CN110482787A - 一种废水生化处理体系剩余污泥减量系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废水生化处理体系剩余污泥减量系统及方法，系统包括：连接生化处理单元(1)污泥排出口的二沉池(2)，以及依次连接二沉池(2)的预处理池(3)、水力空化装置(4)和pH调节池(5)，所述pH调节池(5)出口连接生化处理单元(1)形成回路，所述水力空化装置(4)与所述预处理池(3)形成循环回路；方法为：将污泥引入预处理池(3)中，并加入酸碱进行预处理，将处理后的污泥引入文丘里管水力空化装置(4)，利用文丘里管的自吸作用，在空化过程中吸入双氧水作为氧化剂协同溶胞。与现有技术相比，本发明能耗低，具有较好经济性；不会产生二次污染；与废水处理系统形成闭环耦合，可以促进生化系统内的污泥减量。

Description

一种废水生化处理体系剩余污泥减量系统及方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其是涉及一种废水生化处理体系剩余污泥减量系统及方法。
背景技术
近些年随着我国污水治理力度不断加强，城市污水处理规模稳步增长，我国已成为污水处理大国。根据住建部资料，2010年底全国城镇脱水污泥产量接近2200万吨，2017年这一数值增加到了3860万吨。若按上述剩余污泥产量为污水量的0.3％～0.5％计的话，2020年我国的剩余污泥量将达(5.21～8.68)×107吨左右。剩余污泥含有相当量的有毒有害物质(如寄生虫卵、病原微生物、重金属)及未稳定化的有机物，如果不进行妥善的处理与处置，将会对污染环境。传统的污泥减量技术有干化后焚烧、卫生填埋都因高额的处理费用和日益严格的法律法规等原因无法有效解决污泥处理问题，那么急需一种新型技术解决污泥的处理，污泥减量技术应运而生，在保证污水处理能力的前提下，采用适当的技术减少剩余污泥的排放量。
中国专利CN105621822A提供了一种采用超声和臭氧结合的方式，先利用超声的机械震动效能，分散污泥絮体，增加后续与臭氧的接触面积，最后在臭氧作用下完成污泥减量。中国专利CN101704615B提供了一种超声-磁场耦合使剩余污泥减量的方法，利用超声作用破坏细胞结构，释放胞内物质，在磁场作用可以减少·OH和·H的复合，提高·OH浓度。上述专利虽然都能达到污泥减量的目的，但是运行成本太高，超声发生装置、臭氧发生装置均是高能耗的设备。中国专利CN102126818B提供了一种二氧化氯-超声波耦合的剩余污泥减量预处理方法，该方法将二级生物污水处理过程中产生的剩余污泥先进行二氧化氯处理，再进行超声波处理。该专利应用的是二氧化氯氧化剂，虽然二氧化氯本身无毒无害，但是氧化产物有氯离子，引入了新的污染物同时使水体盐度增加，使后续污泥消化难度增加，同时也用到了超声发生装置，运行成本高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种废水生化处理体系剩余污泥减量系统及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种废水生化处理体系剩余污泥减量系统，包括连接生化处理单元污泥排出口的二沉池，以及依次连接二沉池的预处理池、水力空化装置和pH调节池，所述pH调节池出口连接生化处理单元形成回路，所述水力空化装置的出口处另引一条支路回到预处理池，所述预处理池上设置有添加预处理试剂的加料口。
进一步的，所述水力空化装置为文丘里管。
一种废水生化处理体系污泥减量的方法，采用上述的一种废水生化处理体系剩余污泥减量系统，具体步骤如下：
废水为间歇式处理，经生化处理单元处理后进入二沉池，经二沉池沉淀后的废水排出，污泥送至预处理池，在预处理池中加入酸碱预处理一段时间后，利用水力空化装置和预处理池进行循环空化处理，利用文丘里管的自吸作用，在空化过程中吸入双氧水作为氧化剂协同溶胞，经空化作用溶胞后的污泥引入pH调节池，调节pH至中性，调节后的混合液回流至生化处理单元。
优选的，所述预处理池的pH范围为2-12。
优选的，所述预处理池内酸碱预处理的时间为1-4h。
优选的，所述双氧水的添加量为5-60mol/kgSS。
优选的，循环处理的时间为10-300min。
优选的，所述酸碱分别为盐酸和氢氧化钠。
优选的，所述pH调节池中通过加入生石灰调节pH。
优选的，水力空化装置文丘里管喉管内流体的流速为2-20m/s。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、采用的是酸碱预处理、双氧水氧化溶胞和水利空化溶胞相结合的两级三维污泥溶胞减量的协同效应，不需要高能耗的设备也可以使污泥减量效果显著提高，能耗低，具有较好经济性。
2、所加双氧水氧化产物为H2O和O2不会对水体造成二次污染。
3、这是一套完整的与废水生化处理系统形成闭环耦合的剩余污泥处理技术，可以促进生化系统内的污泥减量，使生化处理系统内的污泥减量率达到50％以上。
附图说明
图1为本发明废水生化处理系统的污泥减量的系统的结构示意图；
