專利名稱：有機污泥資源化回收處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污泥處理方法，特別涉及用于一種有機污泥資源化回收的處理方法。
背景技術(shù)：
在城市污水的處理過程中，必然產(chǎn)生大量的污泥，污泥通常是指主要由各種微生
物以及有機、無機顆粒組成的絮狀物。當(dāng)污泥以有機物為主要成分時，則稱為有機污泥。
1995年，世界水環(huán)境組織為了準(zhǔn)確地反映絕大多數(shù)污水污泥具有重新利用價值，將污泥更
名為"生物固體"，其確切含義是"一種能有效利用的、富含有機質(zhì)的城市污染物"。
目前處理污泥的方法主要有3種綜合利用、填埋和焚燒。如果采取填埋的方法，
一方面侵占大量寶貴的土地資源，而且造成垃圾成山、二次污染周圍環(huán)境和土壤，不利于保
護環(huán)境；采用焚燒的方法則投資巨大，只有少數(shù)污水處理廠選擇此工藝；綜合利用一般是
指用作植物堆肥，但污泥中含有對植物及土壤有害的病菌、寄生蟲卵、難降解有機物，可能
出現(xiàn)植物吸收污泥中的有害物質(zhì)，進入食物鏈影響人體健康的問題。 目前國內(nèi)很多城市污水處理廠直接采用機械脫水，這給污泥的后續(xù)處置帶來了一 系列環(huán)境問題。雖然我國不少污水處理廠已建成了污泥厭氧消化的設(shè)施，但由于運行管理 較為復(fù)雜，達不到應(yīng)有的處理效果，有的甚至長期不能正常運轉(zhuǎn)。 一般的污泥厭氧穩(wěn)定化處 理、傳統(tǒng)的好氧消化處理，由于設(shè)施占地面積較大，在人口密集、用地緊張的城市實施會遇 到用地上的困難。 中國專利文獻CN1010373354A公開了一種利用有機污泥生產(chǎn)液態(tài)有機肥的方法。 包括用超聲和氫氧化鈉聯(lián)合處理含水率為98%的剩余污泥，使有機物大量溶出，離心分離 后得到濃縮污泥和上清液，前者中和后按常規(guī)方法調(diào)理脫水，獲得含水率為70% 80%的 泥餅；后者中和后依次經(jīng)過砂濾、二級超濾處理，得到含腐植酸等大分子有機物的濃縮液和 含低分子有機物的濾過液，濃縮液可用作有機液體肥，濾過液進入污水處理廠前端處理。這 種方法的特點是處理時間短，但是物耗和能耗均較高，而且其中的泥餅不能利用，還需進行 填埋處理。 在對污泥的處理中，還出現(xiàn)了污泥熱消化技術(shù)。污泥熱消化技術(shù)與傳統(tǒng)的污泥消 化技術(shù)相比，所涉及的原理是一樣的，都是通過微生物對有機物進行降解而達到污泥的穩(wěn) 定化和無害化。與傳統(tǒng)的污泥消化技術(shù)相比，污泥熱消化技術(shù)具有消化功能強大、多種消化 功能、系統(tǒng)投資少、運行過程能耗少、消化時間短和更小的消化池體積等優(yōu)點，而且在高溫 下可去除病原體，最終產(chǎn)品符合可資源回收的美國EPA503條款中規(guī)定的A級標(biāo)準(zhǔn)要求。
中國專利文獻CN 101020594A(專利申請?zhí)?00610124008. 4)公開了一種污泥熱 消化制備生物固體的裝置，其技術(shù)方案和實施例2公開了利用該裝置的兩個反應(yīng)罐串聯(lián)進 行污泥自熱自動消泡高溫好氧消化工藝采用間歇式進泥，反應(yīng)罐1水浴溫度調(diào)至60°C ，開 啟攪拌裝置和曝氣裝置，當(dāng)反應(yīng)進行到3天左右，從第一個反應(yīng)罐中消化后出來的污泥進 入第二個反應(yīng)罐中繼續(xù)進行消化；第二個反應(yīng)罐開動攪拌電機和曝氣裝置，但不開動水浴 裝置，污泥在第二個反應(yīng)罐中進行自熱自動消泡高溫好氧消化，再次消化5 7天后，一部
4分污泥從排泥口 18排除，得到A級生物固體；其實施例2還公開利用該工藝運行7天后，污 泥平均DO濃度為8. 0mg/L， ORP平均為-260mv。該方法在污泥自熱自動消泡高溫好氧消化 工藝的第一階段需要開啟電熱管水浴加熱，增加了能耗，而且也限制了這種裝置和方法的 工程化應(yīng)用；從其運行7天后污泥平均D0濃度8. Omg/L看出，這項工藝曝氣量非常大，帶來
