CN218841910U - 一种生物污泥消化减量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物污泥消化减量系统，属于废水处理领域。该系统包括依次连接的生物曝气池、终沉池、污泥消化罐、污泥浓缩罐以及污泥脱水干化装置；污泥消化罐内从上至下有污泥消化罐盖结构，曝气搅拌装置和污泥消化罐体结构。曝气搅拌装置包括搅拌电机、传动装置、鼓风机、中空搅拌轴、曝气桨叶；搅拌电机的传动轴通过传动装置带动中空搅拌轴自转，中空搅拌轴上设有曝气桨叶；所述鼓风机用于向中空搅拌轴内输送气体。本实用新型通过污泥消化罐的间歇式曝气产生交替的好氧和缺氧环境，高效完成污泥消化减量，利用曝气搅拌桨和桨叶盒装置，提高溶氧利用率；整个系统排放气体达标排放，不产生二次污染，占地面积小，有利于广泛应用。

Description

一种生物污泥消化减量系统

技术领域

本实用新型属于废水处理领域，是一种利用微生物内源呼吸和细胞溶解实现污泥减量和稳定的方法，具体涉及一种生物污泥消化减量系统。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在污水处理工艺中，95％以上的城市污水处理厂采用生物污泥法或其衍生工艺，生物污泥是由好氧及兼性厌氧细菌、真菌、原生动物和后生动物等微生物和水中有机、无机颗粒物所形成的絮状体。在长期稳定运行的生物污泥系统中，需要定时将新增的生物污泥从系统中排出，这些新增污泥是污水处理的二次污染物，需要专门的技术进行处理和处置。

目前我国污泥减量化处理工艺主要有卫生填埋、干化焚烧、热干化、厌氧消化和好氧发酵等。其中卫生填埋对土地需求大，容易对环境产生二次污染；焚烧法、热干化处理污泥能耗较高，造成资源浪费，并且没有实现无害化易产生大气污染；厌氧堆肥稳定化时间长，并且需要大量辅料，工艺控制难度大；好氧发酵法处理成本低、资源化程度高、操作简单，但有一定占地面积、需要一定发酵时间等问题。因此，需要探索新的污泥减量化处理方法。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种生物污泥消化减量系统和方法，本实用新型提供的系统中，污泥消化罐占地面积小，污泥消化效果明显，不产生二次污染。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

本实用新型的第一个方面，提供一种生物污泥消化减量系统，包括生物曝气池、终沉池、污泥消化罐、污泥浓缩罐以及污泥脱水干化装置；生物曝气池与终沉池入口相连，终沉池污泥出口与污泥消化罐进料口相连，污泥消化罐出料口与污泥浓缩罐入口相连，污泥浓缩罐出口分别于生物曝气池入口、污泥脱水干化装置入口相连；

所述污泥消化罐内从上至下有污泥消化罐盖结构，曝气搅拌装置和污泥消化罐体结构。

优选的，所述污泥消化罐还包括尾气处理装置。进一步优选的，所述尾气处理装置与污泥消化罐盖结构上的尾气收集口相连，避免污泥消化过程产生的废气逃逸，污染空气。

优选的，污泥浓缩罐出口与污泥消化罐入口之前设有污泥回流管道，污泥浓缩罐内未浓缩的污泥可以通过该管道回流至污泥消化罐继续发酵，提高污泥消减量。

优选的，所述曝气搅拌装置包括搅拌电机、传动装置、鼓风机、中空搅拌轴、曝气桨叶；搅拌电机的传动轴通过传动装置带动中空搅拌轴自转，中空搅拌轴上设有曝气桨叶；

所述鼓风机用于向中空搅拌轴内输送气体。

优选的，中空搅拌轴一端穿过污泥消化罐盖结构与传动装置相连，另一端连接至污泥消化罐罐体底部，保持搅拌的稳定。

优选的，所述曝气桨叶内部为中空结构，与中空搅拌轴通过中空的桨叶盒连接，中空搅拌轴中的气体自搅拌桨叶上的曝气孔排出。桨叶盒除了起到连接桨叶和搅拌轴的作用外，还具备密封的作用(即桨叶盒也为密封结构)，防止空气外逸。

