CN116621327A - 一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法。本发明利用污泥质生物炭，作为内源性碳源填料ECSF，依托传统活性污泥系统和内源性碳源填料ECSF，构建活性“重”泥系统。新的活性“重”泥系统中生物数量增加、种类增多，生物处理能力提升，可有效提升容积负荷和污水处理效率，且利用内源性碳源，可减少外部碳源投加，可增强脱氮除磷能力，可减少整个工艺系统剩余污泥产生量，可系统性降低污水处理全过程能耗物耗和成本，提升传统污水处理系统的效能。
Description
技术领域
本发明涉及污水及固废处理技术领域，具体为一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法。
背景技术
现有污水处理包括活性污泥法、生物膜法、污泥碳化处理技术等。
但是传统活性污泥法存在工艺系统效能偏低、脱氮除磷效果不稳定、剩余污泥产量偏大等问题，为此我们提出一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法，包括以下步骤：
步骤一污泥处理：将活性污泥处理系统中产生的剩余污泥进入污泥碳化生产线，制备出污泥质生物炭；
步骤二加工分类：将步骤一所得的污泥质生物炭通过特定工艺得到粒状污泥质生物炭，将该粒状污泥质生物炭作为内源性碳源填料ECSF；
步骤三投加填料：将步骤二所得内源性碳源填料ECSF投加至活性污泥处理系统的进水段；
步骤四参数调控：随着内源性碳源填料ECSF的逐步添加，活性污泥处理系统内形成新的活性“重”泥系统，通过出水指标的变化调控该处理系统的工艺参数；
步骤五循环处理：将活性“重”泥系统中产生的部分内源性碳源填料ECSF随剩余污泥再次进入污泥碳化处理系统，再次进行步骤一到步骤四。
优选的，所述步骤一中污泥质生物炭制备方法包括以下步骤：步骤1）调理改性：通过添加调理剂对污水处理厂剩余污泥进行调理，改变污泥性能，得到改性污泥；步骤2）脱水破碎：将步骤1）所得改性污泥通过板框压滤机进行脱水，使污泥形成泥饼，再用破碎机进行破碎，得到碎状泥块；步骤3）预热干化：将步骤2）所得碎状泥块输送至碳化机的预热干化段，将碳化机后段热源循环利用，控制碳化机后段温度在100°C左右进行预热干化得到预干化污泥；步骤4）干化碳化：将步骤3）所得预干化污泥输送至碳化机干化段，控制碳化机干化段工作温度在130-150°C之间，利用热源间接加热污泥，将含水率降到5%以下，将含水率低于5%的污泥输送至碳化机碳化段，在绝氧环境下，控制温度在400-600°C之间将污泥进行分解碳化，得到剩余物质为污泥质生物炭。
优选的，所述步骤二中污泥质生物炭含水率低于5%。
优选的，所述步骤三中添加的内源性碳源填料ECSF总量与活性污泥处理系统中污泥浓度正相关。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1．本发明利用碳化工艺处理后的污泥质生物炭，作为内源性碳源填料ECSF（Endogenous Carbon Source Filler），利用其特有的孔隙结构、比表面积等特点，依托传统活性污泥系统和内源性碳源填料ECSF，构建活性“重”泥系统。新的活性“重”泥系统中生物数量增加、种类增多，生物处理能力提升，可有效提升容积负荷和污水处理效率，而且利用内源性碳源，可减少外部碳源等药剂投加，可提高工艺系统效能、增强脱氮除磷能力，可提升系统稳定性，可进一步减少整个工艺系统剩余污泥产生量，可系统性降低污水处理全过程能耗物耗和成本，利用污水处理系统的碳化污泥提升传统污水处理系统的效能。
附图说明
图1为本发明第三个实施例系统流程示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供一种技术方案：一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法，包括以下步骤：
步骤一污泥处理：将活性污泥处理系统中产生的剩余污泥进入污泥碳化生产线，制备出污泥质生物炭；
步骤二加工分类：将步骤一所得的污泥质生物炭通过特定工艺得到粒状污泥质生物炭，将该粒状污泥质生物炭作为内源性碳源填料ECSF；
步骤三投加填料：将步骤二所得内源性碳源填料ECSF投加至活性污泥处理系统的进水段；
