CN114477686A - 一种处理剩余活性污泥的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种处理剩余活性污泥的方法及其装置。本发明提供的处理剩余活性污泥的方法，采用内部具有臭氧段和超声段的臭氧超声塔作为装置，包括以下步骤：使来自二沉池的剩余活性污泥进入臭氧超声塔下部的臭氧段与臭氧接触进行氧化处理，得到氧化分解后的剩余活性污泥；将氧化分解后的剩余活性污泥上行至臭氧段上部的超声段进行超声处理后引出臭氧超声塔，得到泥水混合物。本发明提供的处理剩余活性污泥的方法能够实现剩余活性污泥的高效减量化。本发明提供的处理剩余活性污泥的装置具有占地面积小、能耗低、操作简便、易于自动化管理的优点。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，涉及一种处理剩余活性污泥的方法及其装置。
背景技术
在生化处理的过程中，从活性污泥系统二次沉淀池中排出系统外的活性污泥中的微生物会不断消耗废水中的有机物质，其中，一部分有机物质被氧化提供给微生物生命活动所需的能量，另一部分有机物质被微生物利用合成新的细胞质，从而使微生物繁殖，微生物在新陈代谢的同时，又有一部分老的微生物死亡，从而产生了剩余活性污泥。剩余活性污泥，一般占到水处理量的0.1-0.5wt％，虽然处理的水量占比较小，但是其处理费用却要占到污水处理总费用的10-30％左右。因此，降低剩余活性污泥的产量，开发高效的污泥减量化技术是降低水处理成本的有效途径。
剩余活性污泥中除了98％以上的水外，其余为微生物及其代谢物。因为其代谢物在水中具有粘性且状态分散，导致剩余活性污泥具有稳定的胶体特性，不容易沉降，所以破除剩余活性污泥的稳定状态成为剩余活性污泥减量化的关键。常见的破除剩余活性污泥稳定态的方法有加药法、机械挤压法、厌氧消化法、湿式氧化法、热裂解法、微波法、堆肥法等。
但上述方法处理剩余活性污泥的效果并不理想，且存在能耗高、操作复杂、对装置和场地要求高、容易对环境造成二次污染的问题。因此亟需开发一种能够高效处理剩余活性污泥的方法。
发明内容
本发明提供一种处理剩余活性污泥的方法，该方法采用内部具有臭氧段和超声段的臭氧超声塔作为装置对来自二沉池的剩余活性污泥依次经臭氧氧化和超声处理，能够实现高效处理剩余活性污泥的目的。
本发明还提供一种处理剩余活性污泥的装置，该装置将臭氧氧化和超声有效组合在一个连续进料的反应塔中，可高效处理剩余活性污泥，该装置具有占地面积小、操作简单、便于自动化管理的优点。
本发明一方面提供一种处理剩余活性污泥的方法。图1为本发明处理剩余活性污泥的方法流程图，如图1所示，该方法采用内部具有臭氧段和超声段的臭氧超声塔作为装置，包括以下步骤：
1)使来自二沉池e的剩余活性污泥h进入臭氧超声塔i下部的臭氧段与臭氧接触进行氧化处理，得到氧化分解后的剩余活性污泥；
2)将氧化分解后的剩余活性污泥上行至臭氧段上部的超声段进行超声处理后引出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
上述臭氧超声塔i内部具有臭氧段和超声段，能够使二沉池e的剩余活性污泥h进入臭氧超声塔i中依次进行臭氧氧化和超声处理。
步骤1)中的剩余活性污泥h指的是二沉池e出来的活性污泥除去回流污泥g所剩余的活性污泥，含水量在99％以上，该污泥中含有活性菌体及其代谢产物，具有不易自然沉降的特点。对二沉池剩余活性污泥的来源不作具体限制，可以来自炼化污水处理厂、城市污水处理厂或工业园区污水处理厂等。
本发明对来自于二沉池e的剩余活性污泥h进行减量处理，包括使剩余活性污泥h进入臭氧超声塔i并依次与臭氧段和超声段接触，通过对剩余活性污泥h依次进行臭氧处理和超声处理，得到减量效果明显的泥水体系。
具体地，剩余活性污泥h经臭氧超声塔i底部进入塔内，在处于塔内底部的臭氧段与臭氧接触发生氧化处理。由于臭氧是一种强氧化剂，其可以将剩余活性污泥中很多复杂的有机物氧化为简单的有机物，使不可生物降解的成分转化为可生物降解的成分，从而有利于降低剩余活性污泥中污水的COD值。
随后，氧化分解后的剩余活性污泥上行至位于臭氧段之上的超声段。本发明所指的超声段是指能够发生超声波以对进入其中的体系进行超声处理的工段。在超声波作用下，被氧化处理后的体系不断被压缩和膨胀，使其内部产生气穴泡，气穴泡不断成长并最终共振“内爆”产生超高温、超高压，同时产生的强力水喷射流形成巨大的水力剪切力，对氧化分解后的剩余活性污泥的胶状结构与污泥中微生物细胞壁产生巨大的破坏，使细胞死亡并释放出细胞内的有机组分，达到降低污泥浓度的目的。