了散熱損失以及高能耗問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中污泥處理工藝的缺陷，提供一種有機污泥資源化 回收處理方法。 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種有機污泥資源化回收處理方法，所采用的處理 系統(tǒng)包括濃縮裝置、反應(yīng)器、換熱器和機械脫水裝置，其中反應(yīng)器包括第一反應(yīng)區(qū)和第二反 應(yīng)區(qū)，第二反應(yīng)區(qū)的容積是第一反應(yīng)區(qū)容積的1. 5 4倍；該方法包括以下步驟
①污泥在濃縮裝置中濃縮濃縮后污泥符合含固率為3% 10%的進泥標(biāo)準(zhǔn)；
②有機污泥在反應(yīng)器內(nèi)熱消化的啟動濃縮污泥經(jīng)泥漿泵分別抽入反應(yīng)器的第一 反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)，兩個反應(yīng)區(qū)均裝滿后進行曝氣，并不斷混合均勻，反應(yīng)器內(nèi)溫度不斷 上升，升溫至48°C 52t:時完成熱消化的啟動；若發(fā)生溫度不再上升而反應(yīng)器內(nèi)溫度未達 到4『C的情況時，則在兩個反應(yīng)區(qū)排放1/3 2/3體積的污泥，然后再補充同體積污泥，進 行曝氣，并不斷混合均勻，直到兩個反應(yīng)區(qū)內(nèi)溫度在微生物以及攪拌的作用下均自升溫至 48°C 52°C ; ③有機污泥在反應(yīng)器內(nèi)熱消化的運行此時整個有機污泥處理系統(tǒng)處于正常運行 階段，所采用的運行方式為半連續(xù)式運行方式；其中，第二反應(yīng)區(qū)第一次排泥，排掉第二反 應(yīng)區(qū)總體積的3% 20%的污泥；排泥后打開輸送泵將第一反應(yīng)區(qū)的污泥補充到第二反應(yīng) 區(qū)，直到第二反應(yīng)區(qū)補滿，然后將新鮮污泥從濃縮裝置補充滿第一反應(yīng)區(qū)；半天至一天后 第二反應(yīng)區(qū)第二次排泥，排泥、進泥的操作同上，并且第一反應(yīng)區(qū)微量曝氣，濃縮污泥在第 一反應(yīng)區(qū)內(nèi)進行高溫兼氧水解酸化，第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)溫度在45°C 55t:之間，第二反應(yīng)區(qū)采 用空氣曝氣，濃縮污泥在第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)進行高溫微好氧消化，第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)溫度在52°C 65t:之間；正常運行階段分進泥排泥期和運行期兩個期，進泥排泥時將兩個反應(yīng)區(qū)的回流 泵停止以及將曝氣停止，進泥和排泥結(jié)束后，再將第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)的污泥回流泵 及曝氣裝置重新打開； ④將步驟③經(jīng)第二反應(yīng)區(qū)排放的消化污泥通過換熱器降溫，排放污泥的余熱由循
環(huán)水通過循環(huán)水管道與第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)的污泥進行熱交換而輸送到第一反應(yīng)區(qū)； ⑤將步驟④降溫后的消化污泥送入機械脫水裝置，進行機械脫水，并制成泥餅外運。 上述處理系統(tǒng)還包括膜處理裝置，步驟②和步驟③處理過程中產(chǎn)生的臭氣進入膜 處理裝置處理后再排入大氣。 所述第一反應(yīng)區(qū)微量曝氣，使得溶解氧濃度為0. 01 0. lmg/L ;第二反應(yīng)區(qū)采用 空氣曝氣，使得溶解氧濃度為0. 1 0. 5mg/L。 有機污泥在第一反應(yīng)區(qū)中的平均停留時間較短，在第二反應(yīng)區(qū)中的平均停留時間 較長，且在第二反應(yīng)區(qū)中的平均停留時間是在第一反應(yīng)區(qū)的1. 5 4倍。