图2为本发明中文丘里管的结构示意图。
图中标号所示：
1、生化处理单元，2、二沉池，3、预处理池，4、水力空化装置，5、pH调节池，6-12、阀门，13-16、泵，17、流量计。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种废水生化处理体系剩余污泥减量系统，包括连接生化处理单元1污泥排出口的二沉池2，以及依次连接二沉池2的预处理池3、水力空化装置4和pH调节池5，所述pH调节池5出口连接生化处理单元1形成回路，水力空化装置4的出口处另引一条支路回到预处理池3，所述预处理池3上设置有添加预处理试剂的加料口。
具体方法如下：
废水为间歇式处理，经生化处理单元处理1后进入二沉池2，经二沉池2沉淀后的废水排出，打开阀门6，将二沉池2中的剩余污泥通过泵13输送到预处理池3，通过加药口向预处理池3中加入6mol/L的盐酸(HCl)和4mol/L的氢氧化钠(NaOH)调节pH值至2-12，搅拌1-4小时，打开阀门7、9、8，通过泵14将预处理后的污泥打入水力空化装置4文丘里管，通过阀门8控制文丘里管喉管水体流速在2-20m/s，通过流量计17监控循环回路流量，从文丘里管加药口投加双氧水的量为5-60mol/kgSS，在此回路中循环10-300min，打开阀门10、11，关闭阀门9，溶胞后的污泥流入pH调节池5，通过泵15向pH调节池5引入出水，再向pH调节池中加入生石灰，调节pH至中性，打开阀门12，通过泵16将pH调节池内的全部污泥回流至废水生化反应单元。
按照表1中条件运行系统，在二沉池取污泥测得减量前的MLSS、SCODcr、s-protein(溶解性蛋白)、s-sugar(溶解性糖)，在水力空化装置后取样测得减量后污泥样品的上述数据，结果如表1所示：
表1
实施例2
如实施例1的操作步骤，按照表2中条件运行系统，在二沉池取污泥测得减量前的MLSS、SCODcr、s-protein(溶解性蛋白)、s-sugar(溶解性糖)，在水力空化装置后取样测得减量后污泥样品的上述数据，结果如表2所示：
表2
实施例3
如实施例1的操作步骤，按照表3中条件运行系统，在二沉池取污泥测得减量前的MLSS、SCODcr、s-protein(溶解性蛋白)、s-sugar(溶解性糖)，在水力空化装置后取样测得减量后污泥样品的上述数据，结果如表3所示：
表3
实施例4
如实施例1的操作步骤，按照表4中条件运行系统，在二沉池取污泥测得减量前的MLSS、SCODcr、s-protein(溶解性蛋白)、s-sugar(溶解性糖)，在水力空化装置后取样测得减量后污泥样品的上述数据，结果如表4所示：
表4
实施例5
如实施例1的操作步骤，按照表5中条件运行系统，在二沉池取污泥测得减量前的MLSS、SCODcr、s-protein(溶解性蛋白)、s-sugar(溶解性糖)，在水力空化装置后取样测得减量后污泥样品的上述数据，结果如表5所示：
表5
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种废水生化处理体系剩余污泥减量系统，其特征在于，包括连接生化处理单元(1)污泥排出口的二沉池(2)，以及依次连接二沉池(2)的预处理池(3)、水力空化装置(4)和pH调节池(5)，所述pH调节池(5)出口连接生化处理单元(1)形成回路，所述水力空化装置(4)的出口处另引一条支路回到预处理池(3)，所述预处理池(3)上设置有添加预处理试剂的加料口。
2.根据权利要求1所述的一种废水生化处理体系剩余污泥减量系统，其特征在于，所述水力空化装置(4)为文丘里管。
3.一种废水生化处理体系污泥减量的方法，采用权利要求1-2任意所述的一种废水生化处理体系剩余污泥减量系统，其特征在于，具体步骤如下：
废水经生化处理单元(1)处理后进入二沉池(2)，经二沉池(2)沉淀后的废水排出，污泥送至预处理池(3)，在预处理池(3)中加入酸碱预处理一段时间后，利用水力空化装置(4)和预处理池(3)进行循环处理，水力空化装置(4)中加入双氧水进行空化作用，空化作用后的污泥引入pH调节池(5)，调节pH至中性，调节后的混合液回流至生化处理单元(1)。
4.根据权利要求3所述的一种废水生化处理体系污泥减量的方法，其特征在于，所述预处理池(3)的pH范围为2-12。
5.根据权利要求3所述的一种废水生化处理体系污泥减量的方法，其特征在于，所述预处理池(3)内酸碱预处理的时间为1-4h。
6.根据权利要求3所述的一种废水生化处理体系污泥减量的方法，其特征在于，所述双氧水的添加量为5-60mol/kgSS。
7.根据权利要求3所述的一种废水生化处理体系污泥减量的方法，其特征在于，循环处理的时间为10-300min。
8.根据权利要求3所述的一种废水生化处理体系污泥减量的方法，其特征在于，所述酸碱分别为盐酸和氢氧化钠。
9.根据权利要求3所述的一种废水生化处理体系污泥减量的方法，其特征在于，所述pH调节池(5)中通过加入生石灰调节pH。
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