一种污水处理厂污泥分相消化方法技术

一种污水处理厂污泥分相消化方法，涉及一种污泥处理与资源化利用技术。先将污泥在溶解氧为１．５～２ｍｇ／Ｌ，ｐＨ＝５．５～６．０，温度为３０～３５℃下进行曝气水解消化反应６ｄ，得水解消化产物；然后进入离心机作固液分离得水解液和泥饼；水解液进入填料式甲烷化反应床，在温度为３２～３８℃，循环流速为０．００５～０．０２ｍ／ｓ下，进行水力停留时间为３ｄ的甲烷化消化产生沼气和消化出水，沼气去燃气锅炉生产蒸汽，消化出水回流至污水处理厂配水井；泥饼先与干燥污泥混合至含水率为５０～６０％，然后在干燥器中用锅炉生产的蒸汽加热干燥至含水率为３２～３８％的干化污泥，作土地利用。本发明专利技术的两段消化优化了两类消化微生物的代谢条件，抑制了污泥中磷的释放，降低了泥饼含水率，提高了沼气转化率及能量的有效利用，保证了干化污泥的无害化。

【技术实现步骤摘要】
一种污水处理厂污泥分相消化方法
污水处理厂污泥分相消化方法，涉及一种污水处理厂污泥处理与资源化利用技术，属污水厂污泥废弃物污染控制

技术介绍
采用好氧生物处理工艺的污水处理厂，污泥是不可避免的二次污染物。城市污水处理厂物料平衡测试结果表明，污水厂水处理工序中去除的70％以上有机物富集于污泥之中。因此，“减量化、无害化、资源化”是污水处理厂污泥管理的原则，也是其处理技术发展与选择所遵循的基本准则。目前，符合污水处理厂污泥管理原则的污泥厌氧消化技术得到了广泛的应用，其中发达国家的应用率达到50％以上。污泥厌氧消化可以通过降解污泥有机物直接对污泥进行减量，同时也有助于改善污泥的可脱水性，间接地有利于污泥的脱水减量处理和无害化(污泥在50～55℃进行高温厌氧消化后，可直接达到卫生无害化的要求，即使是32～38℃中温厌氧消化也有利于抑制和减少污泥中的致病菌数量)。污泥厌氧消化可产生沼气，提供了能源回收利用的可能，同时厌氧消化后，有机物被生物稳定化处理后的污泥还可作土地利用，实现植物营养元素和有机物还田。尽管如此，污泥厌氧消化技术仍面临两方面的基本问题，一是提高厌氧消化过程的有机物转化率，这与污泥消化处理的减量化、无害化水平及能源回收效率均有很大的相关性；二是控制污泥厌氧消化过程中磷的溶出。对于上述厌氧消化面临的第一个问题，目前的主要方法是发展二阶段污泥厌氧消化，即从厌氧消化的原理出发，优化消化的环境和微生物相。在环境优化方面，基于有机物厌氧消化由水解酸化、乙酸化产氢和甲烷化3个基本步骤组成，且水解酸化微生物与乙酸化和甲烷化微生物的代谢优化环境条件不同，将污泥消化分为水解和甲烷化2个阶段，在控制不同环境条件的反应器中完成，可使参与污泥厌氧消化的不同微生物菌群的代谢环境条件均能得到优化(“TWO-PHASE，TWO-STAGE，ANDSINGLE-STAGEANAEROBICPROCESSCOMPARISON”.AzbarN，SpeeceRE.JournalofEnvironmentalEngineering，127(3)：240-248，2001)。而对于消化的微生物相优化，由于，目前的污泥二阶段消化均采用固液混合方式，因此，只能采用部分消化污泥循环接种的方式，对消化微生物作出调整。而更为有效的微生物固定化或颗粒化污泥等优化厌氧降解微生物相的方法无法实施。对于第二个厌氧消化中的磷释放问题，为了控制水体富营养化，污水处理中除磷脱氮去除植物营养元素的操作逐渐普及，很多污水厂的除磷采用生物工艺，而除磷微生物的生物特征是好氧聚磷、厌氧释磷(见高廷耀、顾国维，“水污染控制工程(下册)”，第二版。高等教育出版社，北京，1999)。