CN113880381A - 一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性系统及方法，涉及污水污泥处理领域，按照处理进程,依次包括相连接的灭菌罐、酸化池、水洗罐、中和池以及脱水设备，经过有机酸改性后污泥溶液中溶解COD提升至10000‑20000mg/L，经过分离后上清液可以直接作为污水厂的碳源进入污水厂；酸化后污泥的胞外聚合物(EPS)发生水解导致污泥的絮体破坏，污泥中的间隙水和结合水释放，污泥的脱水性能改善，可机械脱至含水率60％‑65％，改性后污泥中90％以上的细菌被杀死，污泥的稳定化程度提高，避免了污泥产生臭气，为后续的资源化利用创造了条件。
Description
技术领域
本发明涉及污水污泥处理领域，尤其涉及一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性系统及方法。
背景技术
随着我国城镇化进程的加快，污水的产量也在逐年的增加。据统计，截止到2018年，我国的污水排放量已经超过了700亿立方米，预计到2030年，污水的总排放量将超过1200亿立方米/年。发明人发现由于我国城市管网的设计特点，导致城镇污水处理厂进水COD普遍较低，而氨氮含量较高的水质状况，其中化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标,化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。又由于近年来国家对于环保的重视，水质排放要求日益严苛，一些一线城市对于氨氮的指标已经达到了低于15mg/L。城镇污水处理厂多采用生化处理工艺去除污水中的氨氮，但是由于我国污水处理厂进水COD偏低，导致深度处理中的厌氧区缺少碳源，因此现在大部分的污水处理厂采用投加外用碳源的方式进行C/N的平衡。目前污水处理厂常用的碳源为甲醇、乙酸、乙酸钠、葡萄糖等，基本是采用其中的一种直接进行投加。
但是甲醇属于易燃化学品，并具有一定的毒害作用，微生物对甲醇的响应时间也较慢；乙酸钠的价格昂贵，且污泥的产量大，对污泥厂后续的污泥处置相对压力较大；传统的葡萄糖等糖类碳源，投加量大，相对成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性系统及方法，其能够提高污泥溶液中溶解的COD含量，经过分离后上清液可以直接作为污水厂的碳源进入污水厂；并提高污泥的脱水率。
本发明是通过以下技术方案予以实现：一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性系统，按照处理进程,依次包括灭菌罐、酸化池、水洗罐、中和池以及脱水设备，
灭菌罐的进口与污水厂生化系统的排泥口相连接，灭菌罐内设有添加灭菌剂的灭菌加药设备；
酸化池的入口与灭菌罐的出口相连接，且酸化池内设有酸化加药设备；
水洗罐的入口与酸化池的出口相连接，水洗罐内设有搅拌机构，并且水洗罐接入达标污水或自来水，水洗罐的上清液排入污水厂生化系统，并与污水进水混合；
中和池的入口与水洗罐的出口相连接，中和池内设有碱性加药设备，并设有搅拌机构；
脱水设备的入口与中和池的出口相连接，并对污泥进行脱水。
根据上述技术方案，优选的，灭菌罐的气体出口与中和池的入口相连接。
根据上述技术方案，优选的，酸化池和中和池内均设有pH在线检测计。
本发明还公开了一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性方法，包括以下步骤：
步骤1、污水厂生化系统产生的剩余污泥直接排入灭菌罐，通过灭菌加药设备向灭菌罐内加入灭菌剂进行灭菌处理，灭菌过程中产生的酸性气体经过负压泵抽至中和池内进行中和；
步骤2、灭菌后的剩余污泥泵送至酸化池内，通过酸化加药设备调节酸化池内的pH值，pH值范围是3.0-5.0，并对池内污泥进行搅拌，反应结束后，泵送污泥至水洗罐；
步骤3、水洗罐通入达标污水或自来水，搅拌、反应后，污泥的pH调节至4.0-5.0，污泥泵送至中和池进行中和反应，上清液直接泵送至污水厂生化系统，作为污水厂生化系统的碳源和除磷药剂；
步骤4、碱性加药设备向中和池内添加碱性药剂，使得中和池内pH范围是7.0-8.0,中和池进行搅拌、反应，中和后的固体经过排泥输送至脱水设备，脱水至含水率60％-65％的泥饼。
根据上述技术方案，优选的，步骤1中灭菌剂是次氯酸钠、亚氯酸钠和氯气中至少一种。
根据上述技术方案，优选的，步骤2中酸化加药设备添加甲酸、乙酸和柠檬酸中至少一种。