因此本发明通过将臭氧氧化和超声作用联合，实现了对剩余活性污泥高效减量的目的。一方面避免了单独使用大量臭氧对污泥进行减量处理而导致的运行成本高的问题，另一方面避免了单独使用超声处理造成的污泥减量越多、污水COD越高的问题。
本发明提供的处理剩余活性污泥的方法采用的是先臭氧后超声的处理顺序，剩余活性污泥进入臭氧超声塔内先在底部进行臭氧氧化，氧化完成后送至上部的超声段继续超声，此过程臭氧氧化和超声独立作用，互不影响；若是调换顺序先超声后臭氧，超声会使处理体系温度升高，超声后的剩余活性污泥上行至臭氧段时，由于体系温度高导致通入的臭氧衰变分解，臭氧量损失，不利于对剩余活性污泥进行处理。
经步骤1)和2)后，剩余活性污泥h已经实现了污泥减量化的技术目的，此时得到的是包含污泥和污水的泥水混合物j。进一步地，可以通过沉降处理将泥水混合物j中的污泥和污水分离。具体做法如图1的方法流程图所示，泥水混合物j进入沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起返回至AO池c的进水口处与浮选池b的来水混合进行下一循环，沉降后的上层污水m中含有一定量的有机物，能够为AO池c中的微生物提供养分，有利于下一循环中污水a的处理；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
在一种具体的实施方式中，上述氧化处理中臭氧与剩余活性污泥h的质量体积比可以为(310-620)g：1m3。每立方米剩余活性污泥所对应的臭氧投加量为310-620g，从而为剩余活性污泥h的不同减量需求提供了一个合适的臭氧投加量调节范围。
进一步地，上述氧化处理的时间为30-60min。在该时间段内，臭氧能将剩余活性污泥h中的复杂难降解的有机物充分氧化为简单易降解的有机物、水和二氧化碳及其他气体，降低体系的COD。
步骤2)中，超声处理的频率为19-25KHz。此范围为低频下的超声波，使用低频超声波作用于剩余活性污泥h，有利于剩余活性污泥h产生气穴泡现象，从而有效产生剪切力，破坏剩余活性污泥h的胶状结构以及微生物细胞壁，达到减量剩余活性污泥h的目的。
进一步地，上述超声处理的时间为10-30min。超声处理时间短，剩余活性污泥h减量的效果不明显；超声处理时间长，反而会增加剩余活性污泥h的粘度，恶化剩余活性污泥h的脱水性能，不利于实现污泥减量的目的。本发明中，10-30min的超声处理时间对剩余活性污泥h的减量化效果最好。
污水处理流程中，二沉池e是产生活性污泥的源头，二沉池e出来的活性污泥一部分用于回流至AO池c，可以保证有足够的微生物与进水混合，使AO池c中有足够的混合物悬浮固体浓度，维持合适的污泥负荷。除回流污泥g外，二沉池e活性污泥的其余部分即为剩余活性污泥h，进一步地，本发明中剩余活性污泥h的污泥浓度为6200-10000mg/L。
本发明另一方面提供一种处理剩余活性污泥的装置。图2为本发明处理剩余活性污泥的装置简图，如图2所示，该装置为内部具有臭氧段和超声段的臭氧超声塔，臭氧段位于臭氧超声塔的下部，超声段位于臭氧段的上部；臭氧超声塔还包括物料入口2和物料出口4，物料入口2位于臭氧超声塔的底部，物料出口4位于臭氧超声塔的顶部。
剩余活性污泥可以从位于臭氧超声塔底部的物料入口2进塔，在位于臭氧超声塔下部的臭氧段进行氧化分解，氧化分解后的剩余活性污泥继续上行至位于臭氧超声塔上部的超声段进行超声作用，超声完成后得到的泥水混合物从位于臭氧超声塔顶部的物料出口4溢流出塔。上述物料入口2与二沉池出口管线相连接，用于接收来自于二沉池的剩余活性污泥；臭氧超声塔底部还设有臭氧进气口1，臭氧进气口1与臭氧发生器出口管线相连接，用于向臭氧段提供臭氧；在臭氧超声塔的顶部还设有尾气排放口5，尾气排放口5与臭氧湮灭器进口管线相连接，能够有效湮灭未反应完的臭氧，使尾气满足排放到大气中的标准。
臭氧段还设有钛盘分布器6，可使臭氧和剩余活性污泥作用后发出的汽包在臭氧段停留30-60min。
臭氧超声塔的上部的超声段可以通过设置超声波发生器3实现。例如，超声波发生器3设计有多个超声波发生单元，每个超声波发生单元都设有独立的电源能够进行开启和关闭控制，可以通过调节开启和关闭的超声波发生单元数目对超声波频率进行调节，进而满足剩余活性污泥的不同减量需求。
上述臭氧超声塔的塔内部无填料或折流挡板，臭氧超声塔塔身、内部的钛盘分布器6及超声波发生器3以及所有的气体管线均由耐臭氧材质建成，例如可以为316不锈钢、316L不锈钢、聚四氟乙烯等。
本发明的实施，至少具有以下优势：