步骤四参数调控：随着内源性碳源填料ECSF的逐步添加，活性污泥处理系统内形成新的活性“重”泥系统，通过出水指标的变化调控该处理系统的工艺参数，新的活性“重”泥系统中微生物悬浮生长、附着生长共存，微生物数量增加、种类增多，生物处理能力提升，可有效提升容积负荷和污水处理效率；
步骤五循环处理：将活性“重”泥系统中产生的部分内源性碳源填料ECSF随剩余污泥再次进入污泥碳化处理系统，再次进行步骤一到步骤四。
实施例2：
该实施例基于上一个实施例，步骤一中污泥质生物炭制备方法包括以下步骤：步骤1）调理改性：通过添加调理剂对污水处理厂剩余污泥进行调理，改变污泥性能，得到改性污泥；步骤2）脱水破碎：将步骤1）所得改性污泥通过板框压滤机进行脱水，使污泥形成泥饼，再用破碎机进行破碎，得到碎状泥块；步骤3）预热干化：将步骤2）所得碎状泥块输送至碳化机的预热干化段，将碳化机后段热源循环利用，控制碳化机后段温度在100°C左右进行预热干化得到预干化污泥；步骤4）干化碳化：将步骤3）所得预干化污泥输送至碳化机干化段，控制碳化机干化段工作温度在130-150°C之间，利用热源间接加热污泥，将含水率降到5%以下，将含水率低于5%的污泥输送至碳化机碳化段，在绝氧环境下，控制温度在400-600°C之间将污泥进行分解碳化，得到污泥质生物炭。
步骤二中污泥质生物炭含水率低于5%，加工后用于作为内源性碳源填料ECSF。
步骤三中添加的内源性碳源填料ECSF总量与活性污泥处理系统中污泥浓度正相关。
实施例3：
请参阅图1，该实施例基于上两个实施例，为上两个实施例在卡鲁塞尔氧化沟工艺中利用内源性碳源填料ECSF构建活性“重”泥系统的实际应用，该卡鲁塞尔氧化沟工艺系统主要包括：进水提升和预处理系统、卡鲁塞尔型氧化沟、污泥回流泵站、二次沉淀池、深度处理工艺单元（精细格栅和转盘滤池）、出水消毒工艺单元以及污泥碳化系统，该实施例包括以下步骤：
步骤一污泥处理：将活性污泥处理系统中产生的剩余污泥进入污泥碳化生产线，通过添加调理剂对污水处理厂剩余污泥进行调理，将调理后的改性污泥通过板框压滤机进行脱水，使污泥形成含水率降到50%-60%泥饼，用破碎机进行破碎，将破碎后的污泥输送至碳化机的预热干化段，将碳化机后段热源循环利用，控制碳化机后段温度100°C左右进行预热干化，将含水率降到40%以下，将预热干化后含水率40%以下的污泥输送至碳化机干化段，控制碳化机干化段工作温度在130-150°C之间，利用热源间接加热污泥，将含水率降到5%以下，将含水率低于5%的污泥输送至碳化机碳化段，在绝氧环境下，控制温度在400-600°C之间将污泥进行分解碳化，得到污泥质生物炭；
步骤二加工分类：将步骤一所得的污泥质生物炭通过特定工艺得到粒状污泥质生物炭，将该污泥质生物炭作为内源性碳源填料ECSF；
步骤三投加填料：将步骤二所得内源性碳源填料ECSF投加至活性污泥处理系统的进水段，该活性污泥处理系统中污泥浓度为4000mg/l，添加的内源性碳源填料ECSF后系统污泥浓度为5000mg/L；
步骤四参数调控：随着内源性碳源填料ECSF的逐步添加，活性污泥处理系统内形成新的活性“重”泥系统，根据出水指标的变化调控该处理系统的工艺参数；
步骤五循环处理：将活性“重”泥系统中产生的部分内源性碳源填料ECSF随剩余污泥再次进入污泥碳化处理系统，再次进行步骤一-步骤四。
通过观测，在系统中初次投加内源性碳源填料ECSF约35天后，微生物附着内源性碳源填料ECSF生长形成类生物膜结构，系统呈生物多样性，其中微生物悬浮生长、附着生长共存，微生物数量增加、种类增多，生物处理能力提升，可有效提升容积负荷和污水处理效率。
该工艺系统在未投加内源性碳源填料ECSF之前的污水处理效果见下表1所示：
表1 未投加内源性碳源填料ECSF之前的污水处理效果表
| 水质指标 | 进水（mg/L） | 出水（mg/L） | 去除率 |
| 化学需氧量 | 233 | 20 | 91.4% |
| 氨氮 | 19.5 | 1.39 | 92.9% |
| 总磷 | 2.27 | 0.23 | 89.9% |
| 总氮 | 23.6 | 8.35 | 64.6% |
在该工艺系统投加内源性碳源填料ECSF总量为1000mg/L后的污水处理效果见下表2所示：
表2 投加内源性碳源填料ECSF总量为1000mg/L后的污水处理效果表
| 水质指标 | 进水（mg/L） | 出水（mg/L） | 去除率 |
| 化学需氧量 | 257 | 18 | 93.0% |
