CN113428973A

CN113428973A - 用污泥炭作为生物膜载体和助滤剂的携带床进行污水处理的方法

Info

Publication number: CN113428973A
Application number: CN202011644552.8A
Authority: CN
Inventors: 项光辉; 朱延军; 周群龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2021-09-24

Abstract

一种用污泥炭作为生物膜载体和助滤剂的携带床进行污水处理的方法，是由去杂沉砂、曝气生化、沉降分离、压滤脱水、低温风干、炭化、热量回收等单元组成。其特征在于：①用污泥炭取代填料和活性炭作为生物膜载体；②用携带床取代移动床和流化床，将作为生物膜载体的污泥炭随着水流携带到处理工艺的后续装备中，在压滤过程中又起到助滤作用。其优点是：①污泥炭比表面大，是填料的两个数量级；②污泥炭产自污泥，与污泥的相容性好，吸附性好，易于挂膜；③污泥炭的比重～1.1非常接近水，容易为水携带；④携带到处理工艺的后续装备中的污泥炭又是理想的助滤剂。

Description

用污泥炭作为生物膜载体和助滤剂的携带床进行污水处理的方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及用污泥炭作为生物膜载体和助滤剂的携带床进行污水处理的方法。

背景技术

长期以来，我国城市生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法，它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理流程，具有处理能力高，出水水质好等优点。但却普遍存在着基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀、污泥上浮等问题，且不能去除氮、磷等无机营养物质。如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理，以及实现磷回收、处理水回用和污泥资源化等可持续的方向发展。已成为水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。

使基建费高的主要原因是工艺上，活性污泥法的水力停留时间长(达20-50小时)，需建设数量多、体积大的构筑物。

使运行费高的原因，是湿污泥以热力干燥作为脱水的技术手段，采用的设备又是相对落后的圆盘干燥机，而这种干燥机脱水汽耗高达1.2T汽/T水，(按当前汽价140 元/T计，汽费就高达160元/T水以上)。

污泥脱水的公知原则，是在机械脱水到极至后，才辅以热力干燥(机械脱水的费用只有热力干燥的1/5左右)。但是这一公知原则在现有的活性污泥法中不能实现。当前，国内外的湿污泥机械脱水的极限含水率，高于70％。

生物流化床(biological fluidized beds，BFBs)污水处理技术，是上世纪七十年代初期由美国首先开始进行研究和应用起来的，目的是提升曝气池的效率，降低水力停留时间。以活性炭作为生物膜载体，废水自下向上流过，使载体层呈流化状态，从而在单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供氧，并利用载体流化状态强化生物处理过程。载体的表面积超过3300m²/m³载体，载体上生长的生物膜很少脱落，可省去二沉淀池。床中混合液悬浮固体浓度达8000-40000mg/L，氧的利用率超过90％，根据半生产性试验结果，当空床停留时间为16-45分钟时BOD和氮的去除率均大于90％，此时填料粒径为1mm，膨胀率为100％，BOD负荷16.6kg(BOD5)/(m³·d)。生物流化床工艺存在的问题是三相分离困难、用活性炭作为载体，成本高、动力消耗高。为此， 1988年由挪威KMT公司和SINTEF研究院联合开发一种移动床生物膜反应器 (Moving Bed Biofilm Reactor，MBBR)，又称为悬浮填料生物膜工艺(Suspended Carrier Biofilm Process，SCBP)，MBBR是传统活性污泥法和生物膜法的结合，被认为是生物流化床反应器的升级。其工作主要原理就是将密度与水相近(比重0.96～1.2}的悬浮填料投入生物反应池中，微生物在填料上附着生长形成生物膜，当污水流经生物膜表面时，污水中的有机物被生物膜中的微生物吸附、降解，从而得到减量。

MBBR关键构件是填料，它是密度接近于水的轻质悬浮构件，填料是生长和吸附、降解有机物的主要场地。是MBBR工艺的核心，它的性能直接影响到生物膜的附着、繁殖、脱落，对MBBR的运行效果及能耗有十分重要的影响。现阶段使用的MBBR填料大小和形状各异，但均由高密度聚乙烯(HDPE)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)等高分子聚合物通过熔融挤出或造粒等方法制作而成。随着MBBR工艺的大规模工程化应用，商业化载体的种类也越来越多。现有的MBBR的工艺流程如图1所示。

