CN115286192A - 采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种采用混凝‑微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法。所述方法包括混凝、微滤和碳源收储阶段。其中混凝‑微滤联用对短程发酵污泥进行混凝以改善污泥的沉降性和脱水性,并通过以合金钢网微滤膜为核心组件的微滤设备对发酵液进行快速地、高碳源保留度地分离回收,回收碳源中短链脂肪酸含量高、污泥和悬浮物含量低,碳源的品质得到提升;碳源收储阶段采用带有循环水冷却和保温的密封性存储罐对回收碳源进行收储,以减少碳源的损失。本发明实现了对高可生化性碳源的快速高保留度地回收和低损耗收储,也可为发酵碳源生化段回补脱氮除磷和短链脂肪酸类资源化物质的商品化生产过程提供低成本、低时耗、操作性强的整体工艺和方法。

Description

采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法
技术领域
本发明涉及污水处理、污泥资源化、清洁能源生产及污泥脱水等技术领域, 提供了一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法,尤其针对 污水处理过程中剩余污泥和进水富碳悬浮物的短程发酵生产短链脂肪酸过程的 富含碳源的发酵液的高效分离和回收。
背景技术
氮磷元素超标是造成水体富营养化的主要因素。目前城市污水处理厂普遍采 用生物法去除污水中过量的氮磷元素,在生物脱氮除磷的过程中需要易生物降解 的有机物作为碳源,如短链挥发性脂肪酸(Short-chain Volatile Fatty Acid,SCFA)。 随着国家颁布的污水排放标准日益严格,碳源不足已经成为污水生物脱氮除磷处 理的瓶颈。投加外加碳源不仅增加了污水生物处理的成本,还会随着有机物的消 耗和微生物体的生长繁殖产生大量的剩余污泥。目前较前沿的系统性解决该问题 的方式逐渐聚焦到了利用剩余污泥开发污水生物处理内碳源上,剩余污泥厌氧发 酵被广泛用于污泥处理,厌氧发酵不仅将污泥中有机物转化为小分子有机酸物质, 而且能够达到总体污泥减量和降低污泥处理成本的目的。有机酸物质作为碳源用 于污水处理厂生物处理系统,解决因碳源短缺导致污水处理效果差的问题,降低 运行成本,减少因投加外碳源而造成的二次污染。目前已有的研究主要集中在内 碳源的释放和转化以及尝试应用于生物处理系统上,但快速和高效地回收发酵所 的碳源的方法研究较少,对回收碳源的可生化性也没有较好的评估和控制。
污泥的胞外聚合物是微生物胞外除细胞和水以外的第三大组成部分,是污泥 内碳源的主要储存物质,占剩余污泥总有机物的50-90%,主要由蛋白质和多糖 以及腐殖质等组成,空间结构上由内而外分为TB-EPS、LB-EPS以及溶解性EPS, 除TB-EPS较难以剥离以外,溶解性和松散结合的EPS容易通过理化方法实现剥 离。促进污泥内碳源释放的主要手段是进行包括但不限于物理的、化学的、生物 的以及多种类型联用的预处理。生物表面活性剂及碱处理预处理过程可以促进剩 余污泥胞外聚合物的破解或者悬浮颗粒物的结构破解而松散化进一步促进水解 过程,高速水力旋流可以通过剩余污泥颗粒或者悬浮颗粒物在旋流器内部的高速 自旋和公旋运动将污泥胞外聚合物高效剥离促进水解,或者将松散颗粒物进一步 破解降低粒度促进水解过程,增加系统内可溶性蛋白和溶解性多糖的含量,为厌 氧发酵产酸微生物提供更多的发酵基质,并改善发酵系统流变性,促进微生物与 基质间的接触传质,促使厌氧发酵系统产酸阶段快速启动并在3-5天内快速积累 大量短链脂肪酸,提升发酵碳源的可生化性。
