CN109942162A - 一种用于剩余污泥处理的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于剩余污泥处理的装置(AAMBR)，属于环保技术领域。所述AAMBR是由进泥罐、一级厌氧消化罐、二级厌氧消化罐、膜分离装置和出水罐组成。剩余污泥经进泥罐依次进入一级厌氧消化罐、二级厌氧消化罐完成污染物的两级厌氧降解消化后进入膜分离装置，在膜分离装置中完成固液分离后产水进入产水罐进行排放或者下一步处理。污泥浓缩液回流至一级厌氧消化罐。本发明是一种有机结合厌氧生物处理单元和膜分离技术的新型污泥处理工艺，其不仅保留了厌氧技术的诸多优点，而且膜组件的引入可以将微生物完全截留，防止污泥流失，从而提高废水处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于剩余污泥处理的装置，属于环保技术领域。
背景技术
随着城镇污水产生量的增加以及处理率的提高，剩余污泥的产量也在逐渐增加，污泥的 处理问题逐渐受到重视。采用厌氧生物处理可以有效的将其转化为沼气，使污泥减量化和无 害化。目前已有的污泥厌氧消化工艺中存在各种各样的问题，且不同污水处理工艺产生的剩 余污泥在泥质上可能存在差异，导致它们的厌氧消化效率有所不同。此外在污泥厌氧处理过 程中还存在着泥水分离困难，污泥停留时间(SRT)和水力停留时间(HRT)相等问题，这 也是造成污泥厌氧消化效率低的主要问题。因此，本发明开发了一种新型的污泥厌氧消化工 艺，以解决原有工艺的问题，提高消化效率。
发明内容
为了解决目前存在的剩余污泥难处理以及厌氧处理过程中微生物流失及消化效率低等问 题，本发明所采取的技术方案如下：
一种用于剩余污泥处理的装置，包含：
进泥泵(39)，用于将剩余污泥泵入到一级污泥厌氧消化罐；
一级污泥厌氧消化罐(2)，用于初步降解经进泥泵泵入的剩余污泥，且实现剩余污泥中 无机质的沉降分离；
二级污泥厌氧消化罐(3)，用于进一步降解经一级污泥厌氧消化罐2溢流过来的剩余污 泥，进一步实现有机质的降解及无机质的分离；
膜分离装置(4)，用于分离经二级污泥厌氧消化罐(3)溢流过来的剩余污泥，实现泥 水分离，将悬浮物截留至在所述装置内进一步降解；
产水真空泵(31)，用于完成对膜分离装置(4)内膜组件的抽吸作用，膜组件内产生负 压，实现泥水分离；
污泥回流泵(37)，用于将膜分离装置(4)内泥水分离后浓缩的污泥浓缩液回流至一级 污泥厌氧消化罐(2)；
沼气循环泵(33)，用于将产生的沼气从膜分离装置(4)底部循环至顶部，完成对膜组 件的冲刷作用；
其中，所述进泥泵(39)经连接管与所述一级污泥厌氧消化罐(2)的底部一级消化罐进 泥口(15)相连通，所述一级污泥厌氧消化罐(2)上端侧壁的一级消化罐溢流出口(16)与 所述二级污泥厌氧消化罐(3)的底端侧壁二级消化罐进泥口(17)经连接管相连通，所述二 级污泥厌氧消化罐(3)上端侧壁的二级消化罐溢流出口(18)与所述膜分离装置(4)的底部膜分离装置进泥口(19)相连通，所述膜分离装置(4)的底部的污泥回流出口(23)再经 过所述污泥回流泵(37)连接一级消化罐进泥口(15)
优选地，为了实现在线监测系统内pH和发酵温度，所述一级和/或二级厌氧消化罐配有 在线pH计和/或温度计。
优选地，为了使剩余污泥与厌氧微生物充分接触，所述一级和/或二级厌氧消化罐顶部配 有搅拌电机及搅拌装置。
优选地，所述一级污泥厌氧消化罐和/或二级污泥厌氧消化罐底部为锥形。
