等。臭氧污泥减量技术就是基于强化隐性生长的减量方法，利用臭氧的强氧化性破解污泥絮体，破坏微生物的细胞结构，使细胞质溶出，达到污泥减量效果。以臭氧溶胞为基础的污泥减量化技术虽然具有较好的污泥减量效果，但同时也存在臭氧在水中的溶解度低，实际利用率较低的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法及其设备，提高污泥减量化效果；实现总磷和总氮的去除。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法，包括以下步骤：1)SBR剩余污泥进行污泥絮体破碎，获得破碎污泥混合液；2)对所述破碎污泥混合液进行多级增-减压强化污泥减量，获得减量化混合液；每一级增-减压强化污泥减量为：对所述破碎污泥混合液依次进行增压处理和减压处理；所述多级增-减压强化污泥减量的过程中向所述破碎污泥混合液中投加臭氧，所述臭氧在每一级增-减压强化污泥减量过程中的投加量独立为0.01～0.1gO3/gTSS；3)将所述减量化混合液进行磷回收，将所述磷回收后的料液固液分离，将得到的上清液回流至SBR反应体系。
优选的，所述多级增-减压强化污泥减量包括第一级增-减压强化污泥减量、第二级增-减压强化污泥减量和第三级增-减压强化污泥减量。
优选的，所述第一级增-减压强化污泥减量中增压处理的压力为0.05～0.08Mpa，增压处理的时间为45～60min；减压处理的压力为-0.01～-0.02Mpa，减压处理的时间为20～30min。
优选的，所述第二级增-减压强化污泥减量中增压处理的压力为0.08～0.1Mpa，增压处理的时间为45～60min；减压处理的压力为-0.01～-0.02Mpa，减压处理的时间为20～30min。
优选的，所述多级增-减压强化污泥减量过程中料液的pH值为6～8。
优选的，所述磷回收为：向所述减量化混合液中添加碱化剂和磷回收剂。
优选的，磷回收的时间为20～30min。
优选的，所述上清液的30～35％体积回流至SBR的曝气反应阶段；65～70％体积回流至SBR的厌氧反应阶段。
本发明还提供了所述方法使用的设备，包括SBR反应体系，还包括与所述SBR反应体系出料顺次连接的缓冲/破碎反应器、多个串联的增-减压反应器和磷回收反应器、磷回收分离器；所述设备系统还包括臭氧发生器；所述臭氧发生器的臭氧出口通过管线分别与所述多个串联的增-减压反应器中的臭氧入口连接；所述磷回收分离器上清液的出口通过管线与所述SBR反应体系连接。
优选的，所述每个增-减压反应器包括增压反应柱和减压反应器；所述增压反应柱采用密闭圆柱形反应器，所述增压反应柱入口通过管线分别与增压泵和射流器出口连接。
优选的，所述臭氧发生器的臭氧出口通过管线与所述射流器的入口连接。
优选的，所述增压反应柱的高度直径之比为1:1～1:0.6。
优选的，所述的增压反应柱内部设置若干个负载MnO的不锈钢筛网，所述不锈钢筛网表面MnO的负载量为5～15％(w/w)，所述不锈钢筛网的孔径为100～120目，当不锈钢筛网为多个时，相邻不锈钢筛网的垂直间距为200～300mm。
本发明的有益效果：将基于臭氧的污泥减量化过程和SBR水处理过程相结合，利用不同的气压下臭氧气体在液相中的溶解度不同，通过多级增-减压强化污泥减量，大大提升臭氧以及减量化过程中产生的气态产物，如氧气、二氧化碳等，在水中以及活性污泥细胞质中不断溶解、逸出，增压过程强化以臭氧气体溶解、以及溶解在水中的臭氧气体传质到活性污泥细胞内，从而实现细胞的失活；通过减压过程强化细胞壁内的溶解气体重新变为气相，在此过程中，破坏细胞壁，从而提高活性污泥中微生物的溶胞效率，提高污泥减量化效果。本发明另一方面通过将所述上清液回流至SBR，通过SBR工艺条件与污泥减量化工艺条件的联合优化，实现总磷和总氮的去除，提高减量化过程中污水的处理效率。
附图说明