根据上述技术方案，优选的，步骤2中酸化池内搅拌速率是120r/min-150r/min，反应时间30-60min。
根据上述技术方案，优选的，步骤3中水洗罐通入达标污水或自来水与污泥的比例是1-6:1。
根据上述技术方案，优选的，步骤4中碱性药剂是氧化钙、氢氧化钙和氢氧化钠中至少一种。
根据上述技术方案，优选的，步骤4中中和池的搅拌、反应时间30-60min，搅拌速率100-120r/min。
本发明的有益效果是：
(1)经有机酸对污泥改性后，污泥溶液中溶解COD提升至10000-20000mg/L，经过分离后上清液可以直接作为污水厂的碳源进入污水厂；
(2)胞外聚合物(EPS)发生水解导致污泥的絮体破坏，污泥中的间隙水和结合水释放，污泥的脱水性能改善，可机械脱至含水率60％-65％；
(3)改性后污泥中90％以上的细菌被杀死，污泥的稳定化程度提高，避免了污泥产生臭气，为后续的资源化利用创造了条件。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的流程结构示意图；
图2示出了根据本发明的实施例中污水厂生化系统的流程结构示意图；
图中：1、灭菌罐；2、酸化池；3、水洗罐；4、中和池；5、脱水设备；6、灭菌加药设备；7、酸化加药设备；8、搅拌机构；9、碱性加药设备；10、pH在线检测计；11、污水厂生化系统。
具体实施方式
下面将结合附图对发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
如图所示，本发明提供了一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性系统，按照处理进程,依次包括灭菌罐1、酸化池2、水洗罐3、中和池4以及脱水设备5，
灭菌罐1的进口与污水厂生化系统11的排泥口相连接，灭菌罐1内设有添加灭菌剂的灭菌加药设备6；
酸化池2的入口与灭菌罐1的出口相连接，且酸化池2内设有酸化加药设备7；
水洗罐3的入口与酸化池2的出口相连接，水洗罐3内设有搅拌机构8，并且水洗罐3接入达标污水或自来水，水洗罐3的上清液排入污水厂生化系统11，并与污水进水混合；
中和池4的入口与水洗罐3的出口相连接，中和池4内设有碱性加药设备9，并设有搅拌机构8；
脱水设备5的入口与中和池4的出口相连接，并对污泥进行脱水。
根据上述实施例，优选的，灭菌罐1的气体出口与中和池4的入口相连接，灭菌过程中产生的硫化氢等酸性气体经过负压泵抽至中和池内进行中和。
进一步的，酸化池2和中和池4内均设有pH在线检测计10，用于自动在线检测酸化池2和中和池4内污泥的酸碱度。
进一步的，沿污水处理进展，污水厂生化系统11依次包括进水泵房、生化池以及二次沉淀池，水洗罐3的上清液和污水进入进水泵房，混合后依次进入生化池和二次沉淀池，生成处理后污水和剩余污泥。
本发明还公开了一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性方法，包括以下步骤：
步骤1、污水厂生化系统11产生的剩余污泥直接排入灭菌罐1，通过灭菌加药设备6向灭菌罐1内加入灭菌剂进行灭菌处理，灭菌剂是次氯酸钠、亚氯酸钠和氯气中至少一种，用量优选为35-50mg/L，灭菌过程中产生的酸性气体经过负压泵抽至中和池4内进行中和，经过灭菌后的污泥中粪大肠杆菌群的数量可减少80-90％；
步骤2、灭菌后的剩余污泥泵送至酸化池2内，通过酸化加药设备7调节酸化池2内的pH值，pH值范围是3.0-5.0，酸化加药设备7添加甲酸、乙酸和柠檬酸中至少一种，并对池内污泥进行搅拌，搅拌速率是120r/min-150r/min，反应时间30-60min，反应结束后，泵送污泥至水洗罐3；
步骤3、水洗罐3通入达标污水或自来水，搅拌、反应后，污泥的pH调节至4.0-5.0，污泥泵送至中和池4进行中和反应，上清液直接泵送至污水厂生化系统11，作为污水厂生化系统的碳源和除磷药剂；
步骤4、碱性加药设备9向中和池4内添加碱性药剂，碱性药剂是氧化钙、氢氧化钙和氢氧化钠中至少一种，使得中和池4内pH范围是7.0-8.0,中和池4进行搅拌、反应，时间30-60min，搅拌速率100-120r/min，中和后的固体经过排泥输送至脱水设备5，脱水至含水率60％-65％的泥饼。
根据上述实施例，优选的，步骤3中水洗罐3通入达标污水或自来水与污泥的比例是1-6:1。
本发明的有益效果是：
(1)经有机酸对污泥改性后，污泥溶液中溶解COD提升至10000-20000mg/L，经过分离后上清液可以直接作为污水厂的碳源进入污水厂；
