本发明专利技术公开了一种强化污泥消化并同步脱氮除磷的方法，以城市污水厂产生的初沉污泥和剩余污泥的混合泥为处理对象，通过厌氧/缺氧/短时好氧等技术手段强化污泥的消化过程，达到快速降低有机质含量、快速稳定污泥并消除病原菌的目的，且同步脱除污泥消化液中的氨氮和磷等营养元素，不给后续处理造成负担。该工艺适用于中小型污水处理厂污泥的就地处理，和对污泥处理水平要求较高的单元，具有设备体积小、处理效率高、消化液水质好等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污泥处理技术，以城市污水厂产生的初沉污泥和剩余污泥的混合泥为处理对象，通过技术手段强化污泥的消化过程，并同步脱除污泥消化液中的氨氮和磷等营养元素。该工艺适用于中小型污水处理厂污泥的就地处理，和对污泥处理水平要求较高的单元。
技术介绍
活性污泥法是目前世界上应用最普遍的污水生物处理技术，具有运行管理方便、 适合处理大规模的污水水量、出水水质好且处理费用低等特点。但活性污泥法的最大弊端在于产生大量剩余污泥，其处理与处置成为各污水处理厂的难题。另外，由于初沉池的作用，原水中约40%-60%的悬浮物在初沉池中沉积下来，形成初沉污泥。初沉污泥产量大，无机成分比重高且含有大量病原菌、寄生虫等，往往伴有腐臭气味，其处理也有相当难度。随着城市污水厂处理水平的提高，污泥的处理由简单的沉降逐渐发展为污泥浓缩、消化、脱水、堆肥等方法。污泥消化是其中的关键步骤，能够减少污泥中的有机化合物， 对污泥的减量化和稳定化起到关键作用。目前我国应用较普遍的方法是将浓缩后的初沉污泥和剩余污泥混合通入污泥消化池进行厌氧消化。污泥的厌氧消化分为水解、酸化、产氢产乙酸、产甲烷等步骤，其中污泥水解是整个厌氧消化过程的限速步骤，决定了厌氧消化的效率。由于水解过程的限制，传统的厌氧消化工艺往往存在停留时间长、消化速率慢、处理效率低等缺陷。为了克服这些缺陷，新型污泥消化工艺被不短开发，如利用各种前置处理(如碱处理、超声波处理、超低温破碎)和生物技术(如臭氧处理、酶催化技术)来改善污泥的厌氧消化性能；或探索好氧消化等方式来提高消化效率。但这些新型污泥消化工艺普遍具有设备投入高、运行费用高的缺点，难以普及利用。另一方面，传统的污泥消化过程会释放大量的氨氮、磷酸盐等营养素进入到污泥消化液。污泥消化液一般回流到污水处理厂前端与进水混合再次进入生物池进行处理。由于污泥消化液的高氮、高磷、低碳特征，其进行生物脱氮除磷所需要的C/N比严重不足，回流到主体工艺更加剧了城市污水的碳源缺乏，影响整体处理效果。因此，开发一种新型的污泥消化工艺，使得既能提高污泥消化池的消化效率、缩短消化池的停留时间、增强污泥减量和稳定效果，又能同步减少污泥消化中的氮、磷等营养元素，不给后续处理增加负担，符合污泥处理与处置发展趋势的需求。，可以规避传统消化的缺陷，具有如下优点 I)污泥投配率大，污泥在消化池中停留时间短，消化效率高，运行管理简便；2)相比传统污泥消化，消化过程氨氮和磷酸盐的释放量小；3)设置缺氧、好氧阶段，污泥消化中释放的氨氮和磷酸盐能够就地去除；4)设备体积小，适合中小型水厂和农村废水处理中污泥的就地处理，可推广性强。
技术实现思路
`针对现有技术的不足，本专利技术改造传统污泥消化工艺，在污泥消化过程中提供间歇厌氧、缺氧、好氧过程，强化污泥减量和稳定，并同步实现污泥消化液的脱氮除磷。本专利技术通过以下技术方案来实现，其特征在于强化污泥消化过程中的有机质减量化、稳定化，并同步脱除污泥消化过程中产生的氮、磷等营养元素，且起到破坏病原体的作用。所述方法用到的装置包括贮泥罐、进泥管、进泥泵、进泥阀、反应器、搅拌器、液封装置、加热棒、温度探头、温控箱、加药阀、加药箱、曝气头、流量计、空气压缩机、排泥阀、排泥管、排泥箱。反应器中部设置进泥阀，进泥阀通过进泥管和进泥泵与贮泥罐相连，反应器底部设排泥阀，通过排泥管与排泥箱相连接。