對于含固率高于3%的污泥，不需濃縮可直接進入反應(yīng)器。 處理春秋季的污泥，步驟③新鮮污泥在反應(yīng)器中的總停留時間平均為IO天，第 一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)每天排泥一次，進泥一次，排泥量和進泥量是反應(yīng)器中污泥總量的 1/10。 處理夏季的污泥，步驟③新鮮污泥在反應(yīng)器中的總停留時間平均為12天，第一反 應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)每天排泥一次，進泥一次，排泥量和進泥量是反應(yīng)器中污泥總量的1/12。
處理冬季的污泥，步驟③新鮮污泥在反應(yīng)器中的總停留時間平均為15天，第一 反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)每半天排泥一次，進泥一次，排泥量和進泥量是反應(yīng)器中污泥總量的 1/30。 上述反應(yīng)器是封閉的，反應(yīng)器內(nèi)分為第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)，兩個反應(yīng)區(qū)之間 由隔板相隔，隔板的高度低于反應(yīng)器的四壁的高度，反應(yīng)器的外圍包裹著保溫材料，第一反 應(yīng)區(qū)的污泥通過污泥輸送裝置輸送到第二反應(yīng)區(qū)； 兩個反應(yīng)區(qū)的污泥進泥管均設(shè)在反應(yīng)區(qū)的頂部，第二反應(yīng)區(qū)的頂部還設(shè)置排氣 孔，通過管道與膜處理裝置相連通，兩個反應(yīng)區(qū)的底部分別設(shè)有放空管，各放空管通過一個 調(diào)節(jié)閥門連接機械脫水裝置； 兩個反應(yīng)區(qū)的下部均設(shè)有空氣曝氣管道，空氣曝氣管道水平向放置，外接鼓風(fēng)機； 兩個反應(yīng)區(qū)內(nèi)還設(shè)有污泥回流管道，反應(yīng)區(qū)上部污泥抽出口通過一個調(diào)節(jié)閥門連接污泥回 流泵，從污泥回流泵接出的污泥回流管道從反應(yīng)區(qū)的下部回到反應(yīng)區(qū)內(nèi)，在反應(yīng)區(qū)的下部 水平向放置污泥回流管道的污泥噴射段，污泥噴射段管上均勻開設(shè)污泥噴射孔；其中污泥 回流管道的污泥噴射段在空氣曝氣管道的上方； 第一反應(yīng)區(qū)的底部還鋪設(shè)循環(huán)水管道，循環(huán)水管道外接換熱器，其中空氣曝氣管 道在循環(huán)水管道的下方。 本方法處理的有機污泥包括城市污泥、廚余、家禽養(yǎng)殖場排放的有機廢棄物、牲口 糞便，還包括液態(tài)有機物。 本發(fā)明的核心包括以下兩點一、在第一反應(yīng)區(qū)中微量曝氣使區(qū)內(nèi)污泥的厭氧消 化停留在水解酸化階段；由于反應(yīng)器有隔熱設(shè)施，利用微生物的反應(yīng)放熱、回流攪拌機械能
轉(zhuǎn)化的熱量和循環(huán)水管道輸送的熱量維持反應(yīng)區(qū)中溫度在45t: 55t:，進行高溫兼氧水