优选地，一级污泥厌氧消化罐和二级污泥厌氧消化罐中存在上升流速，可使得污泥中的 有机质和无机物进行分离，无机质沉积在消化罐锥形底部经一级消化罐排泥口(24)和二级 消化罐排泥口(25)排出，有机质进入消化罐内与微生物充分混合进一步降解。
优选地，所述一级污泥厌氧消化罐和二级污泥厌氧消化罐的入口为切线入口，使得回流 和/或溢流的污泥混合液进入一级消化罐、二级消化罐和膜分离装置内形成旋流上升流速，旋 流上升流速使得罐内搅拌扰动均匀无死角，微生物可以和底物充分接触。
所述膜分离装置(4)包括膜池主罐体(47)、顶盖(6)、膜组件(7)；其特征在于顶 盖(6)活动连接于膜池主罐体(47)上部，膜池主罐体(47)内部活动安装膜组件(7)， 膜池主罐体(47)内部设置有液封水槽；所述顶盖(6)插入液封水槽中。常规运行时顶盖插 入到主罐体中的液封水槽中，既保持密封状态，又保证了顶盖是可活动的，在膜组件需要离 线清洗或者更换时可以将顶盖移走以方便膜组件取出。
所述的膜组件为浸没式膜组件，通过所述产水泵的抽吸作用，完成出水过程，所述产水 泵前配有负压表，当负压值达到25kpa时进行膜清洗；
所述膜池主罐体配有高液位计(28)和低液位计(29)，用于控制液位。水位高于高液 位计(28)时，产水真空泵(31)启动；当膜分离装置(2)中的水位低于低液位计(29)时，产水真空泵(31)停止。
膜罐底部设有出泥口，其目的在于将膜分离浓缩后的污泥混合液经回流泵回流至一级厌 氧消化罐中底部回流口。
其中，回流不仅可以使得浓缩后的污泥混合液再次消化，还可以在厌氧罐产生上升流速， 有利于有/无机质的分离，从而提高消化效率。
顶盖(6)顶部配有膜池沼气出口(8)，连接沼气循环泵(33)。
所述顶盖顶部配有沼气出口，连接沼气循环泵，膜池内产生的沼气由沼气出口经沼气循 环泵从沼气曝气入口打入到膜组件底部，完成对膜组件的冲刷作用，以减缓膜污染。
所述剩余污泥处理装置还包括用于存储污泥的储泥罐，或/和用于存储膜过滤出水的出水 罐。
所述剩余污泥处理装置还包括与所述一级厌氧消化罐、二级厌氧消化罐和膜分离装置顶 部连通，用于计量沼气产生量的气体流量计。
优选地，还包括用于调节所述厌氧发酵温度、或/和膜分离装置内液位、或/和回流泵开阀 率的控制系统，为使发酵条件达到适宜温度。
利用上述剩余污泥处理装置的剩余污泥处理方法，包括以下处理步骤：
A.一级消化：采用进泥泵(39)将剩余污泥泵入一级污泥厌氧消化罐(2)，在低速搅拌电机及搅拌装置的作用下充分混合接触，完成一级消化；
B.二级消化：一级消化后的泥水混合液经过重力分离后上层有机质经过一级消化罐溢 流出口(16)自流入二级厌氧消化罐(3)完成二级消化；
C.膜分离：经二级消化后的泥水混合液经过重力分离后上层有机质二级消化罐溢流出 口(18)流入到膜分离装置(4)中，在膜组件(7)及产水真空泵(31)的作用下实现固液分离；
D.回流：膜分离装置内的浓缩后的污泥经过污泥回流出口(23)及污泥回流泵(37)回至一级厌氧消化罐(2)内；
E.膜组件的冲刷：膜池内产生的沼气通过膜池沼气出口(8)经过沼气循环泵(35)打 入到膜组件(7)底部；
F.密封厌氧状态膜组件的维护：将顶盖(6)插入到膜分离装置(2)主罐体中的液封水 槽中，水槽加入一定量的自来水形成液封，防止空气进入到膜分离装置(2)中；当需要进行 膜组件离线清洗或者更换膜组件时，可将顶盖(6)自由取出；
G.当膜分离装置(2)中的水位高于高液位计(28)时，产水真空泵(31)启动；当膜分离装置(2)中的水位低于低液位计(29)时，产水真空泵(31)停止。
优选地，一级厌氧消化罐搅拌速率低于二级厌氧消化罐搅拌速率。