| 氨氮 | 18.6 | 1.15 | 93.8% |
| 总磷 | 2.31 | 0.16 | 93.1% |
| 总氮 | 22.8 | 5.09 | 77.7% |
从表2可以看出，投加ECSF后的系统出水水质良好，水质相关指标均优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A类排放指标限值，且大部分指标优于准四类水质指标限值要求。
由此可见，由于内源性碳源填料ECSF的加入，改变了原系统活性污泥的性能，形成新的活性“重”泥系统。活性“重”泥系统中生物数量增加、种类增多，生物处理能力提升，可有效提升容积负荷和污水处理效率，而且利用内源性碳源，可减少外部碳源等药剂投加，可增强生物脱氮除磷能力，可提升系统稳定性，可减少整个工艺系统剩余污泥产生量，可系统性降低污水处理全过程能耗物耗和成本，提升污水处理系统的效能。
实施例4：
本发明通过利用碳化处置后的污泥质生物炭，作为内源性碳源填料ECSF，利用于污水处理过程，提供了一种新的污泥质生物炭利用途径，依托传统活性污泥系统和内源性碳源填料ECSF，利用内源性碳源填料ECSF特有的孔隙结构、比表面积等特点，构建一套微生物悬浮生长、附着生长共存的活性“重”泥系统，该系统污泥浓度可从传统的3000—5000mg/L增加至10000mg/L以上，系统生物数量增加、种类增多，生物处理能力提升，可有效提升容积负荷和污水处理效率，利用内源性碳源，可减少外部碳源投加，增强生物脱氮除磷能力后，进一步减少整个工艺系统剩余污泥产生量，可系统性降低污水处理过程能耗物耗和成本，并且新的活性重泥系统稳定性大幅增强。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一污泥处理：将活性污泥处理系统中产生的剩余污泥进入污泥碳化生产线，制备出污泥质生物炭；
步骤二加工分类：将步骤一所得的污泥质生物炭通过特定工艺得到粒状污泥质生物炭，将该粒状污泥质生物炭作为内源性碳源填料ECSF；
步骤三投加填料：将步骤二所得内源性碳源填料ECSF投加至活性污泥处理系统的进水段；
步骤四参数调控：随着内源性碳源填料ECSF的逐步添加，活性污泥处理系统内形成新的活性“重”泥系统，通过当前的出水指标与未添加内源性碳源填料ECSF时的出水指标的变化调控该处理系统的工艺参数；
步骤五循环处理：将活性“重”泥系统中产生的部分内源性碳源填料ECSF随剩余污泥再次进入污泥碳化处理系统，再次进行步骤一到步骤四。
2.根据权利要求1所述的一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法，其特征在于：利用污水处理系统的碳化污泥提升污水处理系统的效能。
3.根据权利要求1所述的一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法，其特征在于：所述步骤一中污泥质生物炭制备方法包括以下步骤：步骤1）调理改性：通过添加调理剂对污水处理厂剩余污泥进行调理，改变污泥性能，得到改性污泥；步骤2）脱水破碎：将步骤1）所得改性污泥通过板框压滤机进行脱水，使污泥形成泥饼，再用破碎机进行破碎，得到碎状泥块；步骤3）预热干化：将步骤2）所得碎状泥块输送至碳化机的预热干化段，将碳化机后段热源循环利用，控制碳化机后段温度在100°C左右进行预热干化得到预干化污泥；步骤4）干化碳化：将步骤3）所得预干化污泥输送至碳化机干化段，控制碳化机干化段工作温度在130-150°C之间，利用热源间接加热污泥，将含水率降到5%以下，将含水率低于5%的污泥输送至碳化机碳化段，在绝氧环境下，控制温度在400-600°C之间将污泥进行分解碳化，得到污泥质生物炭。
4.根据权利要求1所述的一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法，其特征在于：所述步骤二中污泥质生物炭含水率低于5%。
5.根据权利要求1所述的一种利用内源性碳源填料构建活性“重”泥系统的方法，其特征在于：所述步骤三中添加的内源性碳源填料ECSF总量与活性污泥处理系统中污泥浓度正相关。
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Non-Patent Citations (1)
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