1、本发明提供的处理剩余活性污泥的方法通过臭氧氧化与超声波剪切联合作用的技术手段，实现了剩余活性污泥的高效减量化。
2、本发明提供的处理剩余活性污泥的方法将处理后产生的污水返回至AO池，污水中适宜的有机物含量为AO池中的微生物带来了养分，为污水处理系统带来了有利循环，避免了传统处理方法中对产生的污水加药处理给环境带来的二次污染。
3、本发明提供的处理剩余活性污泥的方法所需要的臭氧浓度低，臭氧投加量小，可有效降低剩余活性污泥的处理成本。
4、本发明提供的处理剩余活性污泥的装置是一个连续进料的塔式装置，具有占地面积小、能耗低、操作简便、易于自动化管理的优点。
附图说明
图1为本发明处理剩余活性污泥的方法流程图；
图2为本发明处理剩余活性污泥的装置简图。
附图标记说明：
a：污水；
b：浮选池；
c：AO池；
e：二沉池；
f：外排水；
g：回流污泥；
h：剩余活性污泥；
i：臭氧超声塔；
j：泥水混合物；
k：沉降罐；
m：沉降后的上层污水；
n：沉降后的下层污泥；
o：污泥干化装置；
1：臭氧进气口；
2：物料入口；
3：超声波发生器；
4：物料出口；
5：尾气排放口；
6：钛盘分布器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明对下述实施例和对比例中处理前后的剩余活性污泥的污泥浓度和污水COD进行了检测，其中污泥浓度检测方法如下：取定量滤纸放于事先称重的称量瓶内，103-105℃下烘干后冷却称量，将质量记为W1；用量筒量取充分混合均匀的污泥试样100ml，静止30分钟后读取沉淀后污泥所占的体积V，倾去上述量筒中清液，用准备好的滤纸进行过滤量筒中的污泥，并用少量蒸馏水冲洗量筒，合并滤液；将载有污泥的滤纸放在原称量瓶中，103-105℃下烘干冷却后称量，质量记为W2。污泥浓度(mg/L)＝(W2-W1)×106÷100，W1为过滤前，滤纸与称量瓶的总重，单位为g，W2为过滤后，滤纸与称量瓶的总重，单位为g。污水COD检测方法为快速消解法(HJ828-2017)。污泥浓度与污水COD的检测数据已在下述实施例和对比例中具体说明。
实施例1
本实施例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于炼化污水处理厂的污泥浓度为7120mg/L、污水COD为66mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h从臭氧超声塔i的物料入口2处泵送至臭氧超声塔i下部的臭氧段，臭氧投加量为310g/m3条件下氧化分解30min，得到氧化分解后的剩余活性污泥。
2)将上述氧化分解后的剩余活性污泥泵送至臭氧段上部的超声段，超声波发生器3的频率设为20KHz，超声作用10min后从物料出口4溢流出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
对泥水混合物j的污水COD和污泥浓度进行检测，结果显示，污水COD为83mg/L，污泥浓度为5717mg/L。
3)将上述泥水混合物j泵送至沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起泵送至AO池c的入口处，与浮选池b来水混合进入下一循环；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
本实施例中的剩余活性污泥未处理前污泥浓度为7120mg/L，处理后污泥浓度为5717mg/L，通过计算可知，污泥减量了19.71％。
实施例2
本实施例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于炼化污水处理厂的污泥浓度为7120mg/L、污水COD为66mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h从臭氧超声塔i的物料入口2处泵送至臭氧超声塔i下部的臭氧段，臭氧投加量为310g/m3条件下氧化分解60min，得到氧化分解后的剩余活性污泥。
2)将上述氧化分解后的剩余活性污泥泵送至臭氧段上部的超声段，超声波发生器3的频率设为20KHz，超声作用10min后从物料出口4溢流出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
对泥水混合物j的污水COD和污泥浓度进行检测，结果显示，污水COD为102mg/L，污泥浓度为4325mg/L。