图1为本发明中所述的多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法，包括以下步骤：1)SBR剩余污泥进行污泥絮体破碎，获得破碎污泥混合液；2)对所述破碎污泥混合液进行多级增-减压强化污泥减量，获得减量化混合液；每一级增-减压强化污泥减量为先对所述破碎污泥混合液进行增压处理，然后对所述破碎污泥混合液进行减压处理；所述多级增-减压强化污泥减量的过程中向所述破碎污泥混合液中投加臭氧，所述臭氧在每一级增-减压强化污泥减量过程中的投加量独立为0.01～0.1gO3/gTSS；3)将所述减量化混合液进行磷回收，将所述磷回收后的料液固液分离，将得到的上清液回流至SBR反应体系。
在本发明中所述SBR剩余污泥即为SBR工艺处理污水后的剩余污泥，所述剩余污泥中包括微生物、微生物自身氧化残余物、附在活性污泥表面上尚未降解或难以降解的有机物和无机物四部分组成，以活体微生物为主要的组成部分。在本发明中将所述SBR剩余污泥进行污泥絮体破碎获得破碎污泥混合液。在本发明中所述的污泥絮体破碎通过高速搅拌来实现；所述搅拌的转速优选的2500～3000rpm；本发明中所述搅拌的设备优选采用带叶轮的循环泵，利用所述叶轮的高速旋转，实现污泥絮体的破碎，所述污泥絮体破碎有利于后续的污泥减量化过程。
本发明在获得破碎污泥混合液后，对所述的破碎污泥混合液进行多级增-减压强化污泥减量，获得减量化混合液。在本发明中所述多级增-减压强化污泥减量过程中向破碎污泥混合液投加臭氧；所述臭氧的浓度优选的为20～50mg/L；所述臭氧在每一级增-减压强化污泥减量过程中的投加量独立为0.01～0.1gO3/gTSS。在本发明中，所述多级增-减压强化污泥减量优选的包括第一级增-减压强化污泥减量，第二级增-减压强化污泥减量和第三级增-减压强化污泥减量。
在本发明中所述破碎污泥混合液首先进行第一级增-减压强化污泥减量。在本发明中，在第一级增-减压强化污泥减量化过程中，由于此时污泥浓度较高，同时细胞外表面多聚糖含量较高，所述第一级增-减压强化污泥减量过程中臭氧的投加方法优选的为进料投加和反应器内循环投加同时进行。所述进料投加即为在进入反应器前将臭氧与破碎污泥混合液混合获得气液混合物；所述投加方式优选的采用射流器投加；所述臭氧在管线中的压力优选的为0.05～0.1Mpa，所述臭氧在射流器压缩段的压力优选的为0.2～0.3Mpa，所述臭氧与破碎污泥混合液的流量比优选的为2～5:1；更优选的为3～4:1。
在本发明中，所述反应器内循环投加即在反应器内循环投加臭氧；所述反应器内循环投加投加方式优选的采用射流器投加；所述臭氧在气体管路中的压力优选的为0.05～0.1Mpa，所述臭氧在射流器压缩段的压力优选的为0.1～0.2Mpa，所述臭氧与气液混合物的流量比优选的为1：1。
在本发明中所述第一级增-减压强化污泥减量增压过程的压力优选的为0.05～0.08Mpa，更优选的为0.06～0.07Mpa；所述增压过程的时间优选的为45～60min，更优选的为50～55min；所述减压过程的压力优选的为-0.01～-0.02Mpa，所述减压过程的时间优选的为20～30min，更优选的为22～28min。
在本发明中，所述第一级增-减压强化污泥减量完成后，进行第二级增-减压强化污泥减量。所述第二级的增-减压强化污泥减量化过程中，由于污泥已经经过第一级的污泥减量化处理，其胞外聚合物的含量已大大降低，优选的采用较少的臭氧化气体投加量，以降低处理成本，因此，所述臭氧投加方式优选的为进料投加；所述进料投加即为在进入第二级的增-减压强化污泥减量化反应器前投加臭氧；所述投加方式优选的采用射流器投加；所述臭氧在气体管路中的压力优选的为0.05～0.1Mpa，所述臭氧在射流器压缩段的压力优选的为0.2～0.3Mpa，所述臭氧与所述经过第一级处理后的污泥混合液的流量比优选的为2～5:1；更优选的为3～4:1。