(2)胞外聚合物(EPS)发生水解导致污泥的絮体破坏，污泥中的间隙水和结合水释放，污泥的脱水性能改善，可机械脱至含水率60％-65％；
(3)改性后污泥中90％以上的细菌被杀死，污泥的稳定化程度提高，避免了污泥产生臭气，为后续的资源化利用创造了条件。
在发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性系统，其特征在于，按照处理进程,依次包括灭菌罐、酸化池、水洗罐、中和池以及脱水设备，
所述灭菌罐的进口与污水厂生化系统的排泥口相连接，所述灭菌罐内设有添加灭菌剂的灭菌加药设备；
所述酸化池的入口与灭菌罐的出口相连接，且酸化池内设有酸化加药设备；
所述水洗罐的入口与所述酸化池的出口相连接，所述水洗罐内设有搅拌机构，并且水洗罐接入达标污水或自来水，所述水洗罐的上清液排入污水厂生化系统，并与污水进水混合；
所述中和池的入口与水洗罐的出口相连接，所述中和池内设有碱性加药设备，并设有搅拌机构；
所述脱水设备的入口与中和池的出口相连接，并对污泥进行脱水。
2.根据权利要求1所述的一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性系统，其特征在于，所述灭菌罐的气体出口与中和池的入口相连接。
3.根据权利要求1所述的一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性系统，其特征在于，所述酸化池和中和池内均设有pH在线检测计。
4.一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、污水厂生化系统产生的剩余污泥直接排入灭菌罐，通过灭菌加药设备向灭菌罐内加入灭菌剂进行灭菌处理，灭菌过程中产生的酸性气体经过负压泵抽至中和池内进行中和；
步骤2、灭菌后的剩余污泥泵送至酸化池内，通过酸化加药设备调节酸化池内的pH值，pH值范围是3.0-5.0，并对池内污泥进行搅拌，反应结束后，泵送污泥至水洗罐；
步骤3、水洗罐通入达标污水或自来水，搅拌、反应后，污泥的pH调节至4.0-5.0，污泥泵送至中和池进行中和反应，上清液直接泵送至污水厂生化系统，作为污水厂生化系统的碳源和除磷药剂；
步骤4、碱性加药设备向中和池内添加碱性药剂，使得中和池内pH范围是7.0-8.0,中和池进行搅拌、反应，中和后的固体经过排泥输送至脱水设备，脱水至含水率60％-65％的泥饼。
5.根据权利要求4所述的一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性方法，其特征在于，步骤1中所述灭菌剂是次氯酸钠、亚氯酸钠和氯气中至少一种。
6.根据权利要求4所述的一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性方法，其特征在于，步骤2中所述酸化加药设备添加甲酸、乙酸和柠檬酸中至少一种。
7.根据权利要求4所述的一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性方法，其特征在于，步骤2中所述酸化池内搅拌速率是120r/min-150r/min，反应时间30-60min。
8.根据权利要求4所述的一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性方法，其特征在于，步骤3中水洗罐通入达标污水或自来水与污泥的比例是1-6:1。
9.根据权利要求4所述的一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性方法，其特征在于，步骤4中碱性药剂是氧化钙、氢氧化钙和氢氧化钠中至少一种。
10.根据权利要求4所述的一种为污水厂提供碳源的剩余污泥改性方法，其特征在于，步骤4中所述中和池的搅拌、反应时间30-60min，搅拌速率100-120r/min。
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|---|---|---|---|---|
| CN114835374A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-02 | 安徽建筑大学 | 一种污泥深度破解碳源回收与减量化的污泥处理方法 |
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