3)将上述泥水混合物j泵送至沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起泵送至AO池c的入口处，与浮选池b来水混合进入下一循环；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
本实施例中的剩余活性污泥未处理前污泥浓度为7120mg/L，处理后污泥浓度为4325mg/L，通过计算可知，污泥减量了39.26％。本实施例在实施例1的基础上对氧化分解的时间进行了延长，从数据对比可知，污泥减量的效果得到了提升。
实施例3
本实施例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于炼化污水处理厂的污泥浓度为7120mg/L、污水COD为66mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h从臭氧超声塔i的物料入口2处泵送至臭氧超声塔i下部的臭氧段，臭氧投加量为620g/m3条件下氧化分解60min，得到氧化分解后的剩余活性污泥。
2)将上述氧化分解后的剩余活性污泥泵送至臭氧段上部的超声段，超声波发生器3的频率设为20KHz，超声作用30min后从物料出口4溢流出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
对泥水混合物j的污水COD和污泥浓度进行检测，结果显示，污水COD为118mg/L，污泥浓度为3325mg/L。
3)将上述泥水混合物j泵送至沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起泵送至AO池c的入口处，与浮选池b来水混合进入下一循环；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
本实施例中的剩余活性污泥未处理前污泥浓度为7120mg/L，处理后污泥浓度为3325mg/L，通过计算可知，污泥减量了53.30％。本实施例在实施例2的基础上增加了臭氧投加量至原来的两倍，超声作用时间也从10min延长至30min，从数据对比可知，污泥减量的效果进一步得到提升。
实施例4
本实施例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于工业园区污水处理厂的污泥浓度为6220mg/L、污水COD为60mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h从臭氧超声塔i的物料入口2处泵送至臭氧超声塔i下部的臭氧段，臭氧投加量为310g/m3条件下氧化分解30min，得到氧化分解后的剩余活性污泥。
2)将上述氧化分解后的剩余活性污泥泵送至臭氧段上部的超声段，超声波发生器3的频率设为25KHz，超声作用10min后从物料出口4溢流出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
对泥水混合物j的污水COD和污泥浓度进行检测，结果显示，污水COD为153mg/L，污泥浓度为3987mg/L。
3)将上述泥水混合物j泵送至沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起泵送至AO池c的入口处，与浮选池b来水混合进入下一循环；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
本实施例中的剩余活性污泥未处理前污泥浓度为6220mg/L，处理后污泥浓度为3987mg/L，通过计算可知，污泥减量了35.90％。本实施例在实施例1的基础上将剩余活性污泥的来源从炼化污水处理厂替换为工业园区污水处理厂，同时将超声作用频率从20KHz增加至25KHz，污泥减量的效果明显得到提升，从而说明来源于工业园区污水处理厂的二沉池剩余活性污泥相比于炼化污水处理厂的二沉池剩余活性污泥成分简单，较好处理。
实施例5
本实施例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于工业园区污水处理厂的污泥浓度为6220mg/L、污水COD为60mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h从臭氧超声塔i的物料入口2处泵送至臭氧超声塔i下部的臭氧段，臭氧投加量为310g/m3条件下氧化分解60min，得到氧化分解后的剩余活性污泥。
2)将上述氧化分解后的剩余活性污泥泵送至臭氧段上部的超声段，超声波发生器3的频率设为25KHz，超声作用10min后从物料出口4溢流出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