在本发明中，第二级增-减压强化污泥减量中增压过程的压力优选的为0.08～0.1Mpa，更优选的为0.09Mpa；所述第二级增-减压强化污泥减量中增压过程的时间优选的为45～60min，更优选的为50～55min；所述第二级增-减压强化污泥减量中减压过程的压力优选的为-0.01～-0.02Mpa，所述第二级增-减压强化污泥减量中减压过程的时间优选的为20～30min，更优选的为23～27min。
在本发明中，所述第二级增-减压强化污泥减量完成后，进行第三级增-减压强化污泥减量。本发明中所述第三级增-减压强化污泥减量中的臭氧投加以及反应条件与所述第二级增-减压强化污泥减量一致，在此不再赘述。
在本发明中所述多级增-减压强化污泥减量过程中料液的pH值优选的为6～8，更优选的为7。
本发明中所述多级增-减压强化污泥减量处理的原理为：首先通过增压过程提高臭氧在水中的溶解度，促进水中的臭氧分子进入活性污泥中的微生物细胞，提高了臭氧的利用率，增压过程中，进入微生物细胞中的臭氧与细胞质反应，促进活性污泥的减量化，残余的臭氧与反应过程中生成氧气、二氧化碳等与存在于微生物细胞中；然后进行减压，所述减压过程中，随着气态分压的降低，溶解在液相中的气体从液相中逸出，生成微小气泡，在此过程中，进一步促进细胞壁的破碎，提高污泥减量化效果。本发明所述多级增-减压强化污泥减量过程，是将2～3级臭氧增-减压强化污泥减量过程相串联，能实现污泥减量化效率的大大提升，降低臭氧和超声的投加量，从而降低污泥减量化能耗成本。
本发明在获得所述减量化混合液具有高COD、高氨氮、高磷的污染特征，其中COD、氨氮、磷浓度为3000～6000mg/L，600～800mg/L，80～150mg/L，将所述减量化混合液进行磷回收，磷回收后固液分离，分离到的上清液回流至SBR完成污泥减量。本发明中，本发明所述磷回收过程中向中添加碱化剂和磷回收剂；所述碱化剂优选的为NaOH，所述碱化剂的作用为调节减量化混合液的pH值至7.5～8.5；所述碱化剂的添加量以能够实现调节pH至7.5～8.5为准。所述磷回收剂为MgCl2，所述磷回收剂的用量根据上清液中的P含量的多少进行调节，优选的控制所述磷回收剂中的Mg与减量化混合液中的P的含量比1:1～2:1。在本发明中所述磷回收过程的时间优选的为20～30min。
本发明中所述磷回收结束后进行固液分离，得到上清液。所述上清液中的COD主要以减量化过程中溶出的细胞质为主，具有很好的生物降解性，可作为反硝化过程中的优先电子供体。在本发明中，所述固液分离的方法优选的为静置沉淀；所述静置沉淀的时间优选的为2～4h；所述静置沉淀后，固相为回收的磷，回收的固相物作为磷肥资源回收，分离到的上清液回流至SBR完成污泥减量。
在本发明中，所述上清液的30～35％体积回流至SBR的曝气反应阶段；65～70％体积回流至SBR的厌氧反应阶段。
本发明中所述上清液中的COD作为易降解组分，在曝气反应阶段能被快速降解，氨氮能作为活性污泥生长的营养物，促进活性污泥的生长。本发明中所述曝气阶段控制污泥负荷优选的0.05～0.12kgBOD/kgMLSS.d，DO优选的为3～5mg/L，pH优选的为6～8。
本发明中所述上清液的65～70％体积回流到厌氧反应阶段，经过曝气阶段后，污水中易降解有机物浓度低，硝酸盐浓度高，回流上清液能有效补充污水中易降解有机物，实现SBR的脱氮过程。所述厌氧反应阶段缺氧区的DO优选的为0.1～0.3mg/L，碱度优选的100～150mg/L(以CaCO3计)，所述厌氧阶段的BOD：NOx优选的为2～3:1；所述厌氧阶段的污泥负荷优选的为0.02～0.03kgNO3/kgMLSS.d。
