CN112429927A - 采用生物淋滤技术的污泥预处理系统及预处理污泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种采用生物淋滤技术的污泥预处理系统及预处理污泥的方法，包括：机械浓缩机的进泥口与进泥泵的出口相连接，出泥口与生物淋滤池的入流渠相连接；出流渠通过渠道与污泥综合池相连接，污泥综合池与出泥泵相连接；生物淋滤池的主反应区内，沿着其宽度方向分成平行的2～6格，池底均匀设有若干个曝气风管；在入流渠靠近主反应区一侧均设有进水堰；在出流渠靠近主反应区一侧设有出水堰；在入流渠和污泥综合池的底部分别设有至少一个曝气风管；机械浓缩机的出液口与营养剂溶解池相连接，营养剂溶解池分别与入流渠和主反应区相连接。本发明可保证入流渠及主反应区内生物淋滤优势微生物种群的稳定性，降低温度对污泥预处理微生物的影响。

Description

采用生物淋滤技术的污泥预处理系统及预处理污泥的方法
技术领域
本发明属于市政污泥脱水预处理技术领域，具体涉及一种采用生物淋滤技术的污泥预处理系统及在低温条件下预处理污泥的方法。
背景技术
市政污泥具有产量大、含水率高、泥质多样、脱水难度大等特点，给后续污泥处理、处置带来巨大工作量。近年来，各地对市政污水处理厂污泥处理后含水率要求逐步提高，污泥在厂内处理含水率达到60%甚至更低后进行进一步处理。市政污泥普遍采用机械脱水的方式降低污泥含水率，机械脱水前需投加化学调理药剂提高污泥的脱水性能。化学药剂投加量大，导致污泥总量增加且带来潜在的环境风险。
生物淋滤技术是一种有效的污泥预处理技术，通过氧化亚铁硫杆菌和嗜酸硫杆菌等微生物处理，可以显著提高污泥脱水性能、去除重金属、杀灭病原菌、消除恶臭。生物淋滤技术具有化学药剂投加少，对污泥总量影响小等优势，已应用于市政污泥预处理领域。已见到相关专利CN104496140B，CN108191188A，CN105836990B，CN103936246B，CN105776788B，CN103373798A，均为生物淋滤技术（或称生物沥浸）在污泥脱水或去除重金属方面的应用。
实际应用发现生物淋滤技术处理效果受温度影响大，低温环境影响反应池内微生物菌群的稳定性，低温环境污泥的预处理效果差，反应时间长，出现经生物淋滤预处理的污泥进入高压板框脱水后出泥含水率高于60%的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温条件下生物淋滤技术预处理污泥脱水效果的增强方法，从工程应用角度克服低温条件下生物淋滤技术运行效果差的缺陷，以提高该技术在污泥脱水预处理方面的适应性。
本发明是采用如下的技术方案来实现的：
本发明的一种采用生物淋滤技术的污泥预处理系统，包括：进泥泵，机械浓缩机，生物淋滤池，污泥综合池；所述机械浓缩机的进泥口通过进泥管与所述进泥泵的出口相连接，出泥口与所述生物淋滤池的入流渠相连接；所述生物淋滤池的出流渠通过渠道与所述污泥综合池相连接，所述污泥综合池与出泥泵相连接；
其特征在于，所述生物淋滤池的主反应区内，沿着其宽度方向分成与长度方向平行的2～6格，在每一格的池底，沿长度方向均匀设有若干个曝气风管；在所述入流渠靠近所述主反应区一侧，在每一格反应区的宽度方向中部均设有进水堰；在所述出流渠靠近所述主反应区一侧，在每一格反应区的宽度方向中部均设有出水堰；在所述入流渠和所述污泥综合池的底部，分别设有至少一个曝气风管；所述机械浓缩机的出液口通过管道与营养剂溶解池相连接，所述营养剂溶解池通过管道分别与所述入流渠和所述主反应区相连接。
进一步地，所述主反应区的每一格的宽度不大于15m且长宽比控制在2：1～4：1，使污泥在所述反应区内呈推流态。
