专利名称：剩余污泥减量处理的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种剩余污泥减量处理的方法及装置。
背景技术：
市政污泥是城市污水处理过程中产生的副产品，就我国的市政污泥性质而言，污泥中有机物含量超过50%，并含有大量的N、P等营养物质(其中N含量I. 5% 7. 0%，P含量0.8% 3%)。据中国国家环保总局提供的数字，目前中国每年大约排放污水401亿m3，已建成运转的城市污水处理厂有400余座，日处理能力2534万m3。按污泥产量占处理水量的0.3% 0.5% (以含水率97%计)计算，中国城市污水厂污泥的产量在7. 602万m3/d和12. 67万m3/d·(以含水率97%计)之间。因此，中国在污水处理事业不断取得进步的同时，将面临巨大的污泥处理处置压力。在污泥回流段中如果加入化学(臭氧、酸或碱)或物理(热处理、超声破碎或机械处理)处理单元，剩余污泥可减少60%以上，但化学或物理处理的成本高昂，同时会增加曝气池有机负荷和曝气能耗，影响工艺的实用性。另有一种方法是加入解偶联剂，控制微生物新陈代谢，从而达到剩余污泥减量的目的，减量率在50% -80%，且能耗水平低，但该方法所投加的解偶联剂可能会对微生物造成过度的毒害作用，影响工艺本身的污染物处理性能，另外解偶联剂需大量购买，增加了运行成本。可见目前经化学物理工艺处理后的污泥普遍存在较多的问题，如回用困难、污泥破解率不高、产生臭气、能耗大、运行成本高和设备腐蚀等。而生物污泥减量技术主要是通过改变微生物生存环境及其本身的作用实现污泥减化，与化学、物理技术相比，其在不影响出水水质的前提下能够实现污泥的原位减量，具有较好的减量效果，且运行费用低，无二次污染，是解决污水生化处理工艺中污泥问题较理想的途径。生物污泥减量技术中，好氧-沉淀-厌氧(OSA)工艺是在污水处理过程中同时实现污泥减量化的一种新工艺，其实质是由传统活性污泥工艺中的曝气池和沉淀池以及在两者之间插入的一个污泥厌氧池组成，沉淀池底部的污泥抽出进入厌氧池内，在厌氧条件下反应一段时间，然后将厌氧池内的泥水混合液补入曝气池内，实现好氧-沉淀-厌氧的循环。这种方式，既不需要通过物理或化学手段进行预处理，也不需要添加任何化学药剂，能在不影响出水水质的前提下，可以减少剩余污泥产量的20% -60%，同时改善了污泥沉降性能，即可对传统的活性污泥工艺进行改造，使得基建和运行成本较低。这对于解决我国日后大幅增长的污泥量有着重要意义。然而，目前OSA工艺本身仍存在一定的缺陷。由于OSA工艺等同于在传统活性污泥法的好氧污泥回流段插入了一个厌氧反应池，从沉淀池排出的污泥经过厌氧罐处理后再回流到曝气池中，实质上改变了微生物的生存环境，也在一定程度上改变了原好氧活性污泥中的微生物种群结构以及污泥性质，这为系统带来污泥减量化效果的同时，也影响了系统污泥的活性，会给污水处理带来不利的结果，如污泥产率的降低致使减少部分的污泥中的氮素磷素进入到水相中，加重了工艺系统氮磷污染物负担，从而使得出水总氮总磷增加。同时，一般传统的OSA工艺回流比大概为10%左右，厌氧反应池的体积大，造价高，管理困难，而OSA工艺具有较大污泥减量潜能，因此不断地优化改良OSA工艺，完善该工艺各方面的性能，充分发挥OSA污泥减量化效果，对推广OSA的应用及我国剩余污泥的处理有着极其重要的意义。
发明内容
基于此，有必要提供一种污泥减量效果明显、除氮效果好、运行成本低的剩余污泥减量处理方法。 一种剩余污泥减量处理方法，包括以下步骤(I)污泥和污水混合物进入好氧生化反应池内曝气混合后，引入沉淀池内沉淀，弓丨出上清液；(2)周期性抽取沉淀池中的污泥进入厌氧反应池中反应，静沉；抽出厌氧反应池中等量的静沉上清液回流至好氧生化反应池中；(3)每隔3天抽出厌氧反应池中等量的污泥回流至好氧生化反应池内，完成污泥在沉淀-厌氧-好氧-沉淀各设备之间的循环交换流动。步骤(2)中的等量是指与进入厌氧反应池中的污泥相等的量。厌氧反应器中的污泥一直处于搅拌混合的状态，在回泥前I个小时停止搅拌，泥水分离，回流厌氧污泥上清液。