解酸化，初步完成大分子有機物向小分子的有機酸等中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化，提高難降解有機物 的可生化性并將部分病原菌被殺死。二、在第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)采用空氣曝氣，兼性和好氧嗜熱菌 好氧消化將小分子的有機酸最終降解成二氧化碳和水，釋放大量的反應(yīng)熱，同時回流攪拌 機械能轉(zhuǎn)化為熱量，由于反應(yīng)器有隔熱設(shè)施，使得系統(tǒng)溫度維持在52°C 65t:之間，污泥 中的病原菌在52°C 65t:高溫條件下進一步被滅活。 本發(fā)明將高溫兼氧水解酸化與高溫微好氧消化結(jié)合完成有機污泥資源回收的原 理說明如下 有機污泥中的可降解有機物主要成分是外源大分子有機物、污泥中存留的微生物 等物質(zhì)。當(dāng)污泥進入反應(yīng)器后，污泥中的微生物要適應(yīng)新的環(huán)境，隨著停留時間的延長，細 菌種群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，由于反應(yīng)器內(nèi)溫度比外界環(huán)境高，并在不斷升高，使得污泥中普通的 嗜常溫菌(Msophiles)逐漸死亡，嗜熱菌(Thermophiles)生長繁殖逐漸占優(yōu)勢，并以死亡 的微生物為碳源，分泌胞外酶將死亡細胞的細胞壁溶解，即發(fā)生溶胞現(xiàn)象，細胞內(nèi)物質(zhì)釋放
6出來，形成溶解態(tài)的揮發(fā)性有機物，同時也將外源大分子有機物分解成小分子的溶解的有 機物；然后這些溶解的揮發(fā)性有機物被嗜熱細菌繼續(xù)利用，進行好氧消化釋放出熱，由于反 應(yīng)器有隔熱措施，反應(yīng)器溫度逐漸上升，嗜熱細菌同時合成新細胞；當(dāng)死亡細胞以及可利用 的有機物全部被分解后，嗜熱細菌進行自身的內(nèi)源呼吸，有機物逐漸減少，釋放的熱也越來 越少，反應(yīng)溫度下降，這種嗜熱菌的隱性生長方式使得污泥減量化并最終達到穩(wěn)定，高溫好 氧消化的污泥減量效果達到30% 60%。 本發(fā)明具有積極的效果(l)通過該方法的處理，可使污泥達到穩(wěn)定化、無害化， 降低污泥中有機質(zhì)含量、殺滅病原菌、消除污泥臭味、縮小污泥體積；保留了污泥中大量的 氮、磷、鉀等植物需要的養(yǎng)分，可以作為肥料，或作為改良土壤的添加劑安全農(nóng)用，達到污泥 資源化的目的。(2)熱消化啟動階段和運行階段充分利用了微生物降解過程中釋放的熱量 使系統(tǒng)自熱和維持高溫，使得整個處理過程中無需外加熱源，另外反應(yīng)中曝氣量低，降低了 能耗。(3)在第一反應(yīng)區(qū)進行的高溫兼氧水解酸化，有效提高了污泥的可生化性；第一反 應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)的高溫微好氧消化串聯(lián)使得整個生物處理熱消化過程的處理效率提高。 (4)在第一反應(yīng)區(qū)污泥的溫度已達到48 55t:，進入第二反應(yīng)區(qū)后升溫較快，從而減少了 第二反應(yīng)區(qū)的泡沫的產(chǎn)生，保證設(shè)備正常進行。(5)經(jīng)第二反應(yīng)區(qū)排放的污泥先通過換熱器 降溫，排放污泥的余熱通過循環(huán)水進入到第一反應(yīng)區(qū)，向第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)的污泥輸送熱量，減 輕了第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)氣溫較低的新鮮污泥對池內(nèi)反應(yīng)溫度的沖擊，既有利于系統(tǒng)的運行又有 效地利用了能源。(6)本方法中反應(yīng)器的體積以及污泥的處理量可設(shè)計成與中小型廢水處 理廠產(chǎn)生的污泥量相當(dāng)，從而此時由其適用于中小型廢水處理廠污泥的處理。


圖1為本發(fā)明的處理系統(tǒng)示意圖。
圖2為本發(fā)明的工藝流程圖。
上述附圖中的標(biāo)記如下
反應(yīng)器l， 第一反應(yīng)區(qū)11，污泥進泥管11-1，放空管11-2，回流管道11-3，空氣曝氣管道 11-4， 第二反應(yīng)區(qū)12，污泥進泥管12-1 ，放空管12-2，污泥出口 12_3，回流管道12_4，空