本发明中所述的多级增-减压强化污泥减量化与SBR的耦合的污泥减量的设计思路与原理是基于多级增-减压强化污泥减量化过程，通过工艺条件优化，实现活性污泥法产生的剩余活性污泥中微生物最大限度溶胞，实现剩余污泥的减量，在溶胞过程中大量的有机物、氨氮和磷从细胞中释放到上清液，上清液回流到水处理系统中，污泥减量化与SBR工艺耦合主要是确保SBR在正常运行的条件下，通过运行控制和工艺条件优化将减量化过程中产生的有机物污染物、氨氮和磷的高效去除，从而实现污泥减量化与污水处理工艺的同步优化。
本发明还提供了所述的多级增-减压强化污泥减量方法使用的设备，设备结构如图1所示，包括SBR反应体系设备(1)，所述SBR反应体系后还包括顺次连接的缓冲/破碎反应器(2)、多个串联的增-减压反应器(7和9，12和14，17和19)和磷回收反应器(20)；所述设备还包括臭氧发生器(24)；所述臭氧发生器出气口通过管线与所述多个串联的增-减压反应器的进气口连接。
本发明对所述SBR反应体系没有特殊限定，采用本领域常规的SBR反应体系即可，所述SBR反应体系依次包括进水反应器、曝气池、厌氧反应池、二次曝气池和沉淀池，所述沉淀池底部设置剩余污泥出口；本发明中所述SBR反应过程中使用的设备以及参数采用本领域常规的设备和参数即可，无特殊要求。
本发明提供的减量污泥用设备包括与所述SBR反应体系剩余污泥出口联通的缓冲/破碎反应器(2)，本发明中所述的缓冲/破碎反应器(2)优选的设置内循环泵，利用泵叶轮的高速旋转，实现污泥絮体的破碎；本发明对所述的缓冲/破碎反应器的形状没有特殊要求，采用本领域常规的反应器的形状即可。
本发明所述的缓冲/破碎反应器出口连接多个串联的增-减压反应器，具体的缓冲/破碎反应器与第一级的增-减压反应器通过进料泵连通；本发明中所述增-减压反应器优选的为3个；每个增-减压反应器包括增压反应柱(7、12或17)和减压反应器(9、14或19)；所述增压反应柱和减压反应器通过管线连接，所述增压反应柱和减压反应器中间连接减压阀(8、13或18)。本发明所述增压反应柱优选的采用密闭圆柱形反应器，所述增压反应柱入口通过管线与进料泵(4、10或15)的出口连接，所述进料泵的入口通过管线与射流器(6、11或16)出口连接。
所述增压反应柱的高度直径之比优选的为1:1～1:0.6；所述的增压反应柱内部优选的设置若干个负载MnO的不锈钢筛网；所述不锈钢筛网的具体个数根据增压反应柱的高度和大小决定；所述不锈钢筛网的位置优选的设置在增压反应柱的底部以上0.3m～0.5m至顶部以下0.3～0.5m的之间。本发明中所述不锈钢筛网的孔径优选的为100～120目，所述增压反应柱中筛网的间距为200～300mm。本发明中所述不锈钢筛网表面负载的MnO能够催化臭氧生成羟基自由基，促进臭氧对于污泥减量反应的进行，同时不锈钢筛网能进一步分散臭氧气体，使之成为小的气泡，促进臭氧向液相中传质。本发明中所述减压反应器内设置真空泵，所述真空泵实现减压器内的减压。
本发明中所述增压过程通过进料泵(4、10或15)和射流器(6、11或16)实现；本发明中将待增-减压强化污泥减量化的液体泵入射流器中，在此过程中，将臭氧化气体引入射流器中，通过射流器实现臭氧和料液的气液混合，所述气液混合后的混合液通过进料泵泵入增压反应柱底部。在密闭的增压反应柱中提高气压，提高气体的溶解度。减压过程通过减压阀实现，减压后的液相进入减压反应器，降低气体在液相中的溶解度，使得气体中细胞内的细胞质中逸出，从而破坏细胞壁，提高减量效果。
在本发明中所述设备还包括臭氧发生器，本发明中所述臭氧发生器采用本领域常规的臭氧发生器即可，本发明中所述臭氧发生器优选的通过管线分别于第一级增压反应柱、第二级增压反应柱和第三级增压反应柱的臭氧入口相连。
在本发明中，所述的设备还包括磷回收反应器，本发明对所述的磷回收反应器没有特殊要求采用本领域常规的反应器即可；所述磷回收反应器的入口通过管线与最后一级减压反应器出口相连，所述磷回收反应器的出口通过管线与磷回收分离器相连。在本发明中所述磷回收反应器通过管线与碱化剂加药器和磷回收剂加药器连接，所述碱化剂加药器和磷回收剂加药器的出口分别与磷回收反应器的药物入口连通；所述碱化剂加药器和磷回收剂加药器的入口设置在碱化剂加药器和磷回收剂加药器上，仅为添加碱化剂和磷回收剂所用，不与其他管线连通。