对泥水混合物j的污水COD和污泥浓度进行检测，结果显示，污水COD为173mg/L，污泥浓度为3512mg/L。
3)将上述泥水混合物j泵送至沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起泵送至AO池c的入口处，与浮选池b来水混合进入下一循环；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
本实施例中的剩余活性污泥未处理前污泥浓度为6220mg/L，处理后污泥浓度为3512mg/L，通过计算可知，污泥减量了43.54％。本实施例在实施例4的基础上将氧化分解时间从30min增加至60min，污泥减量的效果得到提升。
实施例6
本实施例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于工业园区污水处理厂的污泥浓度为6220mg/L、污水COD为60mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h从臭氧超声塔i的物料入口2处泵送至臭氧超声塔i下部的臭氧段，臭氧投加量为310g/m3条件下氧化分解60min，得到氧化分解后的剩余活性污泥。
2)将上述氧化分解后的剩余活性污泥泵送至臭氧段上部的超声段，超声波发生器3的频率设为25KHz，超声作用30min后从物料出口4溢流出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
对泥水混合物j的污水COD和污泥浓度进行检测，结果显示，污水COD为186mg/L，污泥浓度为3315mg/L。
3)将上述泥水混合物j泵送至沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起泵送至AO池c的入口处，与浮选池b来水混合进入下一循环；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
本实施例中的剩余活性污泥未处理前污泥浓度为6220mg/L，处理后污泥浓度为3315mg/L，通过计算可知，污泥减量了46.70％。本实施例在实施例5的基础上将超声作用时间从10min增加至30min，污泥减量的效果进一步提升。
实施例7
本实施例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于城市污水处理厂的污泥浓度为10220mg/L、污水COD为80mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h从臭氧超声塔i的物料入口2处泵送至臭氧超声塔i下部的臭氧段，臭氧投加量为310g/m3条件下氧化分解30min，得到氧化分解后的剩余活性污泥。
2)将上述氧化分解后的剩余活性污泥泵送至臭氧段上部的超声段，超声波发生器3的频率设为20KHz，超声作用10min后从物料出口4溢流出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
对泥水混合物j的污水COD和污泥浓度进行检测，结果显示，污水COD为153mg/L，污泥浓度为4292mg/L。
3)将上述泥水混合物j泵送至沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起泵送至AO池c的入口处，与浮选池b来水混合进入下一循环；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
本实施例中的剩余活性污泥未处理前污泥浓度为10220mg/L，处理后污泥浓度为4292mg/L，通过计算可知，污泥减量了58.00％。本实施例在实施例1的基础上将二沉池剩余活性污泥的来源从炼化污水处理厂替换为城市污水处理厂，污泥减量的效果得到了显著提升。本实施例结合实施例1和实施例4可以说明来源于城市污水处理厂的二沉池剩余活性污泥相比于炼化污水处理厂和工业园区污水处理厂的二沉池剩余活性污泥成分简单，较好处理。
实施例8
本实施例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于城市污水处理厂的污泥浓度为10220mg/L、污水COD为80mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h从臭氧超声塔i的物料入口2处泵送至臭氧超声塔i下部的臭氧段，臭氧投加量为620g/m3条件下氧化分解60min，得到氧化分解后的剩余活性污泥。
