生物脱氮、污泥减量及增加产热水处理运行方法及其污泥技术

本发明专利技术公开了一种生物脱氮、污泥减量及增加产热水处理运行方法及其污泥，包括；进水经预处理在生物反应器好氧段曝气、硝化反应后进入沉淀池，回收硝化反应上清液热量；污泥回流，剩余污泥脱水后外运；部分污泥经离心后重悬回流至生物反应器，污泥稀释，离心，收集上清液；重悬后回流至生物反应器；余下污泥超声离心后回流至生物反应器，污泥稀释，超声分散，离心，收集上清液，污泥用缓冲液重悬，回流至生物反应器；黏液层和疏松结合型胞外聚合物回收。通过将污泥剥离黏液层处理，使得氨氮半饱和系数骤降，提高污泥对氨氮的亲和力，强化活性污泥的硝化能力；经处理后的污泥有更低的产率系数。数。数。

【技术实现步骤摘要】
生物脱氮、污泥减量及增加产热水处理运行方法及其污泥


[0001]本专利技术属于污水处理领域，涉及一种通过对回流污泥再处理强化硝化能力，减少污泥产量，增加产热，回收胞外聚合物和热量的方法。

技术介绍

[0002]水体中输入过量氮素是引起水体富营养化的重要因素，氮素的脱除是污水处理厂的基本目标之一，近年来，部分污水处理厂排水水质不达标引起的环境问题日益突出。尽管相关部门对污水处理厂监管越来越严格，处罚力度越来越大，但污水厂在运行过程中也存在许多问题，活性污泥法也因为存在许多问题而成为研究的目标。国家的标准也变得更加严格，在以脱氮除磷为核心的大势下，污水厂出水氮素的达标显得尤为重要。
[0003]越来越多的城镇污水处理厂的成功建设并投入使用，目前主流工艺采用活性污泥法处理污水，因此会产生大量湿污泥。根据不完全统计，中国湿污泥产生量已达到6.0
×
107～8.0
×
107t，对剩余污泥进行处理需要消耗大量能源和财力，因此污泥减量可以大大减少污水处理厂运营成本。污泥减量化过程受到胞外聚合物的影响，使得污水中水分难以去除，有机质不能有效释放。
[0004]目前污水厂活性污泥工艺，优于微生物在低温活性降低，导致低温下极容易出水氨氮超标。尤其是北方地区冬季温度极低，对污水厂出水影响很大，极易出现超标排放情况，因此污水厂面临很大挑战。因此提供一种通过对回流污泥再处理强化硝化能力，减少污泥产量，增加产热，回收胞外聚合物和热量的方法成为本领域目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的上述缺陷，针对生物脱氮效率低的问题，本专利技术的目的在于提供一种生物脱氮、污泥减量及增加产热水处理运行方法，通过将污泥剥离黏液层处理，使得氨氮半饱和系数骤降，提高污泥对氨氮的亲和力，强化活性污泥的硝化能力；通过对污泥进行疏松结合型胞外聚合物处理，有着更低的产率系数，减少污泥量，进行热量回收。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案来实现的。
[0007]本专利技术一方面，提供了一种生物脱氮、污泥减量及增加产热水处理运行方法，包括下述步骤；
[0008]1)经预处理的进水进入生物反应器，在生物反应器的好氧段进行曝气、硝化反应；
[0009]2)生物反应器硝化反应后的出水进入沉淀池，沉淀泥水分离，上清液外排，回收硝化反应产生的热量；沉淀池底部污泥按经外循环回流至生物反应器好氧段，剩余污泥进入污水厂污泥处理工艺，脱水后外运；
[0010]3)30％～70％污泥经离心处理剥离黏液层之后重悬回流至生物反应器的好氧段，将污泥稀释，离心，收集为包含黏液层和疏松结合型胞外聚合物的上清液；污泥用PBS磷酸盐缓冲液重悬，回流至生物反应器好氧段；
[0011]4)余下污泥经超声再离心处理，剥离疏松结合型胞外聚合物后，污泥重悬后回流至生物反应器的好氧段，将污泥稀释，超声将污泥细胞分散，高速离心，收集上清液为胞外聚合物溶液，污泥用PBS磷酸盐缓冲液重悬，回流至生物反应器好氧段；
[0012]5)黏液层和疏松结合型胞外聚合物回收。
[0013]作为优选，所述步骤1)，曝气控制水中溶液氧在2～6mg/L。
[0014]作为优选，所述步骤2)，沉淀1～3h泥水分离；沉淀池底部污泥按照回流比50％～150％经外循环回流至生物反应器好氧段。
[0015]作为优选，所述步骤3)，将污泥稀释到SS＝2000～4000mg/L，在1500～2500g离心力下离心3～7min。
[0016]作为优选，所述步骤4)，将污泥稀释到SS＝2000～4000mg/L，超声功率为5～15W，超声时间为3～7min；在8000～12000r高速离心10～20min。
[0017]作为优选，所述步骤4)，剥离胞外聚合物过程在0～4℃下进行。
[0018]作为优选，胞外聚合物中包含蛋白质、多糖、腐殖酸、核酸、磷脂和褐藻酸。