进一步优选的，所述曝气桨叶由中空的、交叉结构的搅流板组成，搅硫板的一侧设有曝气孔，曝气孔向下开口，避免曝气孔与污泥等流体直接接触，防止污泥堵塞曝气孔。

优选的，所述曝气搅拌装置还包括电机支架，其固定在污泥消化罐盖结构外表面，用于支撑并固定搅拌电机。

优选的，所述曝气搅拌装置还包括风箱，传动装置连接在风箱上，并在风箱内部与中空搅拌轴相连；风箱安装在污泥消化罐盖结构上，与鼓风机相连，由鼓风机对风箱进行供气。搅拌电机提供动力，经传动装置，依次带动中空搅拌轴和桨叶转动，对污泥消化罐中的污泥进行搅拌。搅拌的同时，空气经风箱进入中空搅拌轴、曝气桨叶，从搅拌桨叶的曝气孔流出，实现边搅拌边曝气的功能。

优选的，所述曝气搅拌装置还包括消泡桨叶，所述消泡桨叶用以消除发酵过程中产生的泡沫，其通过中空的桨叶盒设置在中空搅拌轴靠近污泥消化罐盖结构段。

优选的，所述污泥消化罐整个罐体采用不锈钢板密封。密封机构有助于防止发酵产生的废气逃逸，从而引起二次污染。

优选的，污泥消化罐体结构上设有取样口，通过取样口检测污泥消化罐内污泥发酵程度。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的生物污泥消化减量系统，通过污泥消化罐的间歇式曝气产生交替的好氧和缺氧环境。厌氧段部分污泥会发生厌氧反应，死亡的细菌和胞外聚合物等有机物会被分解，且在厌氧环境下会进行反硝化作用，一方面利用消耗有机物去除总氮，一方面可以补充好氧段消耗的碱度，从而在不加碱的情况下，保持系统一直维持中性。好氧段，好氧细菌发生好氧氨化和硝化作用。污泥在好氧环境下被氧化分解，同时内源呼吸作用也会持续消耗细菌的胞内物质，减少污泥内有机物含量。经过厌氧-好氧的循环，高效完成污泥消化减量。

同时，曝气搅拌桨和桨叶盒装置，可以实现边搅拌边曝气这一功能，全方位无死角曝气工作，提高溶氧利用率。

污泥消化罐产生的废气集中收集，通过尾气处理装置实现气体达标排放，不产生二次污染；污泥消化罐带有盖结构，可安装在室外，节省建设厂房的成本，占地面积小，污泥消化效果明显。

(2)本实用新型提供的间实现生物污泥消化减量的方法，综合利用了好氧内源呼吸和厌氧细胞溶解这一机制，在厌氧-好氧的循环过程中高效完成污泥消化减量；综合利用硝化和反硝化机制，在厌氧环境下反硝化补充部分好氧硝化消耗的碱度，从而在不加碱的情况下，保持系统一直维持中性；整个方法处理成本低、资源化程度高，且操作简单，有利于广泛应用。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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。

图1为本实用新型生物污泥消化减量系统结构图；

图2是本实用新型生物污泥消化减量系统中污泥消化罐结构图；

图3是本实用新型生物污泥消化减量系统中曝气搅拌桨结构图；

其中，1为底座，2为曝气桨叶，3为消泡桨叶，4电机支架，5为搅拌电机，6为传动装置，7为风箱，8为进气口，9为尾气收集口，10为进料口，11为中空搅拌轴，12为取样口，13为桨叶盒，14为出料口，15为曝气口，16为搅流板。

具体实施方式

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本实用新型的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本实用新型的技术方案。

实施例1

一种生物污泥消化减量系统，如图1所示，包括生物曝气池、终沉池、污泥消化罐、污泥浓缩罐以及污泥脱水干化装置；生物曝气池与终沉池入口相连，终沉池污泥出口与污泥消化罐入口相连，污泥消化罐出口与污泥浓缩罐入口相连，污泥浓缩罐出口分别于生物曝气池入口、污泥脱水干化装置入口相连；