本发明还提供一种采用所述的污泥预处理系统在低温条件下预处理污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将含水率为99%以上的市政污泥送入所述机械浓缩机中浓缩至含水率94%～96%；浓缩产生的滤液送入所述营养剂溶解池溶解微生物的营养剂，然后将所述营养剂的溶解液分别投加给所述生物淋滤池的入流渠和主反应区，二者的投加比例为1:3～1:4；
（2）浓缩后的污泥送入生物淋滤池的入流渠，入流渠内曝气风量与入流污泥混合液流量的气液流量比控制在140:1～100:1；入流渠的污泥经过进水堰跌水进入主反应区，进水堰负荷控制在2.7～3.0L/（s.m）；
（3）污泥在生物淋滤池的主反应区内呈推流式前进，通过曝气反应处于好氧完全混合状态，保持主反应区的水力停留时间不低于40h；
（4）主反应区的污泥经过出水堰跌水进入出流渠，出水堰负荷控制在2.7～3.0L/（s.m）；再从出流渠送入污泥综合池，在污泥综合池中充分混合；污泥综合池内的曝气风量与入流污泥混合液流量的气液流量比控制在40:1～45:1；
（5）污泥综合池内的污泥一部分反输送回生物淋滤池的入流渠，输送量为入流污泥总量的8%～10%；其余的污泥送给后续污泥处理设备。
进一步地，所述营养剂的投加量为预处理污泥的绝干泥质量的5%～8%。
低温条件下生物淋滤技术预处理污泥的效果差，主要由于低温情况下生物淋滤池内的微生物含量过低，池内反应不均匀导致。与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、在生物淋滤池的入流渠增设曝气风管、投加微生物营养剂，构建生物淋滤反应优势生物群体生长环境，使得参与污泥预处理的微生物在主反应区前端富集，减少低温对微生物生存环境的影响。
2、生物淋滤池的入流渠设置进水堰，堰负荷控制为2.7～3.0L/（s.m），保证微生物增殖与出流的稳定性，保持入流渠预处理微生物种群的数量，使微生物群体能在入流渠中稳定富集，持续为主体反应区提供微生物。
3、合理设置主反应区的出水堰负荷，维持反应池微生物种群的浓度和稳定性，缩短反应区微生物富集时间，保证主反应区运行处理效果的稳定性和污泥浓度的稳定性。
4、采用机械浓缩机的滤液作为微生物营养剂稀释液，微生物营养剂投加环境与污泥本底值保持一致，减少投加营养剂对微生物生长环境的影响，同时节约厂区用水量。
5、主反应区分格，使污泥淋滤反应沿池长度方向呈推流状态，同时在反应池内充分曝气，使整个反应池呈完全混合状态，使得主反应区内各污泥区均能充分接触，保持反应区生物淋滤微生物的活性和种群数量的稳定性，降低温度对淋滤池处理效果的影响。
6、将部分污泥反输送回入流渠，使生物淋滤微生物菌群快速富集，保证入流渠生物淋滤优势微生物种群的稳定性，进而保证进入反应区生物淋滤优势微生物种群的稳定性，降低温度对污泥预处理微生物的影响。
附图说明
图1为本发明的污泥预处理系统示意图；
图2为本发明的入流渠和进水堰的局部结构示意图；
图3为本发明的出水渠和出水堰的局部结构示意图；
图中：储泥池1、进泥泵2、进泥管3、机械浓缩机4、生物淋滤池5、入流渠6、主反应区7、出流渠8、曝气风管9、污泥综合池10、出泥泵11、营养剂溶解池12、污泥输送泵13、污泥管14、进水堰61、进水堰门调节装置62，出水堰81、出水堰门调节装置82、渠道83。
具体实施方式
本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实施范围内对实施例进行变换、变型都可在本发明权利要求的范围内。
如图1所示。一种采用生物淋滤技术的污泥预处理系统，包括：进泥泵2，机械浓缩机4，生物淋滤池5，污泥综合池10；
