一种协同污泥减量的生化处理城镇污水的方法技术

本发明专利技术公开了一种协同污泥减量的生化处理城镇污水的方法，通过在预处理后的城镇污水的生化处理工序的生化曝气池中加入垃圾炭黑进行生化反应，经沉淀池固液分离后，出水达标排放，污泥压滤得滤液和滤饼，滤液返回生化曝气池，滤饼含水率降至50％以下。本发明专利技术的处理工艺对于生化处理后的污泥既不需要重力浓缩，也不需要化学药剂调理，更不需要投资及操作运行费用极高的热干化，只需在生化曝气池中加入垃圾炭黑进行生化反应，然后采用简单的隔膜压滤便可满足污泥含水率≤50％的要求，同时生化处理后端可省去化学除磷系统，从而能够省去相应的投资及除磷药剂等操作运行费用。

【技术实现步骤摘要】
一种协同污泥减量的生化处理城镇污水的方法
本专利技术属于城镇污水处理
，具体涉及一种协同污泥减量的生化处理城镇污水的方法。
技术介绍
目前，城镇污水处理厂规模从数万吨/天～数十万吨/天不等，有的还高达百万吨/天以上。常见的城镇污水处理工艺，主要包括传统活性污泥法、A/O系列(厌氧或缺氧/好氧)、氧化沟系列、SBR系列(序批式间歇活性污泥法)、接触氧化法等。其中，应用最广泛的是A2/O工艺(厌氧/缺氧/好氧)、氧化沟系列和MSBR工艺(改良序批式间歇活性污泥法)，这些生化处理工艺应用的出发点多是脱氮(N)除磷(P)。生化处理沉淀池污泥，含水率一般均在99.2％～99.5％以上。为了实现污泥减量、大大降低污泥含水率，其剩余污泥的处理处置办法主要有两种，第一种办法是采用离心分离或带式压滤，让含水率降至80％以下，再进污泥处理处置场处理。第二种办法，系先经过重力浓缩至污泥含水率96％～98％、再经化学药剂调理、板框压滤至污泥含水率降到60％以下，或者有的还进一步经过热干化，含水率降到50％以下，最后送去掺烧、制砖、施肥及填埋等。若要让剩余污泥在出厂前达到含水率≤50％的要求，则须采用第二种办法，并不得不采用重力浓缩。由于重力浓缩停留时间高达16～24h以上，污泥中的N、P尤其是P，又会重新释放至浓缩后的上清液中，而上清液是要返回生化处理系统的，这样做的结果是，大大削减了生化系统脱N除P的能力，这也就是为什么采用污泥重力浓缩的污水厂在生化处理后还须要加设化学除P系统的原因。同时，城镇生活垃圾裂解过程中，除了可燃气及油等产品外，还副产炭黑。该垃圾炭黑系其中有机物热解后的固相产物，产量约100～200公斤/吨垃圾，并具有不低的热值(一般可达4000～5000kCal/kg以上)。目前，该垃圾炭黑，大多是在垃圾裂解炉内与从炉下部通入的空气发生燃烧反应并部分提供灰渣熔融所需的热量，或者用作低档工业燃料。
技术实现思路
为了解决现有城镇污水生化处理工艺中存在的问题，本专利技术的目的是在于提供一种方便可靠的协同污泥减量的生化处理城镇污水的方法，对于生化处理后的污泥既不需要重力浓缩，也不需要化学药剂调理，更不需要投资及操作运行费用极高的热干化，只需在生化曝气池中加入垃圾炭黑进行生化反应，然后采用简单的隔膜压滤便可满足污泥含水率≤50％的要求，同时生化处理后端可省去化学除磷系统，从而能够省去相应的投资及除P药剂等操作运行费用。为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种协同污泥减量的生化处理城镇污水的方法，通过在预处理后的城镇污水的生化处理工序的生化曝气池中加入垃圾炭黑进行生化反应，经沉淀池固液分离后，出水达标排放，污泥压滤得滤液和滤饼，滤液返回生化曝气池，滤饼含水率降至50％以下。本专利技术中，城镇污水先经过格栅、沉砂等常规处理过程后，再进入生化处理工序。优选的，所述生化处理工序为传统活性污泥法、A/O系列、氧化沟系列、SBR系列或接触氧化法；更优选为A2/O工艺、氧化沟系列或MSBR工艺。优选的，所述垃圾炭黑为城镇生活垃圾裂解过程中，其中的有机物热解后得到的固相产物。优选的，所述垃圾炭黑的加入量与干基污泥的质量比为：M垃圾炭黑:M干基污泥(质量比)＝0.3～1.0:1.0。优选的，所述垃圾炭黑的粒径为30～300μm，比表面积>20m2/g。优选的，所述垃圾炭黑的密度≤1.1kg/L。优选的，所述垃圾炭黑的疏水角为：40°<疏水角<90°。我们知道，活性炭价格高，其疏水角一般为15～40°，具有一定的亲水性；生物炭的疏水角一般大于90°，疏水性过强，容易浮于水面，难于在沉淀池中沉降分离；兰炭粉末则密度一般大于1.1kg/L，易于沉淀于生化曝气池池底。