优选地，一级厌氧消化罐搅拌速率维持在5-10r/min；
优选地，二级厌氧消化罐搅拌速率维持在15-20r/min。
优选地，回流流量为1-2m3/h。
发明提供了一种既可有效降解剩余污泥，又可实现对厌氧微生物完全截留、实现SRT和 HRT有效分离，同时还能减缓膜污染的剩余污泥处理装置，即一级厌氧消化+二级厌氧消化+ 膜分离(AAMBR)工艺及装置，AAMBR是一种有机结合厌氧生物处理单元和膜分离技术的新 型废水处理工艺，其不仅保留了厌氧技术的诸多优点，而且膜组件的引入可以将微生物完全 截留，从而实现了SRT和HRT的有效分离。也正因如此，AAMBR反应器具备污泥浓度高、 泥龄长、耐冲击负荷能力强等优点，其在剩余污泥处理方面展现出很好的应用前景。
本发明的有益效果：
(1)相比于传统污泥处理方式，本装置可以将微生物完全截留，从而实现了SRT和HRT的有效分离，延长剩余污泥的停留时间，使其充分与厌氧微生物接触，提高污泥降解效果。
(2)采用两级厌氧处理方式，从以下三个方面提高了消化效率：
a)一级厌氧消化罐通过控制合理的搅拌转速和回流流量，使得罐内实现污泥浓度梯度分 层，比重较大的无机物沉降于锥形底部排泥口，比重小的有机质浮在上层，经过溢流口进入 二级厌氧消化罐再次发酵，使得比重较大的无机物沉降于锥形底部排泥口，上层有机物溢流 进入膜分离装置进行固液分离，提高了消化效率；
b)在膜分离装置内进行固液分离后，得到的污泥浓液回流至一级厌氧消化罐中进行再次 发酵，提高了消化效率；
c)回流与一级厌氧消化罐中的低转速配合会产生上升流速，从而促进有/无机质的分离， 提高了消化效率。
(3)膜组件为浸没式膜组件，通过真空泵负压产水，可有效降低能耗。
(4)本发明在实现高效处理剩余污泥的同时，膜分离装置内通过沼气循环对膜组件的 冲涮作用，减缓膜污染；还能作为一种产沼气装置，收集沼气。
附图说明
图1是本发明一种用于剩余污泥处理的装置的结构示意图。
1-储泥罐、2-一级污泥厌氧消化罐、3-二级厌氧消化罐、4-膜分离装置、5-出水罐、40- 储泥罐出泥口、9-温度计Ⅰ、10-pH计Ⅰ、15-一级消化罐进泥口、16-一级消化罐溢流出口、 24-一级消化罐排泥口、42-一级消化罐沼气出口；11-温度计Ⅱ、12-pH计Ⅱ、17-二级消化罐 进泥口、18-二级消化罐溢流出口、25-二级消化罐排泥口、43-二级消化罐沼气出口、6-顶盖、 7-膜组件、8-膜池沼气出口、19-膜分离装置进泥口、20-膜分离装置出水口、23-污泥回流出 口、28-高液位计、29-低液位计、21-产水入口、22-产水罐出水口、39-进泥泵、41-进水罐搅 拌电机、13-搅拌电机及搅拌装置Ⅰ、14-搅拌电机及搅拌装置Ⅱ、20-膜分离装置出水口、30- 负压力表、31-产水真空泵、32-产水流量计、8-膜池沼气出口、33-沼气循环泵、34-沼气曝气 流量计、23-污泥回流出口，37-污泥回流泵、38-污泥回流流量计、36-产水排放泵、35-产水 排放流量计、44-伴热带Ⅰ、45-伴热带Ⅱ、46-伴热带Ⅲ、26-沼气流量计1、27-沼气流量计2。
具体实施方案
下面是对本发明进行具体描述。
实施例1
采用进泥泵(39)将污泥浓缩池含固率约3％的剩余污泥泵入一级污泥厌氧消化罐，有机 质与接种污泥在搅拌电机及搅拌装置Ⅰ(13)的作用下充分混合接触，一级厌氧消化罐搅拌 速率维持在5r/min，完成一级消化，产生的沼气由沼气出口(42)排出并收集；一级消化后 的泥水混合液经经过重力分离后上层有机质经过一级消化罐溢流出口(16)自流入二级污泥 厌氧消化罐(3)，二级厌氧消化罐搅拌速率维持在15r/min，完成二级消化，产生的沼气由 二级消化罐沼气出口(43)排出并收集；经两级消化后的泥水混合液经过重力分离后上层有 机质二级消化罐溢流出口(18)流入到膜分离装置(4)中，在膜组件(7)及产水真空泵(31) 的作用下实现固液分离；分离后的液体排至出水罐(5)中。优选地，一级厌氧消化罐搅拌速 率低于二级厌氧消化罐搅拌速率。
