CN205170596U - 处理市政污泥厌氧消化液的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种处理市政污泥厌氧消化液的设备，包括反应器，反应器内设置有泥水分离设备，泥水分离设备顶部设置有出水设备，出水设备连通有氨出水管路，泥水分离设备底部通过氨污泥管路连通有污泥旋流器设备，污泥旋流器设备顶部通过旋流器污泥排放管路连通有污泥浓缩设备、底部通过旋流器污泥回流管路连通至反应器，污泥浓缩设备顶部通过浓缩池污水回流管路连通至反应器内、底部连接有浓缩池污泥排放管路，反应器还连接有氨进水管路和氨充氧管路，氨充氧管路连接在反应器底部，并与设置在反应器底部的曝气设备连接。本实用新型和普通“硝化-反硝化”工艺相比，总氮脱除率高，运行费用低。

Description

处理市政污泥厌氧消化液的设备

技术领域

本实用新型属于环境保护技术领域，特别是涉及一种处理市政污泥厌氧消化液的设备。

背景技术

随着市政污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，市政污水厂的污泥产生量有较大的增长，由此引起的二次污染问题已经越来越严重。城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，含有大量的有机物、重金属以及致病菌和病原菌等，不加处理任意排放，会对环境造成严重的污染。对污泥处理总的要求是稳定化、无害化和减量化。

国内外污泥处理与处置的方法很多，一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用(农用、建材等)、填埋及焚烧等，或用其中几个方法组合处置。应该说，对污水厂污泥的处理和处置，我们与先进国家相比，差距较大。

污泥稳定处理有好氧和厌氧之分，好氧稳定有很多优点，但能耗很高，只有当污泥量较少时才采用。污泥厌氧稳定处理通常采用中温(35℃)和高温(55℃)两种厌氧消化方法。国内已有很多座大型污水处理厂采用此方法，污泥经消化后，有机物含量减少，性能稳定，总体积减少，污泥消化过程中还产生大量沼气可回收利用。

污泥厌氧消化装置工艺复杂，一次性投资大，运行有难度。从已建消化池的实际运行看，只有少数达到预期的效果。有管理、设计问题，亦有沼气利用的经济性和安全性问题。但近年来，随着国家对污泥处理的重视，厌氧消化工艺设备的成熟，以及对厌氧消化有经验的技术、运营、管理人员的增加，污泥厌氧消化处理设施呈现增加的趋势。

近些年一些污泥预处理的高温热水解、高温热碱解技术在国内外实用新型出来并应用于工程实践，经过高温热水解预处理污泥破壁后，污泥的厌氧消化变得更容易，产气量增加很多，这促进了大家对污泥厌氧消化处理的积极性。但是带来的另一个不可忽视的问题就是厌氧消化液的处理难度增加。

污泥消化液一般具有以下特点：

1、氨氮浓度高。一般污泥消化液的氨氮浓度为500～1500mg/L，而经过高温热水解处理的污泥，消化液的氨氮浓度在2500～4000mg/L，这么高的浓度如果采用普通的生化处理，会存在较大的处理难度，而采用如吹脱和蒸汽气提的处理方法，运行费用高业主难以承受。污泥消化液的氨氮总量会占到一个污水处理厂氨氮总量的20～80％，如果将这些污泥消化液回流到市政污水处理系统，会造成系统负荷增加很多，因此建议污泥消化液单独处理。

2、碳氮比失衡。污泥消化液的COD/TN比例一般在1.0～4.0之间，采用普通的“硝化-反硝化”工艺需要充足的曝气并投加大量的碳源、碱才能将消化液中的总氮去除，这个费用高到大部分污水处理厂难以承受。