氣曝氣管道12-5，排氣孔12-6， 隔板13， 濃縮裝置2， 換熱器3，循環(huán)水管道31， 機械脫水裝置4， 污泥輸送裝置5，污泥輸出管51，污泥輸入管52，輸送泵53，
膜處理裝置6， 泥漿泵71，循環(huán)水泵72，第一污泥回流泵73，第二污泥回流泵74。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明。
(實施例1) 本實施例的有機污泥資源化回收處理方法所處理的是春秋季的污泥。 見圖l，本實施例的有機污泥處理系統(tǒng)包括反應(yīng)器1、濃縮裝置2、換熱器3、機械脫
水裝置4、污泥輸送裝置5、膜處理裝置6、泥漿泵71、循環(huán)水泵72、第一污泥回流泵73、第二
污泥回流泵74以及相應(yīng)的閥門和管道，其中所用的濃縮裝置2是濃縮池。 反應(yīng)器1是封閉的，反應(yīng)器1內(nèi)分為第一反應(yīng)區(qū)11和第二反應(yīng)區(qū)12，兩個反應(yīng)區(qū)
之間由隔板13相隔，隔板13的高度低于反應(yīng)器的四壁的高度，并且第二反應(yīng)區(qū)12的容積
是第一反應(yīng)區(qū)11容積的4倍；反應(yīng)器1的外圍包裹著保溫材料；第一反應(yīng)區(qū)11的污泥通過
污泥輸送裝置5輸送到第二反應(yīng)區(qū)12。 第一反應(yīng)區(qū)11的污泥進泥管11-1設(shè)在第一反應(yīng)區(qū)11的頂部，在第一反應(yīng)區(qū)11 的底部設(shè)有放空管11-2，放空管11-2通過一個調(diào)節(jié)閥門連接機械脫水裝置4 ;第一反應(yīng)區(qū) 11的底部還鋪設(shè)循環(huán)水管道31，循環(huán)水管道31外接換熱器3和循環(huán)水泵72 ;第一反應(yīng)區(qū) 11的下部設(shè)有空氣曝氣管道11-4，空氣曝氣管道11-4水平向放置，外接鼓風(fēng)機；第一反應(yīng) 區(qū)11設(shè)有污泥回流管道11-3，第一反應(yīng)區(qū)11上部污泥抽出口通過一個調(diào)節(jié)閥門及管道連 接第一污泥回流泵73，從第一污泥回流泵73接出的污泥回流管道11-3返回到第一反應(yīng)區(qū) 11內(nèi)，在第一反應(yīng)區(qū)11的下部水平向設(shè)置污泥回流管道11-3的污泥噴射段，污泥噴射段 管上均勻開設(shè)污泥噴射孔；其中污泥回流管道11-3的污泥噴射段位于循環(huán)水管道31的上 方，循環(huán)水管道31位于空氣曝氣管道11-4的上方。 第二反應(yīng)區(qū)12的污泥進泥管12-1設(shè)在第二反應(yīng)區(qū)12的頂部，，第二反應(yīng)區(qū)12的 頂部還設(shè)置排氣孔12-6，排氣孔12-6通過管道與膜處理裝置6相連通；在第二反應(yīng)區(qū)12的 底部設(shè)有放空管12-2，放空管12-2通過一個調(diào)節(jié)閥門連接機械脫水裝置4 ;第二反應(yīng)區(qū)12 的污泥出口 12-3開在槽壁的上下方向的中部，污泥出口 12-3管道通過一個調(diào)節(jié)閥門連接 到換熱器3，在換熱器3中這些污泥將一部分熱量傳遞給在第一反應(yīng)區(qū)11與換熱器3之間 進行循環(huán)的循環(huán)水，從換熱器3出來后通過管道進入機械脫水裝置4 ;第二反應(yīng)區(qū)12的下 部設(shè)有空氣曝氣管道12-5，空氣曝氣管道12-5水平向放置，外接鼓風(fēng)機；第二反應(yīng)區(qū)12設(shè) 有污泥回流管道12-4，第二反應(yīng)區(qū)12上部污泥抽出口通過一個調(diào)節(jié)閥門及管道連接第二 污泥回流泵74，從第二污泥回流泵74接出的污泥回流管道12-4返回到第二反應(yīng)區(qū)12內(nèi)， 在第二反應(yīng)區(qū)12的下部水平向設(shè)置污泥回流管道12-4的污泥噴射段，污泥噴射段管上均 勻開設(shè)污泥噴射孔；其中污泥回流管道12-4的污泥噴射段在空氣曝氣管道12-5的上方。