本发明所述的设备还包括磷回收分离器，所述磷回收分离器的入口与磷回收反应器的出口连接；所述磷回收分离器的出口通过管线分别与SBR反应体系中的曝气池和厌氧反应池相连。在本发明中所述磷回收分离器的作用是固液分离将上述磷回收反应器中的料液，分离回收到的固体磷，通过管线将上清液分别回流至SBR反应体系中的曝气池和厌氧反应池中。
本发明应用所述的设备系统进行所述的多级增-减压强化污泥减方法处理活性污泥的流程如附图1所示，图中，1为SBR反应体系，2为缓冲/破碎反应器，3为内循环离心泵，4为第一级剩余污泥进料泵，5为增压反应器内循环泵，6为第一射流器，7第一级为增压反应器，8为第一级减压阀，9为第一级为减压反应器，10为第二级剩余污泥泵进料泵，11为第二射流器，12第二级为增压反应器，13为第二级减压阀，14为第二级为减压反应器，15为第三级剩余污泥泵进料泵，16第三射流器，17为第三级为增压反应器，18为第三级减压阀，19为第三级为减压反应器，20为磷回收反应器，21为碱化剂加药器，22为磷回收剂加药器，23为分离器，24为臭氧发生器。
根据图1所示，本发明所述的方法的流程优选的为SBR沉淀过程排除的剩余污泥首先进入缓冲/破碎反应器，实现污泥絮体的破碎，破碎污泥混合液顺序进入第一级、第二级、第三级增-减压强化污泥减量化反应器，实现污泥减量获得减量化混合液；多级增-减压强化污泥减量化反应器后连接磷回收反应器，通过加入碱化剂和磷回收剂实现减量化混合液中磷肥的回收；将所述上清液的30～35％体积回流至SBR的曝气反应阶段；65～70％体积回流至SBR的厌氧反应阶段，实现减量化过程与SBR水处理过程耦合。
下面结合实施例对本发明提供的多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法及污泥减量用设备进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
本发明针对某小型污水处理厂，采用SBR处理工艺，处理厂规模较小，无法采用污泥消化等处理工艺，而采用基于臭氧化污泥减量化处理工艺。SBR沉淀过程排除的剩余污泥首先进入缓冲/破碎反应器，反应器中设置内循环泵，利用泵叶轮的高速旋转，实现污泥絮体的破碎，破碎后的污泥混合液顺序进入第一级、第二级、第三级增-减压强化污泥减量化反应器。增压反应柱采用密闭圆柱形反应器、配套增压泵、射流器及配套管线组成。高度直径之比为1:0.6，混合液入口在反应器底部，反应器上部设置减压阀，反应器内部设置负载MnO的不锈钢筛网，筛网孔径100目，反应器中筛网间距200mm。
在第一级增-减压强化污泥减量化，采用污泥混合液进料投加和反应器内循环臭氧投加同时进行，臭氧投加量为0.01gO3/gTSS。污泥混合液进料投加点采用射流器投加方式进行，臭氧由臭氧发生器制备，臭氧化气体浓度20mg/L，通过臭氧气体管路输送到射流器进气端，控制臭氧压力为0.05Mpa，射流器压缩段压力为0.2Mpa，臭氧气与管路中的混合液流量比为2:1。反应器内循环臭氧投加点采用射流器投加方式进行，控制臭氧压力为0.05Mpa，射流器压缩段压力为0.1Mpa，臭氧气与管路中的混合液流量比为1:1，第一级臭氧增压反应罐内臭氧减量反应pH值为6，控制增压反应罐中的气压为0.05Mpa，混合液停留时间为45min。增压反应器中的混合液通过减压阀减压后进入减压反应器，减压反应器通过真空泵进一步降低气压，在减压反应器中气压为-0.01Mpa，混合液停留时间为20min。第二、三级的增-减压强化污泥减量化反应器采用污泥混合液进料投加方式，控制臭氧压力为0.05Mpa，射流器压缩段压力为0.2Mpa，臭氧气与管路中的混合液流量比为2:1，在射流器中完成气液混合的混合液进入增压反应器，增压反应罐内臭氧减量反应pH值为6-8，控制增压反应罐中的气压为0.08～0.10Mpa，混合液停留时间为45min。增压反应器中的混合液通过减压阀减压后进入减压反应器，减压反应器通过真空泵进一步降低气压，在减压反应器中气压为-0.01Mpa，混合液停留时间为20～30min，在本实施例中，剩余活性污泥MLVSS减量率达到65％。
