一种新型剩余活性污泥碳源回收装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种新型剩余活性污泥碳源回收装置及方法，所述碳源回收装置包括储泥池、反应柱、微气泡发生系统、臭氧发生器、微网组件和出水泵，所述反应柱下部区域内部装有套筒，所述储泥池的进泥管伸入所述套筒底部，所述套筒顶部和底部通过管道与所述微气泡发生系统连接，所述臭氧发生器产生的气体接入所述微气泡发生系统，所述微网组件安装在所述反应柱上部区域，所述出水泵与微网组件连接，通过本发明专利技术，可实现剩余污泥中的碳源回收。

【技术实现步骤摘要】
一种新型剩余活性污泥碳源回收装置和方法
本专利技术涉及剩余活性污泥处理及资源化领域，特别是涉及一种新型剩余活性污泥碳源回收装置和方法。
技术介绍
近年来我国对环境问题越来越重视，污水处理能力也不断提升，2015年我国城镇污水处理能力达到1.7亿吨/天。我国约有90％的污水处理厂采用活性污泥法工艺，相应的每年会产生超过625万吨干固体剩余活性污泥，如果处理不当会造成二次污染。另一方面，在我国部分省市尤其是南方地区，由于人均生活用水量大、部分地区采用合流制排水系统和地下水渗入管道等原因，污水处理厂存在进水碳源不足的问题，限制了反硝化效率。而剩余活性污泥含有大量微生物细胞，可以回收其中的碳源补充到污水处理系统的进水中。利用臭氧实现剩余活性污泥碳源回用是近年来出现的一种新型工艺。臭氧对污泥的作用包括直接氧化和间接氧化，直接氧化即臭氧可以选择性地与不饱和芳香化合物、不饱和脂肪族化合物和一些官能团发生反应，间接氧化即臭氧分解产生具有极强氧化活性的羟基自由基，无选择性发生氧化反应。通过以上作用，臭氧使剩余活性污泥微生物的细胞壁、细胞膜破坏，富含碳源的胞内物质溶出。但是，已有技术往往关注臭氧与剩余活性污泥的作用，缺乏对反应后的混合液进行高效固液分离的过程。例如，公开号为CN106673381A的中国专利技术专利申请公开了一种污泥处理装置及方法，其中污泥处理装置包括污泥分配池、抽吸泵、接触池和碳源转化池，碳源转化池内的下部安装有臭氧曝气器，上部设有尾气出口和碳源溢流出口，碳源溢流出口处连通碳源储存池。在碳源转化池内，控制臭氧浓度25～150mg/L使得污泥细胞壁刚好被氧化分解，促进细胞内溶解性的细胞质被释放出来，溶解性细胞质作为碳源向上流动，并溢流排出，而细胞壁碎片向下沉淀。然而需要指出的是，在该现有技术中，污泥与臭氧反应后由于胞内物质和胞外聚合物的释放，细胞碎片的表面点位、粘附性能等会发生改变，沉降性能随之会急剧下降，若仅利用重力进行固液分离可能无法达到良好的分离效果，并且细胞碎片随溶解性碳源流出后进入后续污水处理系统，固体颗粒并不能被反硝化利用，而且会加剧污水处理系统的固体负荷和剩余污泥产量。此外，传统的曝气盘式曝气产生的臭氧气泡直径较大，上升速度快、破裂时间短，造成传质效率较低、臭氧利用率较低。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种新型剩余活性污泥碳源回收装置和方法，其利用微气泡臭氧氧化剩余活性污泥，将污泥内碳源释放至液相，并利用微网进行高效的固液分离，从而实现剩余污泥中的碳源回收。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种新型剩余活性污泥碳源回收装置，包括储泥池、反应柱、微气泡发生系统、臭氧发生器、微网组件和出水泵，所述反应柱下部区域内部装有套筒，所述储泥池的进泥管伸入所述套筒底部，所述套筒顶部和底部通过管道与所述微气泡发生系统连接，所述臭氧发生器产生的气体接入所述微气泡发生系统，所述微网组件安装在所述反应柱上部区域，所述出水泵与微网组件连接。优选地，所述反应柱由下至上包括泥斗、反应区、过渡区和分离区，所述套筒设置于所述反应区，所述微网组件安装在所述分离区。优选地，所述反应区内的套筒的上部为圆台形、下部为圆柱形。优选地，所述分离区的直径大于过渡区的直径，所述分离区与过渡区连接部分的倾斜角度大于60°。优选地，所述微气泡发生系统包括依次串联接于所述套筒顶部和底部的循环泵、压力计、流量计以及微气泡喷嘴，所述臭氧发生器的出气管道与所述微气泡喷嘴的进气口连接。优选地，所述微气泡喷嘴内部为两端截面积大、中部截面积小的管状结构形式，且所述微气泡喷嘴后设置直管段，以使微气泡与污泥液体充分混合。优选地，所述微网组件包括衬板和微网，所述衬板两侧有凹陷的导流槽，上方安装出水头，所述导流槽与出水头连通，所述微网粘贴在衬板两侧，所述出水头与所述出水泵连接。为达到上述目的，本专利技术还提供一种新型剩余活性污泥碳源回收方法，包括如下步骤：步骤S1，将储泥池的污泥从反应柱的反应区的套筒底部进入，使其在套筒内与微气泡臭氧进行混合反应；步骤S2，将混合反应后的混合液进入过渡区，在重力作用下进行初步的固液分离；步骤S3，在分离区利用微网组件进行进一步的高效固液分离，最后利用出水泵将碳源抽吸出去。