兩個反應(yīng)區(qū)之間污泥輸送是通過污泥輸送裝置5的污泥輸出管51、輸送泵53和 污泥輸入管52來實現(xiàn)，其中污泥輸出管51的污泥進口位于反應(yīng)器l的第一反應(yīng)區(qū)11的底 部，污泥輸入管52的污泥出口位于第二反應(yīng)區(qū)12的底部。
見圖1和圖2，本實施例有機污泥資源化回收處理方法包括以下步驟
①污泥的濃縮。需要處理的污泥在濃縮池2中經(jīng)過重力沉降后，含固率為3% 5%，達到含固率為3% 10%的進泥標(biāo)準(zhǔn)；新鮮污泥VSS/TSS(揮發(fā)性懸浮固體/總懸浮固 體)=65% 72%， VSS濃度為39 43g/L。 ②污泥在反應(yīng)器1內(nèi)熱消化的啟動。將在濃縮裝置2濃縮后的符合進泥標(biāo)準(zhǔn)的污 泥經(jīng)泥漿泵71分別抽入反應(yīng)器1的第一反應(yīng)區(qū)11和第二反應(yīng)區(qū)12，兩個反應(yīng)區(qū)均裝滿后 進行曝氣，并不斷混合均勻，在微生物以及攪拌的作用下，反應(yīng)器1內(nèi)溫度不斷上升，第6天時反應(yīng)器1內(nèi)溫度上升至49t:，完成熱消化處理的啟動階段。 ③污泥在反應(yīng)器1內(nèi)熱消化的運行。此時整個有機污泥處理系統(tǒng)處于正常運行階 段，所采用的運行方式為半連續(xù)式運行方式。其中，第二反應(yīng)區(qū)12開始第一次排泥，排掉第 二反應(yīng)區(qū)總體積的1/8的污泥，即反應(yīng)器1內(nèi)污泥總量的1/10 ;排泥后打開輸送泵53將第 一反應(yīng)區(qū)11的污泥補充到第二反應(yīng)區(qū)12，直到第二反應(yīng)區(qū)12補滿，然后將新鮮污泥從濃縮 池2補充滿第一反應(yīng)區(qū)11 ;一天后第二反應(yīng)區(qū)12第二次排泥，排泥、進泥的操作同上；從第 一次排泥進泥起，第一反應(yīng)區(qū)11和第二反應(yīng)區(qū)12每天排泥、進泥一次，排泥量和進泥量均 為反應(yīng)器1內(nèi)污泥總量的1/10。 熱消化運行階段，控制第一反應(yīng)區(qū)11的曝氣量為0.6mVm、，使得溶解氧濃度在 0. 01 0. lmg/L之間，從而使得厭氧過程停留在水解酸化階段，其ORP(氧化還原電位)值 為-450mv 330mv，同時控制污泥回流量為3. 6m3 (污泥)/m3 (反應(yīng)器) h，使得第一反應(yīng) 區(qū)11的混合能量為500W/m3(反應(yīng)器)(混合能量是指處理系統(tǒng)開啟污泥回流泵和鼓風(fēng)機 等裝置，反應(yīng)器內(nèi)的每立方米體積的平均耗能)；在此過程中，第一反應(yīng)區(qū)11內(nèi)的溫度在 48°C 54"之間。在第二反應(yīng)區(qū)12中控制第二反應(yīng)區(qū)12的曝氣量為0. 8m3/m3h 1. 4m3/ m、，使得溶解氧濃度為0. 1 0. 5mg/L，其曝氣量前兩天為1. 2m3/m3h 1. 4mVm、，第三、第 四天為1. 0m3/m3h 1. 2m3/m3h，最后控制在0. 8m3/m3h 1. 0m3/m3h，其ORP (氧化還原電位) 值為-350mv 36mv，同時控制污泥回流量為4. 8m3 (污泥)/m3 (反應(yīng)器)*h，使得第二反應(yīng) 區(qū)12的混合能量為600W/m3(反應(yīng)器)；在此過程中，第二反應(yīng)區(qū)12內(nèi)溫度在55°C 62°C 之間，污泥進行高溫微好氧消化。 由此可見，對于新鮮污泥，污泥在反應(yīng)器l中的總停留時間平均為IO天，在第一反 應(yīng)區(qū)11中平均停留2天，在第二反應(yīng)區(qū)12中平均停留8天。正常運行階段分為進泥排泥 期間和運行期間兩個期間。進泥和排泥時將兩個反應(yīng)區(qū)的回流泵73、74停止以及將曝氣停 止；待進泥和排泥結(jié)束后，再將第一反應(yīng)區(qū)ll和第二反應(yīng)區(qū)12的污泥回流泵73、74及曝氣 裝置重新打開。 ④經(jīng)第二反應(yīng)區(qū)12排放的污泥先通過換熱器3降溫，排放污泥的余熱由循環(huán)水通