所述污泥消化罐内从上至下有污泥消化罐盖结构，曝气搅拌装置和污泥消化罐体结构。

污泥浓缩罐出口与污泥消化罐入口之间设有回流管道，未浓缩的生物污泥回流入污泥消化罐，重新进行好氧-厌氧发酵，提供污泥消减量。

如图2所示，污泥消化罐从上至下有污泥消化罐盖结构、曝气搅拌装置和污泥消化罐体结构。所述曝气搅拌装置包括电机支架4、搅拌电机5、传动装置6、鼓风机、风箱7、中空搅拌轴11、桨叶盒13、曝气桨叶2、消泡桨叶3。其中，搅拌电机5及其电机支架4安装在污泥消化罐盖结构上，并与传动装置6连接。中空搅拌轴11一端穿过污泥消化罐盖结构与传动装置6连接，另一端固定于污泥消化罐体结构底部中心。在污泥消化罐盖结构与传动装置6之间设有风箱7，传动装置6连接在风箱7上表面，其在风箱7内与中空搅拌轴11连接。风箱7上设有与鼓风机相连的进气口8，气体通过鼓风机，自进气口8进入风箱7内，再进入中空搅拌轴11中间。

污泥消化罐中的中空搅拌轴11上自上至下一次设有1个消泡桨叶3、3个曝气桨叶2，3个曝气桨叶2在中空搅拌轴11上均匀分布，桨叶通过中空的桨叶盒13与中空搅拌轴11相连。桨叶盒与桨叶均为中空结构，均与中空搅拌轴相连接，由鼓风机进行供气，空气由风箱输入，流经中空搅拌轴，最后从曝气桨叶一侧排出，为生物污泥进行好氧发酵提供了有氧条件。

搅拌电机5提供动力，经传动装置6后，带动中控搅拌轴11和桨叶(包括消泡桨叶和曝气桨叶)转动，对生物污泥进行搅拌。搅拌的同时，空气经风箱进入中空搅拌轴11、曝气桨叶2，从搅拌桨叶的曝气孔15流出，实现边搅拌边曝气的功能。当关闭鼓风机时，污泥消化罐内进行厌氧发酵，通过桨叶的搅动实现污泥与微生物的充分混合，有利于提高污泥消减量。

污泥消化罐体结构上设有排料口14，经消化减量处理的污泥由排料口14排出至污泥浓缩罐。污泥消化罐体结构上设有取样口12，通过取样口检测污泥消化罐内污泥发酵程度。

本实用新型的生物污泥消化减量系统，通过污泥消化罐的间歇式曝气产生交替的好氧和缺氧环境，高效完成污泥消化减量。同时，曝气搅拌桨和桨叶盒装置，实现边搅拌边曝气这一功能，全方位无死角曝气工作，提高溶氧利用率。污泥消化罐产生的废气集中收集，通过尾气处理装置实现气体达标排放，不产生二次污染；污泥消化罐带有盖结构，可安装在室外，节省建设厂房的成本，占地面积小，污泥消化效果明显。

实施例2

一种应用实施例1的系统实现生物污泥消化减量的方法，原料为某氨基酸发酵废水，采用实施例1的系统，其中污泥消化罐进料方式为上进下出，包括以下步骤：

(1)将多余的生物污泥由终沉池排放至污泥消化罐内，利用生物污泥本身所有的原生动物、后生动物和细菌进行发酵。由于微生物活动，终沉池内污泥量会变大，全部污泥因量增多的原因无法全部直接进入下一处理阶段，因此超出多余的污泥需要脱水处理。

(2)开启鼓风机和搅拌电机，向污泥消化罐内输入空气，好氧发酵3.2h，利用生物的内源呼吸消耗生物体内的有机组分，内源呼吸虽然不会直接导致细胞溶解，但长时间的内源呼吸会导致细菌活性降低和失活，从而使细菌总数和污泥总量减少。