因此，在传统的厌氧消化中，污泥中的磷必然将大量释放(EXPERIMENTALSTUDIESSIM[ULATINGPOTENTIALPHOSPHORUSRELEASEFROMMUNICIPALSEWAGE.RydinE，Wat.Res.30(7)：1695-1701，1996)，并随消化出水回流至污水处理厂，使得从污水中分离的磷重新返回污水中，导致污水处理中的除磷无法取得实际效果。要控制污泥厌氧消化过程中磷的溶出，必须要保持消化环境的有氧状态，这与厌氧消化菌群的生理特征冲突。因此，目前在污泥厌氧消化的框架内，尚缺乏解决方案，为了避免污泥消化中的磷释放问题，只能改用好氧消化或不采用消化技术，但是污泥好氧消化对于处理容量大于5万m3/d的污水厂，其经济性明显劣于厌氧消化。而不采用消化技术，在采用同样的脱水技术条件下，污泥的脱水效果明显下降，不利于污泥的减量化。总之，目前还没有方法解决污泥厌氧消化中普遍存在的这些技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种污水处理厂污泥厌氧消化技术，采用该技术能优化微生物代谢环境，从而抑制了污泥中磷的释放、降低了污泥的含水率，提高了有机碳转化为沼气的转化率。为了达到上述目的，本专利技术按污泥消化的水解和甲烷化微生物菌群代谢特征，确定了污泥消化的基本流程分二段进行：第一段是从污水厂污泥浓缩池排出的浓缩污泥先进入曝气水解消化反应器进行曝气水解消化，控制反应器中溶解氧浓度须大于1.5mg/L，使污泥磷释放率小于80％；第二段是固液分离得到的水解液再进入填料式甲烷化反应床进行甲烷化消化产生沼气；而分离得到的污泥泥饼则利用沼气进行热干燥后作土地利用。具体步骤如下：第一步：浓缩预处理后的污水处理厂污泥，先通过换热器A加热至35℃～40℃后进入曝气水解消化反应器中水解消化；曝气水解消化反应器主体为2个直径不同的同心圆筒，内筒下部设有微孔曝气管，运行时，内筒中的污泥与曝气释放的气泡混合，使其表观密度低于内、外筒环隙内的污泥，由此，可使反应器内的污泥，在环隙和内筒间形成持续的流动，保证消化传质条件。通过控制曝气的流量使污泥中的溶解氧保持在1.5～2mg/L的水平，同时pH控制在5.5～6.0，反应器内温度维持在30℃～35℃，消化水力停留时间6d，即获得水解消化产物；第二步：水解消化产物采用离心分离因素1800～2200的卧式螺杆卸料离心机作固液分离，得水解液和泥饼；第三步：水解液通过换热器B加热40～45℃进入填料式甲烷化反应床，在外接的离心式泥浆泵驱动下，以0.005-0.02m/s循环流速在填料式甲烷化反应床中循环，反应温度为32～38℃，进行甲烷化消化产生沼气和消化出水；通过离心式泥浆泵出口的一个三通阀，将消化出水排出甲烷化反应床，并通过调节三通阀的开度，控制排液流量，使水解液在该反应器内的水力停留时间为3d。沼气收集后进入燃气锅炉生产蒸汽，消化出水回流至污水处理厂配水井，部分消化出水进入曝气水解消化反应器中，使曝气水解消化反应时pH控制在5.5～6.0。第四步：先将泥饼与干燥污泥搅拌混合至含水率在50％～60％范围，再进入工业用卧式空心桨叶干燥器中干燥至含水率32％～38％，干燥用的热源为污泥甲烷化产生的沼气在燃气锅炉生产的压强200～250kPa(表压)，温度140℃～150℃的过热蒸汽，蒸汽在干燥器的夹套和空心轴中流动，以间接加热方式对干燥过程供热完成泥饼加热干燥，成为干化污泥作土地利用；干燥器干燥污泥产生的二次蒸汽由循环空气带出，先进入换热器B将水解液加热到40～45℃后，再进入换热器A将浓缩预处理后的污泥加热到35～40℃，换热器A出来的尾气通过分流阀，排除气量的1/10，排除尾气的同时补充等量新鲜空气，然后再返回干燥器循环；排出的尾气与沼气燃烧所需的空气一起进入燃气锅炉，燃烧脱臭后，通过烟道排除。