2)将上述氧化分解后的剩余活性污泥泵送至臭氧段上部的超声段，超声波发生器3的频率设为20KHz，超声作用10min后从物料出口4溢流出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
对泥水混合物j的污水COD和污泥浓度进行检测，结果显示，污水COD为188mg/L，污泥浓度为3995mg/L。
3)将上述泥水混合物j泵送至沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起泵送至AO池c的入口处，与浮选池b来水混合进入下一循环；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
本实施例中的剩余活性污泥未处理前污泥浓度为10220mg/L，处理后污泥浓度为3995mg/L，通过计算可知，污泥减量了60.91％。本实施例在实施例7的基础上将臭氧投加量从310g/m3增加至620g/m3，氧化分解时间从30min增加至60min，污泥减量的效果稍有提升。
实施例9
本实施例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于城市污水处理厂的污泥浓度为10220mg/L、污水COD为80mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h从臭氧超声塔i的物料入口2处泵送至臭氧超声塔i下部的臭氧段，臭氧投加量为620g/m3条件下氧化分解60min，得到氧化分解后的剩余活性污泥。
2)将上述氧化分解后的剩余活性污泥泵送至臭氧段上部的超声段，超声波发生器3的频率设为20KHz，超声作用30min后从物料出口4溢流出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
对泥水混合物j的污水COD和污泥浓度进行检测，结果显示，污水COD为218mg/L，污泥浓度为3292mg/L。
3)将上述泥水混合物j泵送至沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起泵送至AO池c的入口处，与浮选池b来水混合进入下一循环；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
本实施例中的剩余活性污泥未处理前污泥浓度为10220mg/L，处理后污泥浓度为3292mg/L，通过计算可知，污泥减量了67.79％。本实施例在实施例8的基础上将超声作用的时间从10min增加至30min，污泥减量的效果得到进一步提升。
对比例1
本对比例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于炼化污水处理厂的污泥浓度为7120mg/L、污水COD为66mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h不使用臭氧超声塔i处理，直接泵送至沉降罐k沉降。检测可知，污泥浓度和污水COD值无变化。
从对比例1可知，对剩余活性污泥不使用臭氧超声塔进行臭氧和超声联合处理，仅采用沉降罐沉降处理没有任何污泥减量效果。
对比例2
本对比例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于工业园区污水处理厂的污泥浓度为6220mg/L、污水COD为60mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h从臭氧超声塔i的物料入口2处泵送至臭氧超声塔i下部的臭氧段，臭氧投加量为310g/m3条件下氧化分解30min，得到氧化分解后的剩余活性污泥。不开启臭氧超声塔i的超声波发生器3，直接将氧化分解后的剩余活性污泥引流出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
对泥水混合物j的污水COD和污泥浓度进行检测，结果显示，污水COD为88mg/L，污泥浓度为5725mg/L。
2)将上述泥水混合物j泵送至沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起泵送至AO池c的入口处，与浮选池b来水混合进入下一循环；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