膜分离装置内的浓缩后的污泥经过污泥回流出口(23)及污泥回流泵(37)回至一级污 泥厌氧消化罐(2)内，回流流量为1.5m3/h，从而完成固液分离；膜池内产生的沼气通过膜 池沼气出口(8)经过沼气循环泵(33)打入到膜组件(7)底部，完成对膜组件(7)的冲刷作用，以减缓膜污染。
实施例2
正常运行时，一级污泥厌氧消化罐(2)、二级污泥厌氧消化罐(3)在其外围设置的伴热 带(50)作用下使内部维持37℃的最佳中温消化温度，并分别通过温度计Ⅰ(9)和温度计Ⅱ (11)实时监测其温度。当温度低于36℃时伴热带Ⅰ(44)开始加热，高于37℃时停止加热。 此外，通过pH计Ⅰ(10)和pH计Ⅱ(12)在线监测罐内pH值，当pH值不处于中温消化最 佳pH范围7.0～7.5时，及时通过适当方式调节pH。
实施例3
正常运行时，膜分离装置(4)内既需要保持密封厌氧状态，又需要经常打开盖子对膜组 件进行维护清洗等，实现方式为将顶盖(6)插入到膜分离装置(4)主罐体中的液封水槽中， 水槽加入一定量的自来水形成液封，防止空气进入到膜分离装置(4)中。此外，当膜分离装 置(4)中的水位高于高液位计28时，产水真空泵(31)启动；当膜分离装置(4)中的水位 低于低液位计(29)时，产水真空泵(31)停止。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人， 在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以 权利要求书所界定的为准。
Claims (14)
1.一种用于剩余污泥处理的装置，其特征在于：该装置包括进泥泵(39)；一级污泥厌氧消化罐(2)，用于初步降解剩余污泥，且实现剩余污泥中无机质的沉降分离；二级污泥厌氧消化罐(3)，用于进一步降解经一级污泥厌氧消化罐(2)溢流过来的剩余污泥，进一步实现有机质的降解及无机质的分离；膜分离装置(4)，用于分离经二级污泥厌氧消化罐(3)溢流过来的剩余污泥；产水真空泵(31)；污泥回流泵(37)；沼气循环泵(33)；
其中，所述进泥泵(39)经连接管与所述一级污泥厌氧消化罐(2)的底部一级消化罐进泥口(15)相连通，所述一级污泥厌氧消化罐(2)上端侧壁的一级消化罐溢流出口(16)与所述二级污泥厌氧消化罐(3)的底端侧壁二级消化罐进泥口(17)经连接管相连通，所述二级污泥厌氧消化罐(3)上端侧壁的二级消化罐溢流出口(18)与所述膜分离装置(4)的底部膜分离装置进泥口(19)相连通，所述膜分离装置(4)的底部的污泥回流出口(23)再经过所述污泥回流泵(37)连接一级消化罐进泥口(15)。
2.根据权利要求1所述的一种用于剩余污泥处理的装置，其特征在于：所述一级污泥厌氧消化罐(2)和/或二级厌氧消化罐(3)配有在线pH计和/或温度计。
3.根据权利要求1所述的一种用于剩余污泥处理的装置，其特征在于：所述一级污泥厌氧消化罐和/或二级污泥厌氧消化罐顶部配有搅拌电机及搅拌装置。
4.根据权利要求1-3中任一所述的一种用于剩余污泥处理的装置，其特征在于：所述一级污泥厌氧消化罐和二级污泥厌氧消化罐底部为锥形。