(3)关闭鼓风机，厌氧发酵2.8h。厌氧环境下，部分好氧细菌会加速死亡溶解，产生的有机物被厌氧菌和兼性厌氧菌代谢利用，降低细菌总数和污泥总量。反硝化可以补充部分好氧硝化消耗的碱度，从而在不加碱的情况下，保持系统一直维持中性。

(4)好氧-厌氧发酵一个周期后，污泥从排料口输送至污泥浓缩罐浓缩稳定，未浓缩的污泥回流至污泥消化罐内继续发酵；污泥浓缩罐的污水回流至生物曝气池，生物曝气池出水至终沉池，收集并处理终沉池内的污泥，多余的生物污泥进入污泥消化罐内进行发酵，进行消化减量。

未浓缩的污泥是指污泥浓缩罐内，未来得及浓缩的污泥，回流至污泥消化罐内继续发酵后，再次进入污泥浓缩罐内进行浓缩，多次硝化浓缩处理提高污泥的消减量，从而减少污泥总量。

(5)污泥浓缩罐内的污泥经浓缩稳定后，输送至污泥脱水干化转置，经脱水机与干化机处理后，即得干化污泥。

与未用污泥消化罐前的污泥产量对比，采用上述方法后，每日的干化污泥产量减少2-3吨/天，约占每日污泥产量的30％。

本实用新型提供的间实现生物污泥消化减量的方法，综合利用了好氧内源呼吸和厌氧细胞溶解这一机制，在厌氧-好氧的循环过程中高效完成污泥消化减量；综合利用硝化和反硝化机制，在厌氧环境下反硝化补充部分好氧硝化消耗的碱度，从而在不加碱的情况下，保持系统一直维持中性；整个方法处理成本低、资源化程度高，且操作简单，有利于广泛应用。

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 (10)

1.一种生物污泥消化减量系统，其特征在于，包括生物曝气池、终沉池、污泥消化罐、污泥浓缩罐以及污泥脱水干化装置；生物曝气池与终沉池入口相连，终沉池污泥出口与污泥消化罐进料口相连，污泥消化罐出料口与污泥浓缩罐入口相连，污泥浓缩罐出口分别于生物曝气池入口、污泥脱水干化装置入口相连；

所述污泥消化罐内从上至下有污泥消化罐盖结构，曝气搅拌装置和污泥消化罐体结构。

2.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述污泥消化罐还包括尾气处理装置；所述尾气处理装置与污泥消化罐盖结构上的尾气收集口相连。

3.如权利要求2所述系统，其特征在于，污泥浓缩罐出料口与污泥消化罐入口之前设有污泥回流管道。

4.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述曝气搅拌装置包括搅拌电机、传动装置、鼓风机、中空搅拌轴、曝气桨叶；搅拌电机的传动轴通过传动装置带动中空搅拌轴自转，中空搅拌轴上设有曝气桨叶；

所述鼓风机用于向中空搅拌轴内输送气体。

5.如权利要求4所述系统，其特征在于，所述曝气桨叶内部为中空结构，与中空搅拌轴通过中空的桨叶盒连接，中空搅拌轴中的空气自搅拌桨叶上的曝气孔排出。

6.如权利要求5所述系统，其特征在于，所述曝气桨叶由中空的、交叉结构的搅硫板组成，搅流板的一侧设有曝气孔，曝气孔向下开口。

7.如权利要求4所述系统，其特征在于，中空搅拌轴一端穿过污泥消化罐盖结构与传动装置相连，另一端连接至污泥消化罐罐体底部，保持搅拌的稳定。

8.如权利要求4所述系统，其特征在于，所述曝气搅拌装置还包括风箱，传动装置连接在风箱上，并在风箱内部与中空搅拌轴相连；风箱安装在污泥消化罐盖结构上，与鼓风机相连。

9.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述曝气搅拌装置还包括消泡桨叶，所述消泡桨叶用以消除发酵过程中产生的泡沫，其通过中空的桨叶盒设置在中空搅拌轴靠近污泥消化罐盖结构端。

10.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述污泥消化罐整个罐体采用不锈钢板密封；

污泥消化罐体结构上设有取样口。

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