混凝沉淀工艺已在污水中去除高浓度悬浮物,调理改善污水处理厂剩余污泥 促进脱水等过程中广泛使用,并被证实是可以去除污水中COD、氟离子等多种 污染成分。其原理主要是通过添加混絮凝剂改变水溶液中的污泥絮团及其他类胶 体颗粒的双电层从而改变其Zeta电位促使其极性改变发生絮凝,并通过化学作 用、吸附、架桥以及网捕等作用进行絮凝从而快速沉降。在短程发酵污泥调理混 凝过程中污泥的脱水性能改善可以提升短程发酵污泥的进一步脱水处理效率,然 而混凝沉降过程中不同混絮凝剂核心组分的作用对污泥短程发酵液中的组分的 造成差异影响,如PAC、PFS等以金属盐多聚物为核心组分的高分子混凝剂,其 铁离子和铝离子对发酵液中有机成分的配位络合作用较强,会对发酵液中溶解性 COD造成损失,所以对于具体药剂量的控制非常重要,而对于有机絮凝剂如阳 离子PAM,由于有机大分子结构与发酵液中有机组分作用效果不明显,所以常 被用于内含有机物的悬浮固体混凝沉降,而保留液体组分中的有机物。
微网膜筛过滤技术(微滤技术)已被证实可以去除污水中的悬浮物,通过改 性的微滤膜还可以通过特定负载的官能团和金属离子对污水中难降解有机物或 重金属进行吸附络合和催化降解,已有运用铁铝盐混凝剂处理含砷类废水并通过 微滤膜进行截留去除的研究,国外曾有采用微筛截取初沉污泥中大颗粒有机质进 行干化后燃烧进行热电转化为污水处理厂功能的利用先例,证明了微网膜筛在水 处理工艺中的实际应用价值,然而微网膜筛过滤技术在污泥资源化领域及碳源回 收过程的应用研究还属空白。
发明内容
有鉴于以上技术背景,本发明的主要目的是提供一种采用混凝-微滤快速高 质量回收短程发酵转化碳源的方法,以期至少部分地解决以上问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程 发酵转化碳源的方法,所述方法包括污水厂污泥短程发酵转化碳源快速高质量回 收工艺以及采用本发明工艺进行高效回收的方法。
发明所述工艺包括混凝-微滤高效回收转化碳源单元和发酵碳源收储单元。
其中:
混凝-微滤联用回收短程发酵碳源单元,包括混凝沉淀池、平膜微滤装置以 及微滤清洗水储池,用于对短程发酵污泥进行混絮凝处里和固液分离,以高保留 度、快速地回收发酵碳源。
发酵碳源收储单元,包括碳源收储池,用于储存发酵碳源以备后续资源化利 用。
其中,发酵污泥混凝沉淀池与平膜微滤设备连接,并配备隔膜泵和清洗水高 压泵;平膜微滤设备分置清洗水池、发酵滤液收集池、渣泥收集池,并通过隔膜 泵与离心泵分别与发酵碳源收储池和渣泥脱水单元连接。
其中,发酵碳源收储池配备循环水冷却保温组件,对回收碳源进行中低温保 存,并配备密封处理以尽量减少内部残留微生物的内源呼吸消耗。
具体地,本发明通过以下技术方案来实现:
一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法,包括以下步 骤:
(1)采用混凝剂和絮凝剂对剩余污泥短程发酵污泥进行混凝沉降;
(2)采用微滤设备对步骤(1)中混凝沉淀后的污泥发酵液进行快速分离, 回收碳源含量高、含固率低的短程发酵碳源;
(3)收集混凝-微滤后的短程发酵碳源进行收储。
优选的,所述短程发酵污泥是指将污泥加入生物表面活性剂(pH调至8.0) 或强碱(pH=10.0)预处理,预处理后的污泥或悬浮物泵入厌氧发酵罐,启动减 速搅拌机维持50-70r/min,持续在35-40℃发酵3-5天后的污泥,其工艺使用设 备模块包括混凝-微滤回收碳源阶段及碳源收储阶段。
优选的,用于发酵的污泥涵盖生活污水、工业废水的活性剩余污泥、生活污 水、工业污水前端进水截留的物化污泥(截留手段包括但不限于气浮截留和微滤 截留)。
优选的,采用混凝沉降与微滤设备联用对短程发酵所得污泥发酵液进行快速 固液分离和碳源回收。
优选的,采用有机絮凝剂阳离子PAM(CPAM)对短程发酵所的污泥发酵液 进行混凝沉淀,其中,污泥浓度为45-60g/L,混絮凝剂CPAM的使用浓度0.2%, 投药量为5.0-7.5mg/gTSS。该药剂浓度的选择与水厂常规使用一致,主要为实现 与水厂原位使用的最大契合度,具体投加浓度的选择是通过对短程发酵污泥的脱 水性的试验获得最优的调剂药量,同时用过对调理前后发酵液中有机质含量的保 留度比较,实现最大化的改善脱水性和碳源保留度,具体结果如附图4所示。