過循環(huán)水管道31與第一反應(yīng)區(qū)11內(nèi)的污泥進行熱交換而輸送到第一反應(yīng)區(qū)11。 ⑤第二反應(yīng)區(qū)12排放的污泥在換熱器3中降溫后，被送入機械脫水裝置4作進一
步的機械脫水、制成泥餅外運處理，而消化污泥機械脫水后的廢水被送到污水處理廠的廢
水處理池作進一步處理。 經(jīng)檢測，排放污泥的VSS去除率達到40%以上，病原菌如糞大腸桿菌和糞鏈球菌 為未檢出，沙門氏菌低于3個/4gTS (注TS是指總懸浮固體)。 上述步驟③中，由于進泥排泥時污泥回流泵73、74和曝氣裝置均停止，因而這時 沒有污泥攪拌，而污泥輸出管51的污泥進口又位于第一反應(yīng)區(qū)11的底部，因此所輸送到第 二反應(yīng)區(qū)12的污泥是已經(jīng)在第一反應(yīng)區(qū)11平均停留2天的污泥，而不是剛進入第一反應(yīng) 區(qū)11的污泥。 上述步驟④中，將第二反應(yīng)區(qū)12所排放污泥的余熱通過循環(huán)水管道31中的循環(huán) 水送入第一反應(yīng)區(qū)ll，向第一反應(yīng)區(qū)11內(nèi)輸送熱量，即有利于工藝操作又有效利用了能 源；因為第一反應(yīng)區(qū)11接納溫度較低的新鮮污泥，進入的污泥對區(qū)內(nèi)反應(yīng)溫度有沖擊，而 由循環(huán)水通過換熱器3和循環(huán)水管道31將排放污泥的余熱輸送到第一反應(yīng)區(qū)11 ，增加了第一反應(yīng)區(qū)11內(nèi)的熱量，提高了第一反應(yīng)區(qū)11的溫度緩沖能力。 上述步驟③中，第一反應(yīng)區(qū)11內(nèi)的溫度為48°C 54t:，在第一反應(yīng)區(qū)11內(nèi)兼性 菌將污泥中大分子有機物如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等分解為小分子的有機酸如乙酸、丙 酸等物質(zhì)，有效提高了污泥的可生化性；同時細胞發(fā)生溶胞現(xiàn)象，細胞內(nèi)物質(zhì)溶出到溶液
中，部分病原菌被殺死。第二反應(yīng)區(qū)12內(nèi)的溫度為55t: 62t:，這期間兼性和好氧嗜熱菌 將小分子的有機酸最終降解成二氧化碳和水，同時釋放大量的反應(yīng)熱，使得反應(yīng)區(qū)內(nèi)維持 高溫，污泥中的病原菌在55°C 62t:的高溫條件下進一步被滅活。 整個處理過程中產(chǎn)生的臭氣從排氣孔12-6排除，進入膜處理裝置6處理后才排入 大氣。 通過上述方法，將污泥中不穩(wěn)定的有機物去除、病原菌滅活，同時消化后污泥富含 氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過機械脫水生成泥餅后直接外運農(nóng)用，實現(xiàn)了有機污泥資源化回收。(實施例2) 本實施例所處理的是夏季的污泥，夏天排入污水廠的廢水較其他季節(jié)的C0D低， 導(dǎo)致污泥量少。所用的處理系統(tǒng)與實施例1的處理系統(tǒng)的不同之處在于所使用的濃縮裝置 2是離心脫水裝置，所采用的方法與實施例1基本相同，不同之處在于