MBBR的主要特点是：

①处理负荷高；

②氧化池容积小，降低了基建投资；

③MBBR工艺中可不需要污泥回流设备，不需反冲洗设备，减少了设备投资，操作简便，降低了污水的运行成本；

④MBBR工艺污泥产率低，降低了污泥处置费用、无污泥膨胀；

⑤MBBR工艺中不需要填料支架，直接投加，节省了安装时间和费用；

⑥水头损失小，处理能耗低，操作简单容易，日常管理方便。

移动床生物膜反应器的缺点是，要使用填料；在实际运行中还会出现出水栅板堵塞、反应器流化状态、生物膜的附着难、污泥回流等问题。更为重要的是这种工艺只解决污泥中有机质的减量，並未涉及后续富含大量水分的污泥浆的脱水减量的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种用污泥炭作为生物膜载体和助滤剂的携带床进行污水处理的方法。是由去杂沉砂、曝气生化、沉降分离、压滤脱水、烘干炭化、热量回收等单元组成。其特征在于：

(1)用污泥炭取代填料和活性炭作为生物膜载体；

(2)用携带床取代移动床和流化床，将作为生物膜载体的污泥炭随着水流携带到处理工艺的后续装备中，在压滤过程中又起到助滤作用。

其优点是：

①污泥炭比表面大，是填料的两个数量级；

②污泥炭产自污泥，与污泥的相容性好，吸附性好，易于挂膜；

③污泥炭的比重～1.1非常接近水，容易为水携带；

④携带到处理工艺的后续装备中的污泥炭又是理想的助滤剂。

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1是现有的MBBR的工艺流程图；

图2是本发明优选的一种工艺流程图。

图1是现有的MBBR的工艺流程图，(参见图1)，污水依次通过粗/细格栅、沉砂池送往MBBR反应器中，在附着在填料表面的生物膜和空气的共同作用下，进行生化反应，出水经灭菌消毒添加絮凝剂送往沉降池中，上层分出中水，下层为浓泥浆，经公知的压滤，可得到含水)75％的滤饼，滤液为中水外供。

具体实施方式

本发明的主工艺由去杂沉砂、曝气生化、沉降分离、压滤脱水、烘干炭化、热量回收等单元组成。

图2是本发明优选的一种工艺流程图。(参见图2)。污水依次通过粗/细格栅、沉砂池送往曝气池，在附着在污泥炭表面的生物膜和空气的共同作用下，进行生化反应，出水经添加絮凝剂送往沉降池中，上层分出中水，下层为浓泥浆，其中含有被水流携帶的污泥炭，実践证明它是一种理想的助虑剂，浓泥浆送往搅拌罐，其中加入助剂聚丙稀酰胺后，送板框式压滤机中压滤，滤液是中水外排。滤饼(含水率＜40％) 送低温风干炉中烘干到含水率約15％，所述低温风干炉的结构，申请人将另案申请。干污泥经造粒成污泥颗粒，送气炭炉炭化，所述气炭炉，优选下吸式。大部分污泥炭作为生物膜载体循环送往曝气池，富裕外供。气炭炉产生的燃气，大部分送燃焼炉，富裕外供。所述燃焼炉，优选低硝燃焼炉。高温烟气经热水器与循环水换热后外排。热水作为低温风干炉的热源。

有益效果

本发明保留了生物流化床和移动床生物膜两种工艺的全部优点，又克服了它们的缺点。相对生物流化床而言：用污泥炭取代活性炭，降低了运行费用；用携带床取代流化床，解决了流化床三相分离困难。相对移动床生物膜而言：取消了填料，杜绝出水栅板堵塞、反应器流化状态、生物膜的附着难、污泥回流等问题。更重要的是利用污泥炭的助滤性，提高了压滤的效果。

Claims

1.一种用污泥炭作为生物膜载体和助滤剂的携带床进行污水处理的方法，是由去杂沉砂、曝气生化、沉降分离、压滤脱水、低温风干、炭化、热量回收等单元组，其特征在于：

①用污泥炭取代填料和活性炭作为生物膜载体；

②用携带床取代移动床和流化床。

2.一种如权利要求1所述的用污泥炭作为生物膜载体和助滤剂的携带床进行污水处理的方法，其特征在于：被水流携带的生物膜载体污泥炭，在后续的压滤中，又是理想的助滤剂。