“厌氧氨氧化菌”(anaerobicammoniumoxidation，Anammox)是一类特殊的工程细菌，通过生物化学反应，它们可以将污水中所含有的氨氮和亚硝态氮转化为氮气去除。而且转化过程中这种细菌不需要氧气、不需要碳源，因此基于“厌氧氨氧化”机理的生物脱氮技术具有巨大的优势。针对污泥消化液的以上特点，基于“厌氧氨氧化”生物脱氮机理，设计出能同时兼顾有机物去除和高效氨氮/总氮去除的工艺，是本实用新型的重点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种处理市政污泥厌氧消化液的设备，以解决污泥消化液有机物和氨氮/总氮达标的要求。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种处理市政污泥厌氧消化液的设备，包括厌氧氨氧化反应器，所述厌氧氨氧化反应器内设置有厌氧氨氧化泥水分离设备，所述厌氧氨氧化泥水分离设备顶部设置有厌氧氨氧化出水设备，厌氧氨氧化出水设备连通有氨氧化出水管路，所述厌氧氨氧化泥水分离设备底部通过氨氧化污泥管路连通有厌氧氨氧化污泥旋流器设备，所述厌氧氨氧化污泥旋流器设备顶部通过旋流器污泥排放管路连通有厌氧氨氧化污泥浓缩设备、底部通过旋流器污泥回流管路连通至所述厌氧氨氧化反应器，所述厌氧氨氧化污泥浓缩设备顶部通过浓缩池污水回流管路连通至所述厌氧氨氧化反应器内、底部连接有浓缩池污泥排放管路，所述厌氧氨氧化反应器还连接有氨氧化进水管路和氨氧化充氧管路，氨氧化充氧管路连接在所述厌氧氨氧化反应器底部，并与设置在所述厌氧氨氧化反应器底部的厌氧氨氧化曝气设备连接。

一种处理市政污泥厌氧消化液的方法，包括如下步骤：

步骤1)污泥消化液进入调节池，搅拌匀化，搅拌方式采用机械搅拌或曝气搅拌；

步骤2)用泵或重力流从调节池提升进入反硝化池，计量流量；

步骤3)在反硝化池中，原水中的有机物和来自前面硝化池的硝态氮发生反硝化反应，生成氮气，同时有机物得到去除，反硝化池部分混合液也可以回流到硝化池中，以进一步去除有机物，反硝化池到硝化池的第一回流比控制在0～500％；

步骤4)硝化池接受来自厌氧氨氧化反应器和沉淀池的回流污水及回流污泥，利用硝化菌的作用将厌氧氨氧化反应器未反应完全的氨氮转化为硝态氮，同时沉淀池回流的污泥在好氧/缺氧转换过程中，有利于保持活性，从沉淀池回流的污泥第二回流比控制在0～200％，从厌氧氨氧化反应器到硝化池的污水第三回流比控制在0～500％；

步骤5)反硝化池出水进入沉淀池，泥水分离，以截留污泥，同时该沉淀池采用MBR膜截留的形式；

步骤6)沉淀池出水进入厌氧氨氧化反应器，以去除废水中的氨氮，该工艺段由三部分组成：厌氧氨氧化反应器、旋流器和污泥浓缩池；

步骤7)厌氧氨氧化反应器的出水进入产水池，部分产水回流到前述的硝化池，第三回流比控制在0～500％。

优选的，从所述步骤到步骤的工艺流程前端增加水解酸化或/和厌氧工艺环节。

优选的，从所述步骤到步骤的工艺后端增加过滤或/和混凝沉淀工艺环节。

优选的，在所述硝化池、反硝化池、厌氧氨氧化反应器中增加填料以提高污泥浓度，在厌氧氨氧化反应器启动初期接种厌氧氨氧化菌种，以缩短调试周期。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型是针对污泥消化液的有机物和氨氮/总氮达标的要求而设计的工艺流程，其工艺包括了“硝化-反硝化-沉淀”的技术环节和“厌氧氨氧化反应器”的工艺环节，其中前者的主要目标是降解有机物和残余的氨氮/总氮，后者的主要目标是降解废水中的氨氮/总氮。整个工艺过程都采用微生物技术，由于采用了厌氧氨氧化技术，和普通“硝化-反硝化”工艺相比，总氮脱除率高，运行费用低。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为处理市政污泥厌氧消化液的方法流程示意图；

图2为处理市政污泥厌氧消化液的设备示意图。

1、调节池，2、反硝化池，3、硝化池，4、沉淀池，5、厌氧氨氧化反应器，6、产水池，7、原水管路，8、反硝化回流管路，9、污泥回流管路，10、氨氧化出水回流管路。11、氨氧化进水管路，12、氨氧化充氧管路，13、氨氧化出水管路，14、氨氧化污泥管路，15、旋流器污泥回流管路，16、旋流器污泥排放管路，17、浓缩池污水回流管路，18、浓缩池污泥排放管路，21、厌氧氨氧化反应器，22、厌氧氨氧化曝气设备，23、厌氧氨氧化泥水分离设备，24、厌氧氨氧化出水设备，25、厌氧氨氧化污泥旋流器设备，26、厌氧氨氧化污泥浓缩设备。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

一种处理市政污泥厌氧消化液的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)污泥消化液7进入调节池1，搅拌匀化，搅拌方式采用机械搅拌或曝气搅拌；

步骤2)用泵或重力流从调节池提升进入反硝化池2，计量流量；

步骤3)在反硝化池2中，原水中的有机物和来自前面硝化池3的硝态氮发生反硝化反应，生成氮气，同时有机物得到去除，反硝化池2部分混合液8也可以回流到硝化池3中，以进一步去除有机物，反硝化池2到硝化池3的第一回流比R1控制在0～500％；

步骤4)硝化池3接受来自厌氧氨氧化反应器5和沉淀池4的回流污水10及回流污泥9，利用硝化菌的作用将厌氧氨氧化反应器5未反应完全的氨氮转化为硝态氮，同时沉淀池回流的污泥在好氧/缺氧转换过程中，有利于保持活性，从沉淀池回流的污泥第二回流比R2控制在0～200％，从厌氧氨氧化反应器到硝化池3的污水第三回流比R3控制在0～500％；

步骤5)反硝化池2出水进入沉淀池4，泥水分离，以截留污泥，同时该沉淀池采用MBR膜截留的形式，目的是保证前述的硝化池、反硝化池的菌种系统和后续的序批反应器的菌种系统区分开

前述的“硝化池-反硝化池-沉淀池”设计的目的是：

(1)利用原水中的有机物为硝酸根、亚硝酸根提供碳源，保证出水总氮指标；

(2)降低原水的有机物浓度，避免过高影响厌氧氨氧化反应器中厌氧氨氧化反应；

(3)将厌氧氨氧化反应器中未反应的氨氮继续采用生物处理工艺降低。

但该工艺段的设计不是以氨氮去除为主要目标，氨氮的大部分去除任务应该在后续的厌氧氨氧化反应器。该工艺段的特征是原水不直接进入硝化池，而是进入反硝化池，反硝化池的出水进入沉淀池，硝化池的进水是反硝化池的回流水和厌氧氨氧化反应器的回流水，硝化池的出水进入反硝化池。

有鉴于此，该工艺段的设计可以灵活设计，如设计成“硝化A-反硝化A-硝化B-反硝化B”、“硝化A反硝化A-硝化B”等工艺组合，只要能达到上述设计目的，即是允许的。同时，泥水分离的形式也可以采用浸没式超滤膜过滤、外置式膜过滤等各种形式，只要能满足泥水分离即是允许的。

步骤6)沉淀池出水进入厌氧氨氧化反应器5，以去除废水中的氨氮，该工艺段由三部分组成：厌氧氨氧化反应器21、旋流器25和污泥浓缩池26。

厌氧氨氧化反应器21是一个单独设计的容器，进水11从反应池下部进入设备，同时通过曝气管线12和曝气设备22进行充氧，充氧过程采用受限曝气的形式，在工程上可以设置DO计和风机联动来实现。在反应器中充满了颗粒状的厌氧氨氧化菌种，当然也会有悬浮态的菌种，泥水一起进入泥水分离设备23，产水经过厌氧氨氧化出水设备24，通过出水管路13进入产水池6，部分出水通过回流管路回流到硝化池3中。

颗粒状的厌氧氨氧化菌种和悬浮态的菌种，通过污泥管路14进入污泥旋流器25，旋流器是一个污泥洗脱的过程，比重较大的颗粒状污泥通过旋流器污泥回流管路15回流到系统中，而比重较轻的悬浮态菌种，通过旋流器污泥排放管路16，进入厌氧氨氧化污泥浓缩设备26。通过旋流器的“筛选”，可以促进颗粒状厌氧氨氧化菌的富集，提高整体反应器的处理效率。