每隔3天回流厌氧反应器中的混合污泥，即回泥前不停止搅拌，厌氧反应器中为混合污泥，回流的是等量的混合污泥，步骤(3)中的等量是指与沉淀池中进入厌氧反应池中的污泥的量相等。在其中一个实施例中，步骤⑵中所述周期为6小时。在其中一个实施例中，步骤⑵中所述静沉时间为I小时。在其中一个实施例中，所述步骤(2)为每6小时抽取沉淀池中2. 5%体积比的污泥进入厌氧反应池中反应，静沉I小时；抽出厌氧反应池中2. 5%体积比的静沉上清液回流至好氧生化反应池中。在其中一个实施例中，步骤(3)中每隔3天抽出厌氧反应池中5%体积比的污泥回流至好氧生化反应池内。本发明还提供了一种剩余污泥减量处理装置，包括好氧生化反应池、沉淀池和厌氧反应池；所述好氧生化反应池的出口连接所述沉淀池的入口，所述沉淀池的出口连接所述厌氧反应池的入口，所述厌氧反应池的出口连接好氧生化反应池的入口。在其中一个实施例中，所述好氧生化反应池设置有曝气头。在其中一个实施例中，所述厌氧反应池设置有搅拌装置。在本发明方法中，每周期将污泥排至厌氧反应池中，每隔三天回流厌氧污泥至好氧生化反应池中，其余时间回流厌氧反应池中的静沉上清液。回流厌氧反应池中静沉上清液周期内，回流前Ih停止厌氧反应池内磁力搅拌待静沉。而每隔3天污泥在厌氧反应池中完成消化反应后，不静沉沉淀，直接回流污泥至好氧生化反应池中。回流厌氧反应池中的静沉上清液的运行方式是其区别于传统OSA工艺的关键环节，它可以实现以下功能(I)通过采用回流厌氧反应池中静置上清液的方法，加大了厌氧反应池的污泥浓度，有效降解污泥有机物。通过每隔三天回流污泥的方式浓缩了厌氧反应池的污泥浓度，使每次从好氧生化反应池进去的有机物更加有效地分解，增加了系统中的可降解有机物，从而达到污泥减量的目的；(2)污泥减量化效果好且稳定，增强了工艺系统的除氮能力。同时减少了对好氧生化反应池的冲击,巩固了系统的污水处理效果； (3)采用回流上清液的方式使污泥浓度加大，从而减小厌氧反应池的体积，无需新增反应装置与设备，建筑成本低，并具有长远的经济效益。
图I为本发明实施例I中剩余污泥减量处理装置的结构示意图；图2为本发明实施例2中剩余污泥减量处理装置的实验系统示意图；图3为本发明实施例2中剩余污泥减量处理方法的OSA实验系统时序设定示意图；图4为本发明实施例2中剩余污泥减量处理方法的实验系统厌氧与好氧污泥溶解性COD比值关系；图5为本发明实施例2中剩余污泥减量处理方法的实验系统厌氧与好氧污泥总COD比值关系。附图标记1、污水；2、好氧生化反应池；3、出流污泥混合液；4、沉淀池；5、出水；
6、沉淀池出流污泥；7、厌氧反应池；8、厌氧反应池出流污泥；9、好氧生化反应池；10、好氧生化反应池；11、厌氧反应池；12、厌氧反应池；13、进水泵14、出水泵；15、好氧污泥回流泵；
16、厌氧污泥回流泵；17、好氧污泥回流泵；18、厌氧污泥回流泵；19、原水桶。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的阐述。实施例I剩余污泥减量处理装置及利用该装置减量处理剩余污泥的方法如图I所示，一种剩余污泥减量处理装置，由好氧生化反应池2、沉淀池4和厌氧反应池7组成，其中好氧生化反应池2的出口连接沉淀池4的入口，沉淀池4的出口连接厌氧反应池7的入口，厌氧反应池7的出口连接好氧生化反应池2的入口。本发明的一种剩余污泥减量处理方法，包括以下步骤(I)污水I进入好氧生化反应池2内进行充分的曝气混合后，好氧生化反应池2的出流污泥混合液3引入沉淀池4内沉淀，上清液引出作为出水5 ；(2)周期性抽取沉淀池4中的定量沉淀池出流污泥6进入厌氧反应池7中，在厌氧条件下进行反应，反应完毕后静沉I小时；抽出厌氧反应池7中等量的静沉上清液回流至好氧生化反应池2中；(3)每隔3天抽出厌氧反应池7中等量的厌氧反应池出流污泥8回流至好氧生化反应池2内，完成污泥在沉淀-厌氧-好氧-沉淀各设备之间的循环交换流动。