5.根据权利要求1所述的一种用于剩余污泥处理的装置，其特征在于：所述一级污泥厌氧消化罐和二级污泥厌氧消化罐中存在上升流速。
6.根据权利要求1所述的一种用于剩余污泥处理的装置，其特征在于：所述一级消化罐进泥口(15)、和/或二级消化罐进泥口(17)和膜分离装置进泥口(19)为切线入口。
7.根据权利要求1所述的一种用于剩余污泥处理的装置，其特征在于：所述膜分离装置(4)包括膜池主罐体(47)、顶盖(6)、膜组件(7)；其中，顶盖(6)活动连接于膜池主罐体(47)上部，膜池主罐体(47)内部活动安装膜组件(7)，膜池主罐体(47)内部设置有液封水槽；所述顶盖(6)插入液封水槽中。
8.根据权利要求7所述的一种用于剩余污泥处理的装置，其特征在于：所述膜组件(7)为浸没式膜组件；所述膜池主罐体(47)配有高液位计和低液位计；所述顶盖(6)顶部配有膜池沼气出口(8)，连接沼气循环泵(33)。
9.根据权利要求1所述的一种用于剩余污泥处理的装置，其特征在于：还包括用于存储污泥的储泥罐(1)，或/和用于存储膜过滤出水的出水罐(5)；还包括与所述一级污泥厌氧消化罐(2)、二级污泥厌氧消化罐(3)和膜分离装置(4)顶部连通，用于计量沼气产生量的气体流量计；还包括用于调节所述厌氧发酵温度、或/和膜分离装置内液位、或/和回流泵开阀率的控制系统。
10.一种剩余污泥处理的方法，利用如权利要求1所述的一种用于剩余污泥处理的装置，其特征在于：包括以下处理步骤：
A.一级消化：采用进泥泵(39)将剩余污泥泵入一级污泥厌氧消化罐(2)，在低速搅拌电机及搅拌装置的作用下充分混合接触，完成一级消化；
B.二级消化：一级消化后的泥水混合液经过重力分离后上层有机质经过一级消化罐溢流出口(16)自流入二级厌氧消化罐(3)完成二级消化；
C.膜分离：经二级消化后的泥水混合液经过重力分离后上层有机质二级消化罐溢流出口(18)流入到膜分离装置(4)中，在膜组件(7)及产水真空泵(31)的作用下实现固液分离；
D.回流：膜分离装置内的浓缩后的污泥经过污泥回流出口(23)及污泥回流泵(37)回至一级厌氧消化罐(2)内；
E.膜组件的冲刷：膜池内产生的沼气通过膜池沼气出口(8)经过沼气循环泵(35)打入到膜组件(7)底部；
F.密封厌氧状态膜组件的维护：将顶盖(6)插入到膜分离装置(2)主罐体中的液封水槽中，水槽加入一定量的自来水形成液封，防止空气进入到膜分离装置(2)中；当需要进行膜组件离线清洗或者更换膜组件时，可将顶盖(6)自由取出；
G.当膜分离装置(2)中的水位高于高液位计(28)时，产水真空泵(31)启动；当膜分离装置(2)中的水位低于低液位计(29)时，产水真空泵(31)停止。
11.根据权利要求10所述的一种剩余污泥处理的方法，其特征在于：一级厌氧消化罐搅拌速率低于二级厌氧消化罐搅拌速率。
12.根据权利要求10或11所述的一种剩余污泥处理的方法，其特征在于：一级厌氧消化罐搅拌速率维持在5-10r/min。
13.根据权利要求10或11所述的一种剩余污泥处理的方法，其特征在于：二级厌氧消化罐搅拌速率维持在15-20r/min。
14.根据权利要求10所述的一种剩余污泥处理的方法，其特征在于：回流流量为1-2m3/h。
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Legal Events
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190628 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |