CN208776529U - 一种处理污泥消化液的旁侧生物处理装置 - Google Patents

Abstract

一种处理污泥消化液的旁侧生物处理装置。该装置包括依次连接的加药泵、混凝沉淀池、初沉池、SNAD‑MBBR单元和二沉池，本实用新型提供的装置将污泥消化液与混凝剂进行混凝沉淀，SNAD‑MBBR单元将三种生物过程集中于一个反应器中，减小了占地面积，SNAD‑MBBR单元可以很好的富集生长缓慢的厌氧氨氧化细菌，缩短反应器启动周期，保证系统中脱氮菌群的生物量平衡，维持系统长期稳定运行。本实用新型具有运行能耗低、处理效率高、二次污染小和占地面积小等优点，同时减轻了对污水处理厂的氮负荷冲击，并降低了水厂的运行费用。本实用新型可成为高氨氮、低碳氮比废水旁侧生物处理的首选装置。

Description

一种处理污泥消化液的旁侧生物处理装置

技术领域

本实用新型属于环境工程领域，尤其涉及高氨氮、低碳氮比废水的生物脱氮装置。

背景技术

城镇污水处理厂的剩余污泥的厌氧消化是目前城镇剩余污泥稳定化处理的有效措施，该技术具有回收能源、废物减量化和无害化的优点。在厌氧消化过程中，厌氧菌分解污泥中的有机质生成甲烷气体，作为能源回收。同时，微生物的脱氨基作用会释放出氮素(主要以氨氮和少量有机氮为主)。经过脱水后，氮素绝大部分会残留在污泥消化液中，所以消化液中的氮素含量很高(500-2000mg/L)。污泥消化液呈现出高氨氮、低C/N的特点，现有的污水处理厂很难对其进行有效的处理。近些年，国内外研究者提出了污泥消化液旁侧处理技术，即采用新型生物脱氮工艺去除污泥消化液中大部分的氮素，然后再将其排入污水处理厂与生活污水一起处理。旁侧处理技术的研究和应用对高氨氮、低碳氮比废水的有效处理具有重大意义。

亚硝化技术与硝化技术相比具有能耗低、运行成本小的优点。污泥消化液温度高，氨氮与碱度的比例合适，通过控制运行条件比较容易实现稳定的亚硝化过程，为厌氧氨氧化工艺提供合适的进水。厌氧氨氧化技术与硝化-反硝化技术相比，它不需要外加有机碳源，无需曝气，不需要投加药剂，节省了大量的运行成本，避免了二次污染。因此，亚硝化和厌氧氨氧化技术是目前污泥消化液旁侧处理所用到的主要技术手段。厌氧氨氧化细菌易受环境影响及污泥倍增时间长等问题在很大程度上限制了该项技术的广泛应用。尤其是处理实际废水时，水质复杂和水量波动都会影响厌氧氨氧化反应器的启动速度和细菌活性。因此，目前亚硝化和厌氧氨氧化技术面临应用挑战。

实用新型内容

为弥补现有技术不足，本实用新型目的是提供一种高效、低成本污泥消化液的旁侧生物处理装置，本实用新型能同时实现厌氧氨氧化反应器的快速启动及后续的稳定运行，并提高厌氧氨氧化技术在实际废水脱氮领域的应用范围。该装置运行能耗低、脱除效率高、二次污染小。

一种处理污泥消化液的旁侧生物处理装置包括依次连接的加药泵、混凝沉淀池、初沉池、SNAD-MBBR单元和二沉池，在所述混凝沉淀池内装有搅拌器，用于混合混凝剂与污泥消化液，所述初沉池顶部设有溢流堰，底部呈锥斗状，在初沉池中设有刮泥机，在初沉池底部设有排泥管线，用于将刮泥机分离出的污泥排出初沉池，初沉池出水溢流至SNAD-MBBR单元，在SNAD-MBBR单元内设有加热器，在SNAD-MBBR单元底部设有穿孔曝气管，在SNAD-MBBR单元内部设有pH探头、搅拌器，该搅拌器为立式搅拌器；在线pH探头直接插入SNAD-MBBR单元池里，立式搅拌器设在SNAD-MBBR单元池中间位置。生物填料悬浮在SNAD-MBBR单元内部，二沉池底部呈锥斗状，内部装有刮泥机，二沉池底部污泥由污泥回流泵回至SNAD-MBBR单元中，二沉池沉淀后的污泥消化液排入污水处理厂。

上述SNAD-MBBR单元为圆形或方形，优选方形。

污泥消化液首先进入混凝沉淀池，通过投加药剂发生絮凝反应；然后，经初沉池去除悬浮物后的出水进入生物脱氮单元。生物脱氮单元的核心为SNAD(同时亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化)-MBBR(移动床生物膜反应器)，污泥消化液中残留的有机碳源和大部分的氮素在该段工艺中得到有效的去除；最终，经过处理后的污泥消化液排入污水处理厂。工艺初期，污泥消化液经稀释后进入生物脱氮单元，随去除率的提高，逐渐减小污泥消化液稀释倍数，提高进水总氮负荷。在SNAD-MBBR单元中，亚硝化细菌利用氧气将水中部分NH₄ ⁺-N转化为NO₂ ^--N，然后ANAMMOX菌将生成的NO₂ ^--N和剩余NH₄ ⁺-N转化为N₂，实现对废水中大部分氮的去除。反硝化细菌利用废水中的COD作为电子供体，在厌氧或缺氧条件下，将生成的NO₃ ^--N和残留的NO₂ ^--N还原成N₂，实现进一步的脱氮。SNAD-MBBR单元内部的生物填料上可形成生物膜，减少了污泥流失。同时，填料上生物膜的空间分布为厌氧和好氧菌提供了有利的生存条件，实现脱氮及去除废水中的COD。

有益效果：

本实用新型提供的装置将污泥消化液与混凝剂进行混凝沉淀，不仅能去除悬浮物同时还有脱磷效果，这样可以减小后期的脱磷费用；SNAD-MBBR单元将三种生物过程集中于一个反应器中，减小了占地面积，应用SNAD-MBBR单元可以避免污水中的有机碳源和NO₂ ^--N对厌氧氨氧化细菌活性产生抑制，保证系统的稳定性，并且能进一步提高总氮去除率。SNAD-MBBR单元可以很好的富集生长缓慢的厌氧氨氧化细菌，缩短反应器启动周期，保证系统中脱氮菌群的生物量平衡，维持系统长期稳定运行。整个处理过成无需投加碳源和碱度药剂，运行成本低；生物填料能够提高氧气利用率，同时能够很好的富集生长缓慢的厌氧氨氧化细菌，加快反应器的启动；该工艺在脱氮的同时还能将废水中含有的少量COD同时去除。综上所述，本实用新型具有运行能耗低、处理效率高、二次污染小和占地面积小等优点，同时减轻了对污水处理厂的氮负荷冲击，并降低了水厂的运行费用。本实用新型可成为高氨氮、低碳氮比废水旁侧生物处理的首选装置。

附图说明

图1污泥消化液的旁侧生物处理装置结构示意图。

图中：1、加药泵，2、混凝沉淀池，3、初沉池，4、SNAD-MBBR单元，5、加热器，6、穿孔曝气管，7、pH探头，8、污泥回流泵，9、排泥管线，10、二沉池，11、刮泥机，12、生物填料，13、搅拌器。

具体实施方式

下面通过附图和具体实施例详述本实用新型，但不限制本实用新型的保护范围。

实施例1

污泥消化液的旁侧生物处理系统，包括依次连接的加药泵1、混凝沉淀池2、初沉池3、SNAD-MBBR单元4和二沉池10，在所述混凝沉淀池2内装有搅拌器13，用于混合混凝剂与污泥消化液，所述初沉池3顶部设有溢流堰，底部呈锥斗状，在初沉池3中设有刮泥机11，在初沉池3底部设有排泥管线9，用于将刮泥机11分离出的污泥排出初沉池3，初沉池3出水溢流至SNAD-MBBR单元4，在SNAD-MBBR单元4内设有加热器5，在SNAD-MBBR单元4底部设有穿孔曝气管6，在SNAD-MBBR单元4内部设有pH探头7、搅拌器13，在线pH探头7直接插入SNAD-MBBR单元池里，立式搅拌器13设在SNAD-MBBR单元池中间位置。生物填料12悬浮在SNAD-MBBR单元4内部，二沉池10底部呈锥斗状，内部装有刮泥机11，二沉池10底部污泥由污泥回流泵8回至SNAD-MBBR单元4中，二沉池10沉淀后的污泥消化液排入污水处理厂。上述系统中还设有集水井和斜板沉淀池，集水井与初沉池连接，使沉淀后的水溢流至集水井。所述斜板沉淀池可采用本领域任一种能起到沉淀、分离、去除悬浮物功能的沉淀池。

上述污泥消化液的旁侧生物处理工艺，具体包括以下步骤：

(1)首先污泥消化液进入混凝沉淀池2，通过加药泵1将混凝剂泵入混凝沉淀池2中，在搅拌器13的作用下混凝剂与污泥消化液完全混合，混凝剂与污泥消化液中悬浮物发生絮凝反应后进入初沉池3。

(2)在初沉池3中悬浮物沉至池底，上清液进入后续生化单元。该过程出水控制悬浮物浓度不超过100mg/L。初沉池3内装有刮泥机，定期通过排泥管线9排泥。

(3)初沉池3出水溢流至SNAD-MBBR单元，空气通过穿孔曝气管6进入反应器，控制该反应器溶解氧低于0.8mg/L，温度通过加热器5维持在25-30℃，根据探头7的反馈信息控制pH为7.0-7.3，水力停留时间为48h。在SNAD-MBBR单元内部装有生物填料，生物填料的填充比为20-50％，优选30％，在搅拌器和曝气的共同作用下填料呈悬浮状态。生物填料上形成生物膜，生物膜外层为好氧亚硝化化菌，内层为反硝化菌和厌氧氨氧化菌。向SNAD-MBBR单元中投加30％的生物填料，减少了污泥流失，缩短了反应器的启动时间。

(4)经SNAD-MBBR单元处理后的污泥消化液流入二沉池10，经沉淀后排入污水处理厂，二沉池10底部污泥由污泥回流泵8回至SNAD-MBBR单元中，回流比为50％。

应用例

以大连东泰夏家河污泥处理厂的污泥消化液为处理对象，建立以SNAD-MBBR技术为核心的实际工程。该厂污泥消化液总氮含量为1500-1800mg/L，基本全为氨氮，COD含量为600-800mg/L，大部分为难生物降解。脱水后生成的污泥消化液悬浮物含量很高，因此在进入生化处理系统前需进行预处理。处理具体步骤如下：

(1)首先污泥消化液进入调节池，稳定水量水质。调节池有效容积200m³，池中央装有搅拌器。污泥消化液由调节池通过进水泵进入混凝沉淀池2，该混凝沉淀池2有效容积为40m³，混凝沉淀池2的中央装有搅拌器13，由加药泵1向其中投加聚铁，进行混凝反应。混凝沉淀池2出水溢流至初沉池3，初沉池3有效容积100m³，定期对初沉池3进行排泥。

(2)经沉淀后的污泥消化液溢流至集水井A，然后经提升泵提至斜板沉淀池，进一步去除悬浮物，处理后的出水悬浮物控制在100mg/L以下。经预处理去除悬浮物后的污泥消化液一部分经斜板沉淀池的配水井进入SNAD-MBBR单元进行生物脱氮反应，进水量根据生化处理情况进行调节，另一部分则排入消化液储池。

(3)SNAD-MBBR单元为方形，有效容积800m³，生物填料填充比为35％，底部装有曝气管，池中设有两台搅拌器。通过pH探头7监控反应体系的pH值，根据探头7的反馈信息控制pH为7.0-7.3，通过温度加热器5维持反应器内的反应温度稳定在25-30℃，通过穿孔曝气管6控制反应气的溶氧量，使其低于0.8mg/L，水力停留时间为48h。经SNAD池出水溢流至二沉池，经沉淀后再溢流至集水井2，最后排入城镇污水处理厂。

该工程污泥消化液处理量约为600m³/d，总氮去除率达到75％，出水COD低于300mg/L，有效的解决了污泥消化液直排污水处理厂对水厂造成的冲击。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种处理污泥消化液的旁侧生物处理装置，其特征在于，包括依次连接的加药泵(1)、混凝沉淀池(2)、初沉池(3)、SNAD-MBBR单元(4)和二沉池(10)，在所述混凝沉淀池(2)内装有搅拌器(13)，用于混合混凝剂与污泥消化液，所述初沉池(3)顶部设有溢流堰，底部呈锥斗状，在初沉池(3)中设有刮泥机(11)，在初沉池(3)底部设有排泥管线(9)，用于将刮泥机(11)分离出的污泥排出初沉池(3)，初沉池(3)出水溢流至SNAD-MBBR单元(4)，在SNAD-MBBR单元(4)内设有加热器(5)，在SNAD-MBBR单元(4)底部设有穿孔曝气管(6)，在SNAD-MBBR单元(4)内部设有pH探头(7)、搅拌器(13)，pH探头(7)直接插入SNAD-MBBR单元(4)里，搅拌器(13)设在SNAD-MBBR单元(4)中间位置；生物填料(12)悬浮在SNAD-MBBR单元(4)内部，二沉池(10)底部呈锥斗状，内部装有刮泥机(11)，二沉池(10)底部设有污泥回流泵(8)与SNAD-MBBR单元(4)底部连接，经二沉池(10)沉淀后的污泥消化液排入污水处理厂。

2.根据权利要求1所述的一种处理污泥消化液的旁侧生物处理装置，其特征在于，SNAD-MBBR单元(4)为圆形或方形。