重较轻的悬浮态菌种进入厌氧氨氧化污泥浓缩设备26，浓缩池污水17回流到反应器中，浓缩后的污泥18排放出系统。

通过厌氧氨氧化反应器21、旋流器25和污泥浓缩池26的联合作用，将污水中的大部分氨氮转化为N2去除，而特殊设计的旋流器25强化了菌种“筛选”，为系统富集出具有更强去除能力的颗粒状厌氧氨氧化菌，保证了厌氧氨氧化反应器21的高效、稳定。

该工艺段设计的目的是形成颗粒化的厌氧氨氧化系统，有鉴于此，采用多组厌氧氨氧化反应器并联，或者增加填料(不能影响污泥的颗粒化)的方式都是允许的。

步骤7)厌氧氨氧化反应器5的出水进入产水池6，部分产水回流到前述的硝化池3，第三回流比R3一般控制在0～500％。回流的目的是将未反应充分的氨氮回流，以保证出水总氮的严格要求。

一种处理市政污泥厌氧消化液的设备，包括厌氧氨氧化反应器21，所述厌氧氨氧化反应器21内设置有厌氧氨氧化泥水分离设备23，所述厌氧氨氧化泥水分离设备23顶部设置有厌氧氨氧化出水设备24，厌氧氨氧化出水设备24连通有氨氧化出水管路13，所述厌氧氨氧化泥水分离设备23底部通过氨氧化污泥管路14连通有厌氧氨氧化污泥旋流器设备25，所述厌氧氨氧化污泥旋流器设备25顶部通过旋流器污泥排放管路16连通有厌氧氨氧化污泥浓缩设备26、底部通过旋流器污泥回流管路15连通至所述厌氧氨氧化反应器21，所述厌氧氨氧化污泥浓缩设备26顶部通过浓缩池污水回流管路17连通至所述厌氧氨氧化反应器21内、底部连接有浓缩池污泥排放管路18，所述厌氧氨氧化反应器21还连接有氨氧化进水管路11和氨氧化充氧管路12，氨氧化充氧管路12连接在所述厌氧氨氧化反应器21底部，并与设置在所述厌氧氨氧化反应器21底部的厌氧氨氧化曝气设备22连接。

参见图1。

本实例是在天津某市政污泥集中处置中心现场做的中试，市政污泥的处理采用“热水解-厌氧CSTR”的工艺流程，CSTR出水经过板框脱水后废水的水质如下指标所示：

CODcr4500mg/L，BOD51800mg/L，碱度4650mg/L，氨氮2300mg/L，总氮2650mg/L，TP180mg/L，SS600mg/L，PH为7.85，设计水量为3吨/天。

设计的回流比是：R125％，R250％，R3100％。

为了保证磷的去除，在厌氧氨氧化反应器05出水增加了混凝沉淀的工艺环节。

各工艺段的运行参数如下表所示：

该废水排入市政管网，其排水指标远远好于排水要求，尤其是对氨氮/总氮的去除率都达到了98％以上，对有机物COD指标的去除率也达到了98％以上。而且工艺过程未外加碳源，运行费用低于4.5元/吨水，真正实现了经济高效目标。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种处理市政污泥厌氧消化液的设备，其特征在于：包括厌氧氨氧化反应器(21)，所述厌氧氨氧化反应器(21)内设置有厌氧氨氧化泥水分离设备(23)，所述厌氧氨氧化泥水分离设备(23)顶部设置有厌氧氨氧化出水设备(24)，厌氧氨氧化出水设备(24)连通有氨氧化出水管路(13)，所述厌氧氨氧化泥水分离设备(23)底部通过氨氧化污泥管路(14)连通有厌氧氨氧化污泥旋流器设备(25)，所述厌氧氨氧化污泥旋流器设备(25)顶部通过旋流器污泥排放管路(16)连通有厌氧氨氧化污泥浓缩设备(26)、底部通过旋流器污泥回流管路(15)连通至所述厌氧氨氧化反应器(21)，所述厌氧氨氧化污泥浓缩设备(26)顶部通过浓缩池污水回流管路(17)连通至所述厌氧氨氧化反应器(21)内、底部连接有浓缩池污泥排放管路(18)，所述厌氧氨氧化反应器(21)还连接有氨氧化进水管路(11)和氨氧化充氧管路(12)，氨氧化充氧管路(12)连接在所述厌氧氨氧化反应器(21)底部，并与设置在所述厌氧氨氧化反应器(21)底部的厌氧氨氧化曝气设备(22)连接。