减量化后的混合液进入磷回收反应器，通过加入碱化剂和磷回收剂实现减量化混合液中磷肥的回收，碱化剂为NaOH，通过控制NaOH加量调节其pH至7.5，所述磷回收剂为MgCl，控制Mg：P的比例为：1:1控制上清液在磷回收器中的反应器时间为20min，反应后混合液进入沉淀器，沉淀时间为2h。沉淀后回收的固相物作为磷肥资源回收，上清液分时回流到SBR。将上清液中的COD、氨氮分别回流到SBR的不同运行阶段中，实现减量化过程与SBR水处理过程耦合。30％回流到曝气反应阶段，曝气阶段控制污泥负荷0.05～0.12kgBOD/kgMLSS.d，DO为3～5mg/L，pH为6～8；70％回流到厌氧反应阶段，控制缺氧区DO为0.1～0.3mg/L，碱度100～150mg/L(以CaCO3计)，确保BOD：NO为BOD：NOx为2～3:1污泥负荷0.02～0.03kgNO3/kgMLSS.d，实现SBR的脱氮过程，本实施例中，减量化上清液中COD、氨氮、总氮和磷的去除率分别为：90％，92％，85％和90％
实施例2
本发明针对某小型污水处理厂，采用SBR处理工艺，处理厂规模较小，无法采用污泥消化等处理工艺，而采用基于臭氧化污泥减量化处理工艺。SBR沉淀过程排除的剩余污泥首先进入缓冲/破碎反应器，反应器中设置内循环泵，利用泵叶轮的高速旋转，实现污泥絮体的破碎，破碎后的污泥混合液顺序进入第一级、第二级、第三级增-减压强化污泥减量化反应器。增压反应柱采用密闭圆柱形反应器、配套增压泵、射流器及配套管线组成。高度直径之比为1:1，混合液入口在反应器底部，反应器上部设置减压阀，反应器内部设置负载MnO的不锈钢筛网，筛网孔径120目，反应器中筛网间距300mm。
在第一级增-减压强化污泥减量化，采用污泥混合液进料投加和反应器内循环臭氧投加同时进行，臭氧投加量为0.1gO3/g TSS。污泥混合液进料投加点采用射流器投加方式进行，臭氧由臭氧发生器制备，臭氧化气体浓度50mg/L，通过臭氧气体管路输送到射流器进气端，控制臭氧压力为0.1Mpa，射流器压缩段压力为0.3Mpa，臭氧气与管路中的混合液流量比为5:1。反应器内循环臭氧投加点采用射流器投加方式进行，控制臭氧压力为0.1Mpa，射流器压缩段压力为0.2Mpa，臭氧气与管路中的混合液流量比为1:1，第一级臭氧增压反应罐内臭氧减量反应pH值为8，控制增压反应罐中的气压为0.08Mpa，混合液停留时间为60min。增压反应器中的混合液通过减压阀减压后进入减压反应器，减压反应器通过真空泵进一步降低气压，在减压反应器中气压为-0.02Mpa，混合液停留时间为30min。第二、三级的增-减压强化污泥减量化反应器采用污泥混合液进料投加方式，控制臭氧压力为0.1Mpa，射流器压缩段压力为0.3Mpa，臭氧气与管路中的混合液流量比为5:1，在射流器中完成气液混合的混合液进入增压反应器，增压反应罐内臭氧减量反应pH值为8，控制增压反应罐中的气压为0.10Mpa，混合液停留时间为60min。增压反应器中的混合液通过减压阀减压后进入减压反应器，减压反应器桶通过真空泵进一步降低气压，在减压反应器中气压为-0.02Mpa，混合液停留时间为30min，在本实施例中，剩余活性污泥MLVSS减量率达到90％。
