预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是为了处理剩余污泥，以污泥减量化、无害化、资源化为目标，提供一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置及方法，属于剩余污泥资源化与减量化技术领域。该装置包括破碎-厌氧联合预处理器、EGSB厌氧处理器、微生物电化学反应器和气体收集器。该方法将污泥在厌氧污泥中进行厌氧消化和破碎，使污泥悬浊液中的固体颗粒物破碎并部分溶于水相，形成含有一定污泥固体颗粒的高浓度有机废水；预处理的污泥再被EGSB厌氧处理器的厌氧颗粒污泥降解，最后经微生物电化学进一步降解。本发明专利技术使污泥中的水分符合排放标准，有机物则以CO2、CH4、H2等气体形式释放，有效提高剩余污泥减量化、资源化效率，同时达到无害化的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于剩余污泥资源化与减量化
，特别涉及一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置及方法。
技术介绍
随着城镇污水处理事业的不断发展，剩余污泥总量迅速增加；由于剩余污泥中含有大量微生物、悬浮物等有机物，若得不到妥善的处理与处置，会对环境产生二次污染。据不完全统计，我国污泥年产生量3000多万吨，并以每年15%的速度递增，污泥处理形势十分严峻。因此，剩余污泥的有效处理已成为了急需解决的一大难题，开发出高效的有工程推广价值的污泥处理技术具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决上述问题，并以污泥减量化、无害化、资源化为目标，提供一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置及方法。本专利技术有机组合现有物理及生物技术实现剩余污泥的高效处理，即采用破碎-厌氧联合的预处理技术，膨胀颗粒污泥床(EGSB)技术，微生物电解池(MEC)或生物燃料电池(MFC)等技术，组成一套针对剩余污泥的高效处理装置及方法。该方法首先将剩余污泥在厌氧污泥中进行厌氧消化和破碎，使污泥悬浊液中的固体颗粒物破碎并部分的溶于水相，形成含有污泥固体颗粒的高浓度有机废水;高浓度有机废水被EGSB的厌氧颗粒污泥降解，未降解的污泥固体颗粒被回流至超声-厌氧反应区;EGSB降解后的高浓度有机废水经微生物电化学进一步降解。本专利技术使污泥中的水分符合排放标准，部分有机物则以0)2、014、!12等气体形式释放，较大程度的提高剩余污泥减量化、资源化效率，同时达到无害化的目的。—种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，包括破碎-厌氧联合预处理器、EGSB厌氧处理器、微生物电化学反应器和气体收集器；破碎-厌氧联合预处理器与EGSB厌氧处理器连接，微生物电化学反应器位于EGSB厌氧处理器内部，EGSB厌氧处理器与气体收集器连接；并且，破碎-厌氧联合预处理器与EGSB厌氧处理器间有两路管道连接；其中，破碎-厌氧联合预处理器由厌氧反应器和破碎设备组成，破碎设备可以为超声波设备、机械匀浆设备、高压喷射设备等;破碎设备可以根据需要设置在厌氧反应器内部或外部；厌氧反应器上设有进料口、出料口和回料口；EGSB厌氧处理器上设有进浆口、出浆口、出泥口、出水口、回水口和排气口，进浆口和出楽口分别与厌氧反应器的出料口和回料口通过管道连接，可以实现处理物料的双向流通；回水口通过三通管道与出水口连接;排气口为EGSB厌氧处理器与气体收集器的连接口 ；微生物电化学反应器为MEC反应器或MFC反应器；厌氧反应器与EGSB厌氧处理器的体积比为1:1.5?3;微生物电化学反应器的阴阳两极分布于EGSB厌氧处理器高度的1/2-4/5处，反应器电极碳纤维充满所在位置的处理器内腔，同时兼作三相分离器，起到三相分离器的功能。一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解方法，利用了上述的装置，包括如下步骤:(I)破碎-厌氧联合预处理剩余污泥由厌氧反应器上的进料口输入破碎-厌氧联合预处理器，利用厌氧反应器内的厌氧污泥对剩余污泥进行短时间厌氧消化，杀死活性污泥中的大量好氧微生物，改变污泥的性质，降低污泥的破解难度；同时利用破碎设备的超声波、机械匀浆、高压喷射的作用分散污泥菌胶团，打破细菌细胞，分解大分子物质;最终使污泥悬浊液一部分固体颗粒物溶于水相，形成含有污泥固体颗粒的高浓度有机废水；(2)EGSB 厌氧处理将预处理后的剩余污泥由底部通入EGSB厌氧处理器中，使处理器器内部形成上升的液流;处理器中的厌氧颗粒污泥使预处理后的污泥中的固体颗粒不断降解，液相中的高浓度有机物在厌氧颗粒污泥中甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌的作用下，转变为C02、CH4、H2等气体;未被降解的污泥固体颗粒被回流至步骤(I)的破碎-厌氧联合预处理器进行厌氧消化和破碎；由于EGSB厌氧处理器中的厌氧颗粒污泥在处理过程中会逐渐生长变大，因此，需要定期对处理器进行排泥处理，排出的厌氧颗粒污泥中有机物含量为20%-35%，以无机污泥及颗粒污泥为主；(3)微生物电化学处理EGSB厌氧处理后形成的有机废水仍然含有一定浓度的有机物，再通过微生物电化学反应器进行处理:a.