优选的,所述步骤(1)的具体过程为:通过发酵罐排泥泵将短程发酵污泥 排入混凝沉淀池,并加入CPAM进行调理絮凝,100r/min快速搅拌3-5min, 20-30r/min慢速搅拌10-20min,沉降2-4h。具体调理参数的选择相对于实验室规 模略有不同,主要是因为调理污泥浓度和污泥量的区别导致的,本专利技术的获 得是采用吨级规模的中试试验获得,其中污泥浓度为45-60g/L,3-5min的 100r/min快速搅拌可以实现混凝剂与污泥的充分接触,促进污泥絮体的失稳; 10-20min的20-30r/min的慢速搅拌为了促进污泥絮体的扩大和架桥及网补作用 促进污泥沉降。
优选的,采用主要有合金钢网微滤膜与电控和动力模块组建的平膜微滤设备 对混凝沉淀后的污泥发酵液进行微滤,使用微滤膜网的最适孔径范围为150-300 目,对应40-100微米,微滤时间为2h。本技术中测试使用微滤设备为定制平膜 微滤设备,额定污泥水处理量为5m3/h,由于污泥浓度较大和微网筛孔较小,所 以为了实现发酵液的最大回收量,处理时间经过测试优化为2h。
优选的,所述步骤(2)的具体过程为:将混凝沉降后的污泥发酵液通混凝 沉淀池排泥泵泵入微滤装置(本发明中采用市售平膜微滤设备)。并打开清洗水 (污水厂生化池进水)高压泵、发酵碳源排出泵、渣泥排出泵,进行微滤分离操 作,过程采用程控调节。
优选的,所述发酵碳源收储单元采用配备循环水冷却、保温、密封组件的碳 源存储池,减少存储过程碳源的损失。
优选的,所述步骤(3)的具体过程为:将微滤后收集的发酵碳源泵入碳源 收储池(桶)以备生化段回补或外运,将收集的渣泥排入污水厂污泥脱水单元进 行脱水处理。
本发明的技术原理如下:
通过加入混絮凝剂对发酵污泥进行调理,改善脱水性能,增大污泥絮体,增 强污泥的沉降性,然后通过沉淀过程实现初步固液分离,最后通过微滤技术去除 发酵碳源中的大量固体悬浮物,实现发酵液的碳源高保留度快速回收。此技术方 法也可用于采用污泥厌氧系统产业化制备短链脂肪酸的产物回收和收集,以实现 后期产物提纯和产品化制备过程。
基于上述技术方案可知,本发明的一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程 发酵转化碳源的方法相对于现有技术至少具有如下有益效果之一:
(1)通过改善短程发酵污泥的脱水特性,快速高效的进行短程发酵污泥发 酵液的固液分离;
(2)能够实现短程污泥发酵污泥碳源高保留度的回收;
(3)可以为转化碳源的生化段回用和短链脂肪酸类资源化物质的生产-回 收-富集-商品化过程等提供低成本、强可行性的回收和收储方法。
附图说明
图1为本发明的技术路线图;
图2为本发明中污泥短程发酵转化碳源高效回收装置工艺图;
图3为本发明中采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法的 具体流程图;
图4为短程发酵碳源回收与混絮凝剂的选择性分析结果;
图5为采用混凝-微滤对污泥发酵液的处理效果(图5A)和碳源保留度分析 (图5B)。
上述附图中,附图2中标记含义如下:
1-污泥或悬浮物调理罐 1.1-调理罐排泥泵 2-高速水力旋流器
2.1-旋流重质回流阀 2.2-旋流轻质回流阀 3-厌氧发酵罐
3.1-发酵罐排泥泵 4-污泥混凝沉淀池 4.1-混凝沉淀排泥泵
5-微滤装置 5.1-微滤清洗水池 5.2-高压清洗泵
5.3-微滤发酵液排出泵 5.4-微滤渣泥排泥泵 6-发酵碳源收储罐
7-污泥脱水单元
具体实施方式
下面结合附图和实施案例对本发明进行进一步详细说明,但本发明不局限于 此。
总实施例
如图1本方法的技术路线图所示,本发明提供了一种采用混凝-微滤快速高 质量回收短程发酵转化碳源的方法,主要包括混凝-微滤高效回收发酵碳源阶段 以及发酵碳源收储阶段。
具体分阶段操作如下(以实际毛纺工业污水处理厂剩余污泥和进水悬浮物资 源化产酸和高效回收为例):
(1)剩余污泥及富集悬浮物的预处理的释放内碳源阶段:将剩余活性污泥 或进水悬浮物富集(悬浮物可有微滤设备截留)后泵入污泥调理罐,同时加入生 物表面活性剂(pH调至8.0)或强碱(pH=10.0)。
(2)短程发酵转化制备高可生化性碳源阶段:将预处理后的污泥或悬浮物 通过调理罐排泥泵泵入厌氧发酵罐,启动减速搅拌机维持50-70r/min,持续在 35-40℃发酵3-5天,发酵过程监测系统SCOD、TN、TP、pH、TSS、VSS等指 标。