优选地，于步骤S1中，将污泥由套筒的顶部流出，循环污泥流经微气泡喷嘴时，产生负压吸入臭氧发生器产生的臭氧，并且形成微气泡，在直管段微气泡臭氧与污泥混合后再进入套筒底部。优选地，于步骤S3中，经步骤S2后溶解性的细胞组分和细小颗粒释放至液相中，继续向上流动进入分离区，在出水泵的驱动下，包含溶解性碳源的液体透过微网网孔进入到微网组件内部，并被抽吸出去，而细小颗粒被拦截在微网组件外，从而实现固液分离。与现有技术相比，本专利技术一种新型剩余活性污泥碳源回收装置及方法通过利用微气泡发生系统使微气泡臭氧氧化剩余活性污泥，将混合反应后的混合液进入过渡区在重力作用下进行初步的固液分离，将污泥内碳源释放至液相，并在分离区利用微网组件进行高效的固液分离，从而实现剩余污泥中的碳源回收，本专利技术具有剩余污泥碳源释放迅速、固液分离彻底、可连续运行、兼具剩余污泥减量功能等优点。附图说明图1为本专利技术一种新型剩余活性污泥碳源回收装置的结构示意图；图2为本专利技术一种新型剩余活性污泥碳源回收方法的步骤流程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。图1为本专利技术一种新型剩余活性污泥碳源回收装置的结构示意图。如图1所示，本专利技术的一种新型剩余活性污泥碳源回收装置，包括储存池1、反应柱2、微气泡发生系统3、臭氧发生器4、微网组件5和出水泵6，其中，反应柱2由下至上包括泥斗24、反应区23、过渡区22和分离区21，反应区23内部装有套筒25，储泥池1底部的进泥管伸入套筒25底部，同时套筒25顶部和底部通过管道与微气泡发生系统3连接，臭氧发生器4产生的气体接入微气泡发生系统3。微网组件5安装在分离区21，出水泵6与微网组件5的出水头连接。在本专利技术具体实施例中，泥斗24为倒置锥形，其有效容积应大于1个排泥周期中产生的沉淀污泥体积。反应区23内部安装套筒25，较佳地，套筒25上部为圆台形、下部为圆柱形，反应区23的污泥停留时间最好不低于4小时。一般地，分离区21的直径应大于过渡区22的直径，分离区21与过渡区22连接部分的倾斜角度最好大于60°，分离区21应能容纳所需微网组件5且预留一定水面超高，微网组件5的插槽固定在分离区21内。所述微气泡发生系统3包括依次串联接于套筒25顶部和底部的循环泵31、压力计32、流量计33和微气泡喷嘴34，循环泵31驱动方向为污泥由套筒25顶部流出，经过微气泡发生系统3后流入套筒25底部，微气泡喷嘴34内部为两端截面积大、中部截面积小的管状结构形式，能够吸入气体并形成微气泡。微气泡喷嘴34后设置一定长度的直管段，使微气泡与污泥液体充分混合。在本专利技术具体实施例中，所述臭氧发生器4出气管道与微气泡喷嘴34的侧方进气口连接，提供的臭氧量不低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型剩余活性污泥碳源回收装置，包括储泥池、反应柱、微气泡发生系统、臭氧发生器、微网组件和出水泵，所述反应柱下部区域内部装有套筒，所述储泥池的进泥管伸入所述套筒底部，所述套筒顶部和底部通过管道与所述微气泡发生系统连接，所述臭氧发生器产生的气体接入所述微气泡发生系统，所述微网组件安装在所述反应柱上部区域，所述出水泵与微网组件连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型剩余活性污泥碳源回收装置，包括储泥池、反应柱、微气泡发生系统、臭氧发生器、微网组件和出水泵，所述反应柱下部区域内部装有套筒，所述储泥池的进泥管伸入所述套筒底部，所述套筒顶部和底部通过管道与所述微气泡发生系统连接，所述臭氧发生器产生的气体接入所述微气泡发生系统，所述微网组件安装在所述反应柱上部区域，所述出水泵与微网组件连接。2.如权利要求1所述的一种新型剩余活性污泥碳源回收装置，其特征在于：所述反应柱由下至上包括泥斗、反应区、过渡区和分离区，所述套筒设置于所述反应区，所述微网组件安装在所述分离区。3.如权利要求2所述的一种新型剩余活性污泥碳源回收装置，其特征在于：所述反应区内的套筒的上部为圆台形、下部为圆柱形。4.如权利要求2所述的一种新型剩余活性污泥碳源回收装置，其特征在于：所述分离区的直径大于过渡区的直径，所述分离区与过渡区连接部分的倾斜角度大于60°。5.如权利要求2所述的一种新型剩余活性污泥碳源回收装置，其特征在于：所述微气泡发生系统包括依次串联接于所述套筒顶部和底部的循环泵、压力计、流量计以及微气泡喷嘴，所述臭氧发生器的出气管道与所述微气泡喷嘴的进气口连接。6.如权利要求5所述的一种新型剩余活性污泥碳源回收装置，其特征在于：所述微气泡喷嘴内部为两端截面积大、中部截面积小的管状...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩小蒙，马艳，张鑫，周新宇，宋姗姗，谢震方，周维奇，
申请(专利权)人：上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31