减量化后的混合液进入磷回收反应器，通过加入碱化剂和磷回收剂实现减量化混合液中磷肥的回收，碱化剂为NaOH，通过控制NaOH加量调节其pH至8.5，所述磷回收剂为MgCl，控制Mg：P的比例为：2:1控制上清液在磷回收器中的反应器时间为30min，反应后混合液进入沉淀器，沉淀时间为4h。沉淀后回收的固相物作为磷肥资源回收，上清液分时回流到SBR。将上清液中的COD、氨氮分别回流到SBR的不同运行阶段中，实现减量化过程与SBR水处理过程耦合。30％回流到曝气反应阶段，曝气阶段控制污泥负荷0.12kgBOD/kgMLSS.d，DO为5mg/L，pH为8；70％回流到厌氧反应阶段，控制缺氧区DO为0.3mg/L，碱度150mg/L(以CaCO3计)，确保BOD：NO为BOD：NOx为3:1污泥负荷0.03kgNO3/kgMLSS.d，实现SBR的脱氮过程，本实施例中，减量化上清液中COD、氨氮、总氮和磷的去除率分别为：95％，97％，88％和95％
实施例3
本发明针对某中型污水处理厂，采用SBR处理工艺，而采用基于臭氧化污泥减量化处理工艺。SBR沉淀过程排除的剩余污泥首先进入缓冲/破碎反应器，反应器中设置内循环泵，利用泵叶轮的高速旋转，实现污泥絮体的破碎，破碎后的污泥混合液顺序进入第一级、第二级、第三级增-减压强化污泥减量化反应器。增压反应柱采用密闭圆柱形反应器、配套增压泵、射流器及配套管线组成。高度直径之比为1:0.8，混合液入口在反应器底部，反应器上部设置减压阀，反应器内部设置负载MnO的不锈钢筛网，筛网孔径110目，反应器中筛网间距250mm。
在第一级增-减压强化污泥减量化，采用污泥混合液进料投加和反应器内循环臭氧投加同时进行，臭氧投加量为0.05gO3/gTSS。污泥混合液进料投加点采用射流器投加方式进行，臭氧由臭氧发生器制备，臭氧化气体浓度30mg/L，通过臭氧气体管路输送到射流器进气端，控制臭氧压力为0.07Mpa，射流器压缩段压力为0.25Mpa，臭氧气与管路中的混合液流量比为3:1。反应器内循环臭氧投加点采用射流器投加方式进行，控制臭氧压力为0.07Mpa，射流器压缩段压力为0.15Mpa，臭氧气与管路中的混合液流量比为3:1，第一级臭氧增压反应罐内臭氧减量反应pH值为7，控制增压反应罐中的气压为0.06Mpa，混合液停留时间为50min。增压反应器中的混合液通过减压阀减压后进入减压反应器，减压反应器通过真空泵进一步降低气压，在减压反应器中气压为-0.01Mpa，混合液停留时间为25min。第二、三级的增-减压强化污泥减量化反应器采用污泥混合液进料投加方式，控制臭氧压力为0.07Mpa，射流器压缩段压力为0.15Mpa，臭氧气与管路中的混合液流量比为3:1，在射流器中完成气液混合的混合液进入增压反应器，增压反应罐内臭氧减量反应pH值为7，控制增压反应罐中的气压为0.08Mpa，混合液停留时间为50min。增压反应器中的混合液通过减压阀减压后进入减压反应器，减压反应器桶通过真空泵进一步降低气压，在减压反应器中气压为-0.01Mpa，混合液停留时间为50min，在本实施例中，剩余活性污泥MLVSS减量率达到85％。
减量化后的混合液进入磷回收反应器，通过加入碱化剂和磷回收剂实现减量化混合液中磷肥的回收，碱化剂为NaOH，通过控制NaOH加量调节其pH至8.0，所述磷回收剂为MgCl，控制Mg：P的比例为：1:1控制上清液在磷回收器中的反应器时间为25min，反应后混合液进入沉淀器，沉淀时间为3h。沉淀后回收的固相物作为磷肥资源回收，上清液分时回流到SBR。将上清液中的COD、氨氮分别回流到SBR的不同运行阶段中，实现减量化过程与SBR水处理过程耦合。30％回流到曝气反应阶段，曝气阶段控制污泥负荷0.10kgBOD/kgMLSS.d，DO为3mg/L，pH为8；70％回流到厌氧反应阶段，控制缺氧区DO为0.2mg/L，碱度100mg/L(以CaCO3计)，确保BOD：NO为BOD：NOx为3:1污泥负荷0.03kgNO3/kgMLSS.d，实现SBR的脱氮过程，本实施例中，减量化上清液中COD、氨氮、总氮和磷的去除率分别为：90％，94％，82％和92％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法，包括以下步骤：
1)SBR剩余污泥进行污泥絮体破碎，获得破碎污泥混合液；
2)对所述破碎污泥混合液进行多级增-减压强化污泥减量，获得减量化混合液；每一级增-减压强化污泥减量为：对所述破碎污泥混合液依次进行增压处理和减压处理；所述多级增-减压强化污泥减量的过程中向所述破碎污泥混合液中投加臭氧，所述臭氧在每一级增-减压强化污泥减量过程中的投加量独立为0.01~0.1gO3/gTSS；
3)将所述减量化混合液进行磷回收，将所述磷回收后的料液固液分离，将得到的上清液回流至SBR反应体系；
所述多级增-减压强化污泥减量包括第一级增-减压强化污泥减量、第二级增-减压强化污泥减量和第三级增-减压强化污泥减量；
所述第一级增-减压强化污泥减量中增压处理的压力为0.05~0.08Mpa，增压处理的时间为45~60min；减压处理的压力为-0.01~-0.02Mpa，减压处理的时间为20~30min；
所述第二级增-减压强化污泥减量中增压处理的压力为0.08~0.1Mpa，增压处理的时间为45~60min；减压处理的压力为-0.01~-0.02Mpa，减压处理的时间为20~30min；
所述第三级增-减压强化污泥减量的反应条件与所述第二级增-减压强化污泥减量一致。
2.根据权利要求1所述的污泥减量方法，其特征在于，所述多级增-减压强化污泥减量的过程中料液的pH值为6~8。
3.根据权利要求1所述的污泥减量方法，其特征在于，所述磷回收为：向所述减量化混合液中添加碱化剂和磷回收剂。
4.根据权利要求1或3所述的污泥减量方法，其特征在于，磷回收的时间为20~30min。
5.根据权利要求1所述的污泥减量方法，其特征在于，所述上清液的30~35％体积回流至SBR的曝气反应阶段；65~70％体积回流至SBR的厌氧反应阶段。
6.一种权利要求1~5任意一项所述方法使用的设备，包括SBR反应体系，其特征在于，还包括与所述SBR反应体系出料顺次连接的缓冲/破碎反应器、多个串联的增-减压反应器和磷回收反应器、磷回收分离器；所述设备还包括臭氧发生器；所述臭氧发生器的臭氧出口通过管线分别与所述多个串联的增-减压反应器中的臭氧入口连接；所述磷回收分离器上清液的出口通过管线与所述SBR反应体系连接。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，每个增-减压反应器包括增压反应柱和减压反应器；所述增压反应柱采用密闭圆柱形反应器，所述增压反应柱入口通过管线分别与增压泵和射流器出口连接。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述臭氧发生器的臭氧出口通过管线与所述射流器的入口连接，所述增压反应柱的高度直径之比为1:1~1:0.6。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述的增压反应柱内部设置若干个负载MnO的不锈钢筛网，所述不锈钢筛网表面MnO的负载量的质量百分比为5~15％，所述不锈钢筛网的孔径为100~120目，当不锈钢筛网为多个时，相邻不锈钢筛网的垂直间距为200~300mm。
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Advanced sewage treatment process with excess sludge reduction and phosphorus recovery;W.Saktaywin等;《Water Research》;20050331;第903页左栏第2段至右栏第1段，图1 *

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