基于此，本专利技术中采用垃圾炭黑作为生化曝气池的生化反应的添加剂，城镇生活垃圾中的有机物热解过程形成了较丰富发达的微孔结构，使得垃圾炭黑对细小污泥颗粒具有较好的吸附性能，污泥颗粒粒径大大增加；而其疏水角一般在40°～90°之间，可以有效地提升污泥疏水性能，易于在沉淀池中沉降分离；且其密度一般不高于1.1kg/L，这样可以悬浮于生化曝气池中，协同活性污泥发挥有效作用。总之，本专利技术以特定的垃圾炭黑作为生化曝气池的生化反应的添加剂，基于其自身独特的物性参数的协同作用，能够显著改善污泥的沉降性能及压滤脱水性能。本专利技术的优势在于：(1)污泥脱水流程极为简化城镇污水处理厂内，在污泥出厂前，如果要让污泥减量至污泥含水率≤50％，那么，其剩余污泥，得先经过重力浓缩至污泥含水率96％～98％、再经化学药剂调理、板框压滤至污泥含水率60％左右，最后再经过热干化，至含水率降到50％以下。而采用本专利技术提出的在生化曝气池内添加垃圾炭黑的生化处理法，一方面，沉淀池(二沉池)剩余污泥含水率可由以往的99.1％～99.4％以上降至98.5％～97.5％以下；另一方面，剩余污泥过滤性能可以得到显著改善，相应的污泥比阻能降至3.86×1012～8.30×1011范围，直接达到了污泥脱水所要求的污泥比阻≤4.0×1012m/kg的目标。从而，既不需要重力浓缩，又不需要化学药剂调理，更不需要投资及操作运行费用极高的热干化。因此，采用本专利技术提出的协同污泥减量的生化处理法，污泥脱水流程极为简化，只需在生化曝气池中加入垃圾炭黑进行生化反应，然后采用简单的隔膜压滤一步便可满足污泥含水率≤50％的要求。(2)生化处理后端可省去化学除磷系统以往城镇污水处理厂，当其剩余污泥经过重力浓缩时，由于停留时间长达16～24小时以上，重力浓缩池下部的污泥，会因为厌氧而重新释放磷至上清液中，而上清液须返回生化系统。为保证除磷效果，让出水磷达标，生化处理后还须加设化学除磷系统。即使采用A2/O生物除磷的生化处理工艺，也是如此。这是因为，A2/O生物除磷实质上是通过含磷剩余污泥的排放来实现除磷的。显然，重力浓缩池的设置，对于A2/O生物除磷是极为不利的。而本专利技术技术，由于剩余污泥不再需要重力浓缩，故生化处理后端可省去化学除磷系统，从而还能够省去相应的投资及除P药剂等操作运行费用。(3)以废治废并资源化利用垃圾炭黑系城镇生活垃圾裂解过程中副产，可应用于城镇污水生化处理提高沉淀池固液分离效率、降低沉淀池剩余污泥含水率，还能显著改善污泥脱水性能、与剩余污泥一起进入隔膜压滤，并具有一定热值，为污泥的热值回收提供有利条件。从而，在以废治废、协同污泥减量的同时，还能很好地资源化利用。最后，垃圾炭黑与污泥一起成为后续的燃料产品：水分≤50％、热值≥2400kCal/kg，满足燃烧要求，可作为燃料而应用于电厂、水泥厂、生物质电厂锅炉掺烧等场合，亦可应用于垃圾焚烧发电，还有希望应用于锅炉自持燃烧发电。附图说明图1为本专利技术实施例1的工艺流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。值得说明，这些实施例仅用于说明本专利技术，而不用于限定本专利技术的保护范围。在实际应用中技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种协同污泥减量的生化处理城镇污水的方法，其特征在于：通过在预处理后的城镇污水的生化处理工序的生化曝气池中加入垃圾炭黑进行生化反应，经沉淀池固液分离后，出水达标排放，污泥压滤得滤液和滤饼，滤液返回生化曝气池，滤饼含水率降至50％以下。/n

【技术特征摘要】
1.一种协同污泥减量的生化处理城镇污水的方法，其特征在于：通过在预处理后的城镇污水的生化处理工序的生化曝气池中加入垃圾炭黑进行生化反应，经沉淀池固液分离后，出水达标排放，污泥压滤得滤液和滤饼，滤液返回生化曝气池，滤饼含水率降至50％以下。


2.根据权利要求1所述的一种协同污泥减量的生化处理城镇污水的方法，其特征在于：所述生化处理工序为传统活性污泥法、A/O系列、氧化沟系列、SBR系列或接触氧化法。


3.根据权利要求1所述的一种协同污泥减量的生化处理城镇污水的方法，其特征在于：所述垃圾炭黑为城镇生活垃圾裂解过程中，其中的有机物热解后得到的固相产物。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈映竹，
申请(专利权)人：长沙坚诺环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43