反应器顶部安装搅拌器，搅拌桨伸入反应器内；反应器顶盖中心设置液封装置。加药箱连接在反应器的上部，加药管伸入反应器内部。反应器内部的加热棒和温度探头与外部温控箱相连。曝气头设置在反应器底部，并通过管道连接流量计和空气压缩机。实际运行中，污泥依序经过厌氧/缺氧/好氧消化步骤。具体步骤如下I进泥将初沉污泥与剩余污泥混合后置于贮泥罐，初沉泥/剩余泥干重之比为(Γ2。开启进泥阀，贮泥罐中的混合泥通过进泥管从贮泥罐进入反应器，控制进泥体积为反应器有效容积的20%-50%。II厌氧消化在液封装置中注水，开启搅拌器，保持反应器的密闭状态，污泥厌氧消化3-5小时。III缺氧消化厌氧消化时间达到后，开启加药阀，向反应器中加入工业用亚硝酸钠。控制所投加的N02—N浓度与污泥浓度MLSS之比为1:20-1:30。缺氧消化时间设定为8-12小时。 IV短时好氧消化缺氧消化时间达到后，将液封装置中的水排空，开启空气压缩机，向反应器中提供空气，控制溶解氧浓度D00. 4-0. 5mg/L。好氧消化时间为3_5小时。V排泥开启排泥阀。污泥通过排泥管进入排泥箱。控制排泥体积为反应器有效容积的20%-50%。与传统的污泥消化工艺相比，该专利技术具有如下优点I)投加亚硝酸钠为污泥消化提供缺氧环境，加速了大分子有机物的溶解和释放，且反硝化作用的发生为系统提供碱度，使得PH值升高，有效提高消化效率。2)相比传统污泥消化，缺氧过程抑制了氨氮和磷酸盐的释放量；后续好氧阶段进一步去除消化液中残余的氨氮和磷酸盐等，提升消化液水质，后续处理负担小。3)相比于传统污泥消化(污泥投配率4% 10%，污泥停留时间长达1(Γ25天)，强化污泥消化同步脱氮除磷方法污泥投配率大，污泥在消化池中停留时间短，消化效率高；设备体积小，可操作性强，适合中小型水厂和农村废水处理中污泥的就地处理，可推广性强。附图说明附图为本专利技术装置的结构示意中1—贮泥罐；2—进泥管；3—进泥泵；4—进泥阀；5——反应器；6——搅拌器；7——液封装置；8——加热棒；9——温度探头；10——温控箱；11——加药阀；12——加药箱；13——曝气头；14——流量计；15——空气压缩机；16——排泥阀；17—排泥管；18—排泥箱。具体实施例方式结合附图和实例对本申请专利进一步的说明如附图所示，本专利技术包括顺次连接的贮泥罐、进泥管、进泥泵、反应器、排泥管、排泥箱。其中贮泥罐的有效体积为5L，罐体由有机玻璃制成；反应器有效体积为6L，为圆柱形有机玻璃柱体；排泥箱有效容积为6L，箱体由有机塑料制成。用到的装置包括贮泥罐1、进泥管2、进泥泵3、进泥阀4、反应器5、搅拌器6、液封装置7、加热棒8、温度探头9、温控箱10、加药阀11、加药箱12、曝气头13、流量计14、空气压缩机15、排泥阀16、排泥管17、排泥箱18 ;反应器5中部设置进泥阀4，进泥阀4通过进泥管2和进泥泵3与贮泥罐I相连，反应器5底部设排泥阀16，通过排泥管17与排泥箱18相连接；反应器5顶部安装搅拌器6，搅拌桨伸入反应器内；反应器5顶盖中心设置液封装置7 ;加药箱12连接在反应器5的上部，加药管伸入反应器5内部；反应器5内部的加热棒8和温度探头9与外部温控箱10相连；曝气头13设置在反应器5底部，并通过管道连接流量计14和空气压缩机15.反应器中部设置进泥阀，并通过进泥管和进泥泵与贮泥罐相连，反应器底部设排泥阀，通过排泥管与排泥箱相连接。反应器顶部安装搅拌器，搅拌桨伸入反应器内；同一轴线上设置液封装置，通过厌氧/缺氧时段注水和好氧时段排水来实现反应器密封性的可调。加药箱连接在反应器 的上部，缺氧过程中向反应器投加浓度为100g/L的亚硝酸钠溶液。反应器内部的加热棒和温度探头与外部温控箱相连，控制反应器内部温度为30°C。曝气头设置在反应器底部，并通过管道连接流量计和空气压缩机，调节空气流量，使曝气本文档来自技高网...