二次蒸汽在两个换热器中冷凝成的冷凝液回流至污水厂配水井。所述的第三步的填料式甲烷化反应床，其圆筒体中部的高度为直径的3～6倍，圆筒体中部内悬垂吊挂聚酯无纺土工布，作为甲烷化消化微生物的附着生长填料载体，土工布规格400g/m2，裁成5cm宽长条后吊挂使用，土工布吊挂密度250～400条/m2。土工布悬挂空间下部设0.3m厚的碎石填充层，碎石级配粒径5-20mm。反应床顶部设离心分离的水解液进口和沼气收集口，侧壁按上进、下出方式设2个液体进出口，并与离心式泥浆泵连接，驱动液体在填料床中由上至下流动。所述的第一步的污泥在曝气水解消化反应器中水解消化，所用的反应器由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污水处理厂污泥分相消化方法，其特征在于： 先将浓缩预处理后的污泥通过换热器A加热至35℃～40℃后进入曝气水解 消化反应器中进行曝气水解消化反应，通过控制曝气的流量使污泥中的溶解氧保 持在1.5～2mg/L的水平，同时pH控制在5.5～6.0，反应器内温度维持在30℃～35℃， 消化水力停留时间6d，即获得水解消化产物；水解消化产物进入离心分离因素 1800～2200的卧式螺杆卸料离心机作固液分离得水解液和泥饼；水解液通过换热 器B加热至40～45℃进入填料式甲烷化反应床，在循环流速为0.005～0.02m/s， 反应温度为32～38℃条件下，进行水力停留时间为3d的甲烷化消化产生沼气和 消化出水，沼气收集后在燃气锅炉中生产蒸汽，消化出水回流至污水处理厂配水 井；泥饼先与干燥污泥搅拌混合至含水率为50～60％，然后在卧式空心桨叶干燥 器中用锅炉生产的蒸汽加热干燥，成为干化污泥作土地利用；卧式空心桨叶干燥 器产生的二次蒸汽由循环空气带出，先进入换热器B将水解液加热到40～45℃， 然后再进入换热器A将污泥加热到35～40℃，换热器A出来的尾气通过分流阀 排除气量的1/10，排除尾气的同时补充等量新鲜空气，然后再返回卧式空心桨 叶干燥器循环；排出的尾气与沼气燃烧所需的空气一起进入燃气锅炉，燃烧脱臭 后，通过烟道排除。...

【技术特征摘要】
1.一种污水处理厂污泥分相消化方法，其特征在于：先将浓缩预处理后的污泥通过换热器A加热至35℃～40℃后进入曝气水解消化反应器中进行曝气水解消化反应，通过控制曝气的流量使污泥中的溶解氧保持在1.5～2mg/L的水平，同时pH控制在5.5～6.0，反应器内温度维持在30℃～35℃，消化水力停留时间6d，即获得水解消化产物；水解消化产物进入离心分离因素1800～2200的卧式螺杆卸料离心机作固液分离得水解液和泥饼；水解液通过换热器B加热至40～45℃进入填料式甲烷化反应床，在循环流速为0.005～0.02m/s，反应温度为32～38℃条件下，进行水力停留时间为3d的甲烷化消化产生沼气和消化出水，沼气收集后在燃气锅炉中生产蒸汽，消化出水回流至污水处理厂配水井；泥饼先与干燥污泥搅拌混合至含水率为50～60％，然后在卧式空心桨叶干燥器中用锅炉生产的蒸汽加热干燥，成为干化污泥作土地利用；卧...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋寿悟，
申请(专利权)人：蒋寿悟，
类型：发明
国别省市：江苏,32