(3)混凝-微滤高效回收发酵碳源阶段(上):发酵结束后,采用有机絮凝 剂阳离子PAM(CPAM)对短程发酵所的污泥发酵液进行混凝沉淀,其中,污泥 浓度为45-60g/L,混絮凝剂CPAM的使用浓度0.2%,投药量为5.0-7.5mg/gTSS, 100r/min快速搅拌3-5min,20-30r/min慢速搅拌10-20min,沉降2-4h。
(4)混凝-微滤高效回收发酵碳源阶段(下):将混凝沉降后的污泥发酵液 通混凝沉淀池排泥泵泵入微滤装置(本发明中采用市售平膜微滤设备,其中膜孔 150-300目)。并打开清洗水(污水厂生化池进水)高压泵、发酵碳源排出泵、渣 泥排出泵,进行微滤分离操作,过程采用程控调节。
(5)发酵碳源收储和渣泥脱水阶段:微滤过程中将微滤收集的发酵碳源泵 入碳源收储池以备生化段回补使用,将收集的渣泥排入污水厂污泥脱水单元进行 脱水干化。碳源储池采用循环水冷却、保温、密封保存;渣泥采用机械压滤或者 带式干燥以备后续资源化利用。
具体实施案例1如下:
一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法,本发明工艺 和方法所使用的装置如图2所示,具体包括:1-污泥或悬浮物富集调理罐;1.1- 调理罐排泥泵;2-高速水力旋流器,2.1-旋流重质回流阀,2.2-旋流轻质回流阀; 3-污泥或悬浮物厌氧短程发酵罐;3.1-短程发酵罐排泥泵;4-短程发酵污泥混絮 凝调理沉淀罐;4.1-混凝沉淀罐排泥排水泵(微滤装置进水泵);5-微滤装置,5.1- 微滤装置清洗水池,5.2-高压清洗水泵,5.3-微滤清液(富碳源发酵液)排出泵, 5.4-微滤滤渣(浓泥)排泥泵;6-发酵碳源收储罐;7-污泥脱水单元。
如图3所示,具体的操作过程如下:
(1)将剩余活性污泥或进水悬浮物富集后泵入污泥调理罐,同时加入生物 表面活性剂或者强碱进行调理;
(2)将预处理后的污泥或悬浮物通过调理罐排泥泵泵入厌氧发酵罐,启动 减速搅拌机维持50-70r/min,持续中温发酵3-5天,检测系统 SCOD/TN/TP/pH/TSS/VSS/VFAs;
(3)发酵结束后,通过发酵罐排泥泵将短程发酵污泥排入混凝沉淀池,并 加入CPAM进行调理絮凝,100r/min快速搅拌3-5min,20-30r/min慢速搅拌 10-20min,沉降2-4h;
(4)将混凝沉淀后的污泥发酵液通过混凝沉淀池排泥泵泵入微滤装置(本 发明中采用市售平膜微滤设备,采用150-300目微孔合金钢网膜)。并打开清洗 水(采用生化池进水)高压泵、发酵碳源排出泵、渣泥排出泵,进行微滤分离操 作,过程采用程控调节;
(5)微滤过程中将微滤收集的发酵液碳源泵入碳源收储池以备生化段使用, 将收集的渣泥排入污水处理厂污泥脱水单元进行干化处理,以备后续资源化利用。
具体实施案例2如下:
资源化处理山东省菏泽市某毛纺工业污水处理厂剩余污泥和进水悬浮物高 效回收发酵碳源。本实施例的实际废水和污泥的初始指标如表1所示。
表1.毛纺污水处理厂进水及污泥指标
Figure BDA0003737019070000081
本实施例采用COD作为发酵液碳源总含量评价指标,以碳源中短链脂肪酸 占比和发酵液碳氮磷比例作为可生化性评价指标,以2m3污泥(污泥浓度为52.0 g/L)进行中试规模试验,根据实验结果(图4和图5)显示中温短程发酵剩余 污泥和悬浮物物化污泥3-5天后所得发酵液的溶解性COD分别为 SCODWS=5500mg/L、SCODAFS=4380mg/L;C:N:P分别为50:5:1和60:4:1;短链 脂肪酸转化效能分别为ηWS=156mg/g VSS、ηAFS=83mg/g VSS,其中,乙酸和丙 酸的占比分别为WWS=67.9%、WAFS=81%;说明短程发酵污泥和悬浮物均可获得 高可生化性碳源。