所述机械浓缩机4的进泥口通过进泥管3与所述进泥泵2的出口相连接，出泥口与所述生物淋滤池5的入流渠6相连接；所述生物淋滤池5的出流渠8通过渠道83与所述污泥综合池10相连接，所述污泥综合池10与出泥泵11相连接；所述生物淋滤池5的主反应区7内，沿着其宽度方向将所述主反应区7分成与长度方向平行的2～6格，在每一格的池底，沿长度方向均匀设有若干个曝气风管9；在所述入流渠6靠近所述主反应区7一侧，在每一格反应区的宽度方向中部均设有进水堰61；在所述出流渠8靠近所述主反应区7一侧，在每一格反应区的宽度方向中部均设有出水堰81；在所述入流渠6和所述污泥综合池10的底部，分别设有至少一个曝气风管9；所述机械浓缩机4的出液口通过管道与营养剂溶解池12相连接，所述营养剂溶解池12通过管道分别与所述入流渠6和所述主反应区7相连接。
进一步地，所述主反应区7的每一格的宽度不大于15m且长宽比控制在2：1～4：1，使污泥在所述反应区内呈推流态。
进一步地，所述进水堰61的顶部设有进水堰门调节装置62，使得所述进水堰61的堰高度可调节，保证堰负荷保持在2.7～3.0L/（s.m），以此维持入流渠污泥液位稳定、控制主反应区入流均匀；所述出水堰81的的顶部设有出水堰门调节装置82，使得所述出水堰81的堰高度可调节，保证堰负荷保持在2.7～3.0L/（s.m），维持反应区液位稳定。
进一步地，所述进泥泵2的进口通过管道与储泥池1相连接；所述污泥综合池10的底部还设有污泥管14与所述入流渠6相连接，所述污泥管14上设有污泥输送泵13，将一部分活性污泥反输送给所述入流渠6，用于保持生物淋滤池5中微生物种群的稳定性。
进一步地，所述机械浓缩机4为带式浓缩机或叠螺浓缩机；所述机械浓缩机4置于所述生物淋滤池5的上方，使得浓缩后污泥通过重力进入所述生物淋滤池5的入流渠。
进一步地，所述主反应区7与所述污泥综合池10均为恒液位连续式反应池；所述曝气风管9可就近从污水处理厂鼓风机房接出，或单独设置鼓风机。
实施例1 2.5 tDs/d污泥预处理试验系统
市政污水处理厂各工艺段污泥输送至储泥池1，储泥池1的污泥经进泥泵2的提升，输送至机械浓缩机4（采用叠螺浓缩机）中进行浓缩，浓缩后污泥的含水率控制在94%；在机械浓缩机4中浓缩污泥所产生的部分滤液，依赖重力经管道输送至微生物的营养剂溶解池12，微生物营养剂在溶解池内搅拌溶解，然后分别输送给入流渠6和主反应区7，二者的营养剂投加比例控制在1:3；
从机械浓缩机4送出的污泥进入生物淋滤池5的入流渠6，在入流渠生物富集后经过进水堰61后跌水进入生物淋滤池5的主反应区7中，进水堰的堰负荷控制在2.8L/（s.m）；在入流渠6的底部设有一个曝气风管9，入流渠6的曝气风量与入流污泥混合液流量的气液流量比均控制在110:1；
主反应区7内沿着其宽度方向分成与其长度方向平行的2格，每一格的宽度为4m，长度为10m，使污泥在所述反应区内呈推流态，水力停留时间40h；在每一格的池底，分别沿长度方向均匀设有10个曝气风管9，主反应区的曝气风量与入流污泥混合液流量的气液流量比均控制在115:1；生物淋滤池5的上方单独设置鼓风机房为曝气风管9提供曝气风，通过曝气风管上风量调节阀调节曝气量；
预处理后的污泥从2格反应池经出水堰81跌水进入出流渠8内汇合，出水堰81的堰负荷控制在3.0L/（s.m）；再从出流渠8通过渠道83进入污泥综合池10中停留时间2h；污泥综合池10的底部设有3个曝气风管9，气液流量控制在40:1；
污泥综合池10中的污泥经曝气混合后，一部分利用污泥输送泵13经污泥输送管14输送至入流渠6，输送量为入流污泥量的8%～10%；剩余的污泥经出泥泵11输送至高压板框压滤机脱水，冬季平均气温2.7℃条件下，出泥含水率能稳定达到60%以下。