本对比例中的剩余活性污泥未处理前污泥浓度为6220mg/L，处理后污泥浓度为5725mg/L，通过计算可知，污泥减量了7.95％。从对比例2可知，仅采用臭氧氧化的手段对剩余活性污泥进行处理，污泥减量化的效果并不理想。
对比例3
本对比例的处理剩余活性污泥的方法包括以下步骤，请同时参考图1和图2：
1)将来自于城市污水处理厂的污泥浓度为10220mg/L、污水COD为80mg/L的二沉池e的剩余活性污泥h从臭氧超声塔i的物料入口2处泵送至臭氧超声塔上部的超声段，塔内不通入臭氧，将超声波发生器3的频率设为19KHz，超声作用30min后从物料出口4溢流出臭氧超声塔i，得到泥水混合物j。
对泥水混合物j的污水COD和污泥浓度进行检测，结果显示，污水COD为116mg/L，污泥浓度为10056mg/L。
2)将上述泥水混合物j泵送至沉降罐k沉降，沉降后的上层污水m与回流污泥g一起泵送至AO池c的入口处，与浮选池b来水混合进入下一循环；沉降后的下层污泥n经污泥干化装置o干化后再外委处理。
本对比例中的剩余活性污泥未处理前污泥浓度为10220mg/L，处理后污泥浓度为10056mg/L，通过计算可知，污泥减量了1.60％。从对比例3可知，仅采用超声的手段对剩余活性污泥进行处理，污泥减量化的效果非常不理想。
综上，从实施例1-9以及对比例1-3的数据中可以看出，本发明所采用的使用内部具有臭氧段和超声段的臭氧超声塔作为装置对二沉池的剩余活性污泥进行先臭氧后超声的技术手段，其污泥减量化效果远远优于只臭氧氧化和只超声的单一处理手段；在一定范围内，增加臭氧氧化的时间、臭氧投加量、超声作用频率、超声作用时间都能使污泥减量化的效果有所提升；二沉池剩余活性污泥的来源不同，处理难度也会有所不同，处理难度：炼化污水处理厂的二沉池剩余活性污泥>工业园区污水处理厂的二沉池剩余活性污泥>城市污水处理厂的二沉池剩余活性污泥。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本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本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种处理剩余活性污泥的方法，其特征在于，采用内部具有臭氧段和超声段的臭氧超声塔作为装置，所述方法包括以下步骤：
使来自二沉池的剩余活性污泥进入所述臭氧超声塔下部的所述臭氧段与臭氧接触进行氧化处理，得到氧化分解后的剩余活性污泥；将所述氧化分解后的剩余活性污泥上行至所述臭氧段上部的超声段进行超声处理后引出所述臭氧超声塔，得到泥水混合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述泥水混合物进行沉降分离，分离得到上层污水和下层污泥。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述上层污水返回至AO池入口处与浮选池来水混合进入下一循环。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化处理中，臭氧与所述剩余活性污泥的质量体积比为(310-620)g：1m3。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述氧化处理的时间为30-60min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述超声处理中，超声频率为19-25KHz。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述超声处理的时间为10-30min。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述剩余活性污泥的污泥浓度为6200-10000mg/L。
9.一种用于实施权利要求1-8任一项所述方法的处理剩余活性污泥的装置，其特征在于，包括内部具有臭氧段和超声段的臭氧超声塔，所述臭氧段位于所述臭氧超声塔的下部，所述超声段位于所述臭氧段的上部；
所述臭氧超声塔还包括物料入口和物料出口，所述物料入口位于所述臭氧超声塔的底部，所述物料出口位于所述臭氧超声塔的顶部。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述臭氧段设有钛盘分布器。
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