实施例中对短程发酵污泥液进行混凝-微滤回收碳源过程,投加絮凝剂为 PAM,投加量为7.5mg/g TSS,混凝沉降总时间为2.5小时,平膜微滤设备处理 过程采用150目合金钢网微滤膜,时间为2h(前面写为2h),回收碳源 SCODWS-MIC=4840mg/L、SCODAFS-MIC=3942mg/L,碳源保留度分别为ωWS=88% 和ωAFS=90%;说明混凝-微滤联用可以快速、高碳源保留度地回收发酵碳源。
实际应用潜力评估:
(一)根据污水处理厂实际进水情况,对污水厂采用本发明进行悬浮物富 集并短程发酵产酸和混凝-微滤高效回收碳源的潜力进行评估:
污水处理厂日处理水量VINF=2000m3,则:
进水中悬浮物总含量:MTSS=V×TSS=55.6t,即可用于短程发酵的富碳悬浮 物总量为55.6吨。
进水中挥发性悬浮物含量:MVSS=V×VSS=14.94t,则悬浮物富集预处理后 进行短程发酵产酸潜力核算如下:
短链脂肪酸总产量:
MVFA=ηAFS×MVSS=ηAFS×VINF×VSS=83×2000×103×7.47÷109=1.24t
混凝-微滤联用回收悬浮物短程发酵碳源的保留度为90%,则:
MVFA-MIC=MVFA×90%=1.116t
综上,以中试水厂2000立方处理水量中的悬浮物进行短程发酵制备碳源并 经混凝-微滤联用高效回收碳源后可得含乙酸和丙酸81%的短链脂肪酸至少 1.116t。
(二)根据污水处理厂实际剩余污泥情况,对污水厂采用本发明进行剩余 污泥短程发酵产酸和混凝-微滤高效回收碳源的潜力进行评估:
污水处理厂日产未脱水剩余污泥VWS=500m3,污泥TSS为56g/L,污泥VSS 为20g/L,即可用于短程发酵的剩余污泥总量为500吨。
污泥中悬浮物总含量:MTSS=VWS×TSS=28t,
污泥中挥发性悬浮物含量:MVSS=V×VSS=10t,则剩余污泥预处理后进行 短程发酵产酸潜力核算如下:
短链脂肪酸总产量:
MVFA=ηWS×MVSS=ηWS×VWS×VSS=156×500×103×20÷109=1.56t
混凝-微滤联用回收悬浮物短程发酵碳源的保留度为88%,则:
MVFA-MIC=MVFA×88%=1.37t
综上,以中试水厂500m3日产剩余污泥进行短程发酵制备碳源并经混凝-微 滤联用高效回收碳源后可得含乙酸和丙酸67.9%的短链脂肪酸至少1.37t。
由此可见,本发明通过混凝-微滤联用方法可高效回收污泥短程发酵转化碳 源。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精 神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护 范围内。

Claims (10)

1.一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法,包括以下步骤:
(1)采用混凝剂和絮凝剂对剩余污泥短程发酵污泥进行混凝沉降;
(2)采用微滤设备对步骤(1)中混凝沉淀后的污泥发酵液进行快速分离,回收碳源含量高、含固率低的短程发酵碳源;
(3)收集混凝-微滤后的短程发酵碳源进行收储。
2.根据权利要求1所述一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法,其特征在于,所述短程发酵污泥是指将污泥加入生物表面活性剂(pH调至8.0)或强碱(pH=10.0)预处理,预处理后的污泥或悬浮物泵入厌氧发酵罐,启动减速搅拌机维持50-70r/min,持续在35-40℃发酵3-5天后的污泥,其工艺使用设备模块包括混凝-微滤回收碳源阶段及碳源收储阶段。
3.根据权利要求1所述的一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法,其特征在于用于发酵的污泥涵盖生活污水、工业废水的活性剩余污泥及生活污水、工业污水前端进水截留的物化污泥,其中,截留手段包括但不限于气浮截留和微滤截留。
4.根据权利要求1中所述一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法,其特征在于采用混凝沉降与微滤设备联用对短程发酵所得污泥发酵液进行快速固液分离和碳源回收。