【技术保护点】
强化污泥消化并同步脱氮除磷的方法，用到的装置包括贮泥罐(1)、进泥管(2)、进泥泵(3)、进泥阀(4)、反应器(5)、搅拌器(6)、液封装置(7)、加热棒(8)、温度探头(9)、温控箱(10)、加药阀(11)、加药箱(12)、曝气头(13)、流量计(14)、空气压缩机(15)、排泥阀(16)、排泥管(17)、排泥箱(18)；反应器(5)中部设置进泥阀(4)，进泥阀(4)通过进泥管(2)和进泥泵(3)与贮泥罐(1)相连，反应器(5)底部设排泥阀(16)，通过排泥管(17)与排泥箱(18)相连接；反应器(5)顶部安装搅拌器(6)，搅拌桨伸入反应器内；反应器(5)顶盖中心设置液封装置(7)；加药箱(12)连接在反应器(5)的上部,加药管伸入反应器(5)内部；反应器(5)内部的加热棒(8)和温度探头(9)与外部温控箱(10)相连；曝气头(13)设置在反应器(5)底部，并通过管道连接流量计(14)和空气压缩机(15)；其特征在于,，方法具体步骤如下：Ⅰ进泥?将初沉污泥与剩余污泥混合后置于贮泥罐(1)，初沉泥/剩余污泥干重之比为0~2；开启进泥阀(4)，贮泥罐(1)中的混合泥通过进泥管(2)从贮泥罐(1)进入反应器(5)，控制进泥体积为反应器(5)有效容积的20%?50%；Ⅱ厌氧消化?在液封装置(7)中注水，开启搅拌器(6)，保持反应器(5)的密闭状态，污泥厌氧消化3?5小时；Ⅲ缺氧消化?厌氧消化时间达到后，开启加药阀(11)，向反应器(5)中加入工业用亚硝酸钠；控制所投加的NO2—N浓度与污泥浓度MLSS之比为1:20?1:30；缺氧消化时间设定为8?12小时；Ⅳ短时好氧消化?缺氧消化时间达到后，将液封装置(7)中的水排空，开启空气压缩机(15)，向反应器(5)中提供空气，控制溶解氧浓度DO0.4?0.5mg/L；好氧消化时间为3?5小时；Ⅴ排泥?开启排泥阀(16)；污泥通过排泥管(17)进入排泥箱(18)；控制排泥体积为反应器(5)有效容积的20%?50%。...
【技术特征摘要】
1.强化污泥消化并同步脱氮除磷的方法，用到的装置包括贮泥罐(I)、进泥管(2)、进泥泵(3)、进泥阀(4)、反应器(5)、搅拌器(6)、液封装置(7)、加热棒(8)、温度探头(9)、温控箱(10)、加药阀(11)、加药箱(12)、曝气头(13)、流量计(14)、空气压缩机(15)、排泥阀 (16)、排泥管(17)、排泥箱(18);反应器(5)中部设置进泥阀(4)，进泥阀(4)通过进泥管 ⑵和进泥泵⑶与贮泥罐⑴相连，反应器(5)底部设排泥阀(16)，通过排泥管(17)与排泥箱(18)相连接；反应器(5)顶部安装搅拌器(6)，搅拌桨伸入反应器内；反应器(5)顶盖中心设置液封装置(7);加药箱(12)连接在反应器(5)的上部，加药管伸入反应器(5) 内部；反应器(5)内部的加热棒(8)和温度探头(9)与外部温控箱(10)相连；曝气头(13) 设置在反应器(5)底部，并通过管道连接流量计(14)和空气压缩机(15)；其特征在于，，方法具体步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，吴程程，张树军，王淑莹，张亮，操沈彬，杜睿，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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