实施例2实施例I的剩余污泥减量处理方法的效果研究该实施例通过对比实验进一步说明本发明方法的效果。本发明的剩余污泥减量处理方法以SBR-OSA (序列间歇式活性污泥法-好氧-沉淀-厌氧)工艺为基础，在不增加任何装置的基础上，以回流厌氧反应池7静沉上清液，每隔三天回流厌氧反应池7混合污泥的运行方式代替传统的回流混合污泥的运行方式，形成新型的SBR-OSA工艺，以期能通过回流静沉上清液减少回流对好氧生化反应池2的冲击，改善提高系统污水处理性能；同时也希望通过这一改良运行方式进一步强化OSA (好氧-沉淀-厌氧)系统污泥减量化效能，减少厌氧反应池体积，降低成本。本实验构建了传统SBR-OSA以及改良SBR-OSA (本发明)两套工艺系统进行对比研究。图2为实验系统的示意图，其中在原水桶19内配置人造污水，图2右下方为本发明的改良型的SBR-OSA新工艺模型系统，每周期定期进行SBR (序列间歇式活性污泥法)好氧生化反应池11、厌氧反应池13的静沉上清液或者污泥交换。静沉上清液/污泥交换实质是SBR静沉污泥先进入厌氧反应池13中，停留一段时间后静沉上清液/污泥回到好氧反应池11中继续生化处理污水。系统中各结构单元所用的器材见表I。表I实验系统所用器材
权利要求
1.一种剩余污泥减量处理方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)污泥和污水混合物进入好氧生化反应池内曝气混合后，引入沉淀池内沉淀，引出上清液； (2)周期性抽取沉淀池中的污泥进入厌氧反应池中反应，静沉；抽出厌氧反应池中等量的静沉上清液回流至好氧生化反应池中； (3)每隔3天抽出厌氧反应池中等量的污泥回流至好氧生化反应池内，完成污泥在沉淀-厌氧-好氧-沉淀各设备之间的循环交换流动。
2.根据权利要求I所述的剩余污泥减量处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述周期为6小时。
3.根据权利要求I所述的剩余污泥减量处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述静沉时间为I小时。
4.根据权利要求1-3任一项所述的剩余污泥减量处理方法，其特征在于，所述步骤(2)为每6小时抽取沉淀池中2. 5%体积比的污泥进入厌氧反应池中反应，静沉I小时；抽出厌氧反应池中2. 5%体积比的静沉上清液回流至好氧生化反应池中。
5.根据权利要求I所述的剩余污泥减量处理方法，其特征在于，步骤(3)中每隔3天抽出厌氧反应池中5 %体积比的污泥回流至好氧生化反应池内。
6.一种剩余污泥减量处理装置，其特征在于，包括好氧生化反应池、沉淀池和厌氧反应池；所述好氧生化反应池的出口连接所述沉淀池的入口，所述沉淀池的出口连接所述厌氧反应池的入口，所述厌氧反应池的出口连接好氧生化反应池的入口。
7.根据权利要求6所述的剩余污泥减量处理装置，其特征在于，所述好氧生化反应池设置有曝气头。
8.根据权利要求6所述的剩余污泥减量处理装置，其特征在于，所述厌氧反应池设置有搅拌装置。
全文摘要
本发明公开了一种剩余污泥减量处理方法及装置，污泥和污水混合物进入好氧生化反应池内曝气混合后，引入沉淀池内沉淀，引出上清液；周期性抽取沉淀池中的污泥进入厌氧反应池中反应，静沉；抽出厌氧反应池中等量的静沉上清液回流至好氧生化反应池中；每隔3天抽出厌氧反应池中等量的污泥回流至好氧生化反应池内，完成污泥在沉淀-厌氧-好氧-沉淀各设备之间的循环交换流动。本发明采用回流厌氧反应池中静置上清液的方法，加大了厌氧反应池中污泥的浓度，污泥减量化效果好且稳定，增强了工艺系统的除氮能力；同时厌氧反应池里污泥浓度升高，厌氧反应池体积减小，建设改造容易，无需新增反应装置与设备，建筑成本低，具有长远的经济效益。
文档编号C02F11/02GK102718380SQ201210236560
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者伍世嘉, 余小玉, 孙连鹏, 王腾蛟, 罗旺兴 申请人:中山大学