5.根据权利要求1或4中所述采用混凝-微滤联用高效回收污泥短程发酵所得碳源的方法,其特征在于采用无机混凝剂与有机絮凝剂对短程发酵所的污泥发酵液进行混凝沉淀,采用有机絮凝剂阳离子PAM(CPAM)对短程发酵所的污泥发酵液进行混凝沉淀,其中,污泥浓度为45-60g/L,混絮凝剂CPAM的使用浓度0.2%,投药量为5.0-7.5mg/gTSS。
6.根据权利要求1或4所述的一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法,其特征在于所述步骤(1)的具体过程为:通过发酵罐排泥泵将短程发酵污泥排入混凝沉淀池,并加入CPAM进行调理絮凝,100r/min快速搅拌3-5min,20-30r/min慢速搅拌10-20min,沉降2-4h。
7.根据权利要求1或4中所述采用混凝-微滤联用高效回收污泥短程发酵所得碳源的方法,其特征在于采用主要由合金钢网微滤膜与电控和动力模块组建的平膜微滤设备对混凝沉淀后的污泥发酵液进行微滤,使用微滤膜网的最适孔径范围为150-300目,对应40-100微米,微滤时间为2h。
8.根据权利要求1所述的一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法,其特征在于所述步骤(2)的具体过程为:将混凝沉降后的污泥发酵液通混凝沉淀池排泥泵泵入微滤装置。并打开清洗水(污水厂生化池进水)高压泵、发酵碳源排出泵、渣泥排出泵,进行短程发酵污泥液的微滤分离操作,过程采用程控调节。
9.根据权利要求1所述的一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法,其特征在于所述发酵碳源收储单元采用配备循环水冷却、保温、密封组件的碳源存储池。
10.根据权利要求1所述的一种采用混凝-微滤快速高质量回收短程发酵转化碳源的方法,其特征在于所述步骤(3)的具体过程为:将微滤后收集的发酵碳源泵入碳源收储池(桶)以备生化段回补或外运,将收集的渣泥排入污水厂污泥脱水单元进行脱水处理。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000218294A (ja) * 1999-01-29 2000-08-08 Ngk Insulators Ltd 有機性汚泥の嫌気処理方法
CN103951146A (zh) * 2014-03-14 2014-07-30 上海申耀环保工程有限公司 一种污泥减量及干化联用方法
CN109485231A (zh) * 2018-12-14 2019-03-19 上海电力学院 一种剩余污泥的资源化处理方法
CN110436729A (zh) * 2019-08-27 2019-11-12 中国科学院生态环境研究中心 用于剩余污泥胞外聚合物剥离和资源化的装置及方法
CN114159847A (zh) * 2021-07-07 2022-03-11 云南北斗环境工程有限公司 一种重力微筛过滤污水净化方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000218294A (ja) * 1999-01-29 2000-08-08 Ngk Insulators Ltd 有機性汚泥の嫌気処理方法
CN103951146A (zh) * 2014-03-14 2014-07-30 上海申耀环保工程有限公司 一种污泥减量及干化联用方法
CN109485231A (zh) * 2018-12-14 2019-03-19 上海电力学院 一种剩余污泥的资源化处理方法
CN110436729A (zh) * 2019-08-27 2019-11-12 中国科学院生态环境研究中心 用于剩余污泥胞外聚合物剥离和资源化的装置及方法
CN114159847A (zh) * 2021-07-07 2022-03-11 云南北斗环境工程有限公司 一种重力微筛过滤污水净化方法

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