Claims (8)

1.一种采用生物淋滤技术的污泥预处理系统，包括：进泥泵（2），机械浓缩机（4），生物淋滤池（5），污泥综合池（10）；所述机械浓缩机（4）的进泥口通过进泥管（3）与所述进泥泵（2）的出口相连接，出泥口与所述生物淋滤池（5）的入流渠（6）相连接；所述生物淋滤池（5）的出流渠（8）通过渠道（83）与所述污泥综合池（10）相连接，所述污泥综合池（10）与出泥泵（11）相连接；
其特征在于，所述生物淋滤池（5）的主反应区（7）内，沿着其宽度方向分成与长度方向平行的2～6格，在每一格的池底，沿长度方向均匀设有若干个曝气风管（9）；在所述入流渠（6）靠近所述主反应区（7）一侧，在每一格反应区的宽度方向中部均设有进水堰（61）；在所述出流渠（8）靠近所述主反应区（7）一侧，在每一格反应区的宽度方向中部均设有出水堰（81）；在所述入流渠（6）和所述污泥综合池（10）的底部，分别设有至少一个曝气风管（9）；所述机械浓缩机（4）的出液口通过管道与营养剂溶解池（12）相连接，所述营养剂溶解池（12）通过管道分别与所述入流渠（6）和所述主反应区（7）相连接。
2.根据权利要求1所述的污泥预处理系统，其特征在于，所述主反应区（7）的每一格的宽度不大于15m且长宽比控制在2：1～4：1。
3.根据权利要求1所述的污泥预处理系统，其特征在于，所述进水堰（61）的顶部设有进水堰门调节装置（62）；所述出水堰（81）的的顶部设有出水堰门调节装置（82）。
4.根据权利要求1所述的污泥预处理系统，其特征在于，所述进泥泵（2）的进口通过管道与储泥池（1）相连接；所述污泥综合池（10）的底部还设有污泥管（14）与所述入流渠（6）相连接，所述污泥管（14）上设有污泥输送泵（13）。
5.根据权利要求1所述的污泥预处理系统，其特征在于，所述机械浓缩机（4）为带式浓缩机或叠螺浓缩机；所述机械浓缩机（4）置于所述生物淋滤池（5）的上方。
6.根据权利要求1所述的污泥预处理系统，其特征在于，所述主反应区（7）与所述污泥综合池（10）均为恒液位连续式反应池。
7.采用权利要求1～6任意一项所述的污泥预处理系统在低温条件下预处理污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将含水率为99%以上的市政污泥送入所述机械浓缩机中浓缩至含水率94%～96%；浓缩产生的滤液送入所述营养剂溶解池溶解微生物的营养剂，然后将所述营养剂的溶解液分别投加给所述生物淋滤池的入流渠和主反应区，二者的投加比例为1:3～1:4；
（2）浓缩后的污泥送入生物淋滤池的入流渠，入流渠内曝气风量与入流污泥混合液流量的气液流量比控制在140:1～100:1；入流渠的污泥经过进水堰跌水进入主反应区，进水堰负荷控制在2.7～3.0L/（s.m）；
（3）污泥在生物淋滤池的主反应区内呈推流式前进，通过曝气反应处于好氧完全混合状态，保持主反应区的水力停留时间不低于40h；
（4）主反应区的污泥经过出水堰跌水进入出流渠，出水堰负荷控制在2.7～3.0L/（s.m）；再从出流渠送入污泥综合池，在污泥综合池中充分混合；污泥综合池内的曝气风量与入流污泥混合液流量的气液流量比控制在40:1～45:1；
（5）污泥综合池内的污泥一部分反输送回生物淋滤池的入流渠，输送量为入流污泥总量的8%～10%；其余的污泥送给后续污泥处理设备。
8.根据权利要求7所述的在低温条件下预处理污泥的方法，其特征在于，所述营养剂的投加量为预处理污泥的绝干泥质量的5%～8%。
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