当有机废水和消化产生的气体随上升的液流上升通过MEC反应器的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒无法通过而下沉，液体中的有机物被MEC快速降解，MEC阳极上的生物膜降解有机物并将电子从细胞内转移到了细胞外，在外电路电势差作用下到达阴极与质子结合产生氢气，从而增加了厌氧降解速率，降低了出水有机物含量，气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；b.当有机废水和消化产生的气体随上升的液流上升通过MFC反应器的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒无法通过而下沉，液体中的有机物被MFC快速降解，MFC反应器是借助微生物的催化作用，将有机物中的化学能转化为电能，该装置在产生电能的同时增加了厌氧降解速率，降低了出水有机物含量，气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；经过微生物电化学处理后的水从出水口外排，经检测，出水⑶EK 50mg/L;部分外排的水通过回水口由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，为处理器内部提供上升的液流；在上述方法的步骤(2)和步骤(3)中，预处理后的剩余污泥由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，会在处理器中形成上升的液流；同时，部分经装置处理后外排的水可以通过回水口由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，也会在处理器中形成上升的液流;通过控制上升液流在微生物电化学处理阶段的流速，能够实现EGSB厌氧处理器下端进行厌氧颗粒污泥降解，上端进行微生物电化学降解，中间未被降解的污泥固体颗粒回流至破碎-厌氧联合预处理器的平衡；上述方法是一个持续动态的过程，即装置运行后，剩余污泥不断的输入装置中，经过处理后，不断的输出C02、CH4、H2等气体、达标的水以及电能。上述方法中，剩余污泥的浓度为8_20g/L;剩余污泥与厌氧污泥质量之比为2-3:1;污泥停留时间为5?7d;超声波频率为20-28KHZ，每次超声时间为0.5?Ih，两次超声的时间间隔为I?8h ；匀浆的搅拌速度为8000?12000rpm，每次匀浆时间为10?30min，两次匀浆的时间间隔为I?8h;高压喷射压力为10?50MPa，每次循环2?5次，两次喷射的时间间隔为I?8h;厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速与EGSB厌氧处理器至厌氧罐流速之比为5:3?4.5;厌氧罐与EGSB厌氧处理器的体积比为1: 1.5?3;EGSB厌氧处理器中，膨胀后的厌氧颗粒污泥为处理器体积的1/3?1/2，处理器中pH为6.5?7.5; EGSB厌氧处理器中微生物电化学处理阶段的上升流流速为厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速的10%?30 %。与现有技术相比，本专利技术的优点在于:(I)相对于传统污泥预处理方法，该方法通过厌氧消化，可以有效改变污泥的性质，降低污泥的破解难度，提升超声空化的效能，提高污泥的破解效率;较少的使用化学药剂，调节后续厌氧反应的PH，较大的促进了厌氧反应的进行。(2)相对于EGSB处理高浓度废水，该方法可以高效的降解剩余污泥等固体物质，出水水质较好，效率更高。(3)相对于MEC处理高浓度废水，该方法可以高效的降解剩余污泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预处理‑EGSB‑微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，包括破碎‑厌氧联合预处理器、EGSB厌氧处理器、微生物电化学反应器和气体收集器；所述破碎‑厌氧联合预处理器由厌氧反应器和破碎设备组成；破碎‑厌氧联合预处理器与EGSB厌氧处理器连接，微生物电化学反应器位于EGSB厌氧处理器内部，EGSB厌氧处理器与气体收集器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彤，李现瑾，谢元华，朱曜南，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21