[0019]作为优选，所述PBS磷酸盐缓冲液包括：NaCl 137mmol/L，KCl 2.7mmol/L，Na2HPO
4 4.3mmol/L，KH2PO
4 1.4mmol/L。
[0020]作为优选，重悬采用PBS磷酸盐缓冲液调节pH＝7.0
±
2.0。
[0021]本专利技术另一方面，给出了所述方法得到的剥离疏松结合型胞外聚合物的污泥。
[0022]采取将污泥剥离黏液层处理，剥离黏液层之后，使得氨氮半饱和系数骤降，即污泥对氨氮的亲和力更高，从而强化活性污泥的硝化能力，使得氨氮降解效率更高，出水达标。针对污泥减量化，对污泥进行疏松结合型胞外聚合物处理，剥离后的污泥相比较于原始污泥，有着更低的产率系数，从根本上减少污泥量以达到减量化的目的，同时剥离疏松结合型胞外聚合物使得污泥微生物在正常降解微生物时，会释放更多的热量，在冬季可以保持更高的水温，使得微生物有更高的活性，其他季节则可以进行热量回收。对于剥离出的胞外聚合物可以进行回收处理，由于对回流污泥剥离胞外聚合物的处理方式，经过循环之后，剩余污泥所含胞外聚合物量也会减少，有利于污泥脱水。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024]1)强化硝化能力
[0025]剥离黏液层之后污泥对于氨氮的亲和力提高，增强硝化能力，因此可以更高效的去除氨氮，出水效果更好，能更好的应对污水处理厂面临的挑战。
[0026]2)污泥产量减少，降低污泥处理处置成本
[0027]剥离疏松结合型胞外聚合物之后，污泥相比较于原泥，产率系数明显降低，可以从根本上降低污泥产量，在维持固有回流污泥量的前提下，使得剩余污泥量大大减少，同时在这种不断循环的过程中，使得工艺中胞外聚合物不会累积，相比较于原泥，胞外聚合物含量大大减少，有助于剩余污泥脱水，减少污泥处理处置成本。
[0028]3)热量回收
[0029]剥离疏松结合型胞外聚合物之后污泥相比较于原泥有着更高的维持系数和内源呼吸速率(表1)，这表明相当一部分底物用于非生长相关代谢，即能量以热量的形式分散，对热量进行回收利用，可以达到资源化的目的，热量回用也可能会创造一定经济效益。
附图说明
[0030]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的不当限定，在附图中：
[0031]图1为本专利技术所用改良的工艺流程图。
具体实施方式
[0032]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0033]如图1所示，本专利技术提出一种通过剥离胞外聚合物强化生物脱氮、污泥减量以及增加产热水处理运行方法，包括以下步骤：
[0034]步骤1，进水经过一系列预处理(格栅、沉砂池、初沉池)到达生物反应器，进行硝化反应，曝气控制水中溶液氧在2～6mg/L。污泥硝化反应产生更多的热量，并且污泥产量减少。部分污泥来自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物脱氮、污泥减量及增加产热水处理运行方法，其特征在于，包括下述步骤；1)经预处理的进水进入生物反应器，在生物反应器的好氧段进行曝气、硝化反应；2)生物反应器硝化反应后的出水进入沉淀池，沉淀泥水分离，上清液外排，回收硝化反应产生的热量；沉淀池底部污泥按经外循环回流至生物反应器好氧段，剩余污泥进入污水厂污泥处理工艺，脱水后外运；3)30％～70％污泥经离心处理剥离黏液层之后重悬回流至生物反应器的好氧段，将污泥稀释，离心，收集为包含黏液层和疏松结合型胞外聚合物的上清液；污泥用PBS磷酸盐缓冲液重悬，回流至生物反应器好氧段；4)余下污泥经超声再离心处理，剥离疏松结合型胞外聚合物后，污泥重悬后回流至生物反应器的好氧段，将污泥稀释，超声将污泥细胞分散，高速离心，收集上清液为胞外聚合物溶液，污泥用PBS磷酸盐缓冲液重悬，回流至生物反应器好氧段；5)黏液层和疏松结合型胞外聚合物回收。2.根据权利要求1所述的生物脱氮、污泥减量及增加产热水处理运行方法，其特征在于，所述步骤1)，曝气控制水中溶液氧在2～6mg/L。3.根据权利要求1所述的生物脱氮、污泥减量及增加产热水处理运行方法，其特征在于，所述步骤2)，沉淀1～3h泥水分离；沉淀池底部污泥按照回流比50％～150％经外循环回流至生物反应器好氧段。4.根据权利要求1所述的生物脱氮、污泥减量及增加产热水处理运行方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志华，赵松，赵翩，王海光，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：