步驟①中，濃縮后污泥含固率為7 % ，新鮮污泥VSS/TSS (揮發(fā)性懸浮固體/總懸浮 固體)=58% 62%， VSS濃度為35g/L 37g/L。 步驟③中，整個有機污泥處理系統(tǒng)處于正常運行階段，第二反應(yīng)區(qū)12第一次排泥 排掉第二反應(yīng)區(qū)總體積的5/48的污泥，即反應(yīng)器1內(nèi)污泥總量的1/12，排泥后打開輸送泵 53將第一反應(yīng)區(qū)11的污泥補充到第二反應(yīng)區(qū)12，直到第二反應(yīng)區(qū)12補滿，然后將新鮮污 泥從濃縮裝置2補充滿第一反應(yīng)區(qū)11 ;一天后第二反應(yīng)區(qū)12第二次排泥，接下來兩個反應(yīng) 區(qū)的排泥進泥操作同上；兩個反應(yīng)區(qū)每天進泥、排泥一次，每次排泥進泥量均為反應(yīng)器1內(nèi) 污泥總量的1/12。因此對于新鮮污泥，污泥在反應(yīng)器1中的總停留時間平均為12天，在第 一反應(yīng)區(qū)平均停留2. 4天，在第二反應(yīng)區(qū)12中平均停留9. 6天。 熱消化運行期間，控制第一反應(yīng)區(qū)11的曝氣量為1. 0m3/m3h，從而使得厭氧過程停 留在水解酸化階段，其0RP (氧化還原電位)值為-480mv -370mv，同時控制污泥回流量為 3. 6m3(污泥)/m3(反應(yīng)器) h，使得第一反應(yīng)區(qū)11的混合能量為500W/m3(反應(yīng)器)；在此 過程中，第一反應(yīng)區(qū)11內(nèi)的溫度在45t: 52t:之間。在第二反應(yīng)區(qū)12中控制第二反應(yīng)區(qū) 12的曝氣量為1. 0m3/m3h 1. 5mVm、，其曝氣量前三天為1. 2m3/m3h 1. 5mVm、，最后控制 在1. 0m3/m3h 1. 2m3/m3h，其0RP (氧化還原電位)值為_380mv 25mv，同時控制污泥回流 量為4. 8m3 (污泥)/m3 (反應(yīng)器) h，使得第二反應(yīng)區(qū)12的混合能量為600W/m3 (反應(yīng)器)； 在此過程中，第二反應(yīng)區(qū)12內(nèi)溫度在55°C 59t:之間，污泥進行高溫微好氧消化。
經(jīng)檢測，排放污泥的VSS去除率達到40%以上，病原菌如糞大腸桿菌和糞鏈球菌 為未檢出，沙門氏菌低于3個/4gTS。
(實施例3) 本實施例所處理的是冬季的污泥，所用的處理系統(tǒng)與實施例1的處理系統(tǒng)的不同 之處在于所使用的濃縮裝置2是離心脫水裝置，所采用的方法與實施例1基本相同，不同之 處在于 步驟①中，濃縮后污 含固率為6% 7%，新鮮污泥VSS/TSS(揮發(fā)性懸浮固體/總懸浮固體)=65% 75%， VSS濃度為37g/L 40g/L。 步驟②中，兩個反應(yīng)區(qū)均裝滿后進行曝氣，并不斷混合均勻，在微生物以及攪拌的 作用下，反應(yīng)器l內(nèi)溫度不斷上升，到第5天時反應(yīng)器1內(nèi)溫度上升至45t:，第六天不再上 升，打開第一反應(yīng)區(qū)的放空管ll-2和第二反應(yīng)區(qū)的放空管12-2處的閥門，在重力的作用 下，兩個反應(yīng)區(qū)均排放2/3左右體積的污泥，這部分排放的污泥經(jīng)過機械脫水裝置4處理后 外運；然后向反應(yīng)區(qū)內(nèi)補充同體積污泥，曝氣并不斷混合均勻，反應(yīng)器l內(nèi)溫度第10天時上
升至49t:，完成熱消化處理的啟動階段。 步驟③中，正常運行階段，第二反應(yīng)區(qū)12開始第一次排泥，排掉第二反應(yīng)區(qū)總體 積的1/24體積的污泥，即反應(yīng)器1內(nèi)污泥總量的1/30，排泥后打開輸送泵53將第一反應(yīng)區(qū) 11的污泥補充到第二反應(yīng)區(qū)12，直到第二反應(yīng)區(qū)12補滿，然后將新鮮污泥從濃縮裝置2補 充滿第一反應(yīng)區(qū)11 ;半天后第二反應(yīng)區(qū)第二次排泥，接下來兩個反應(yīng)區(qū)的排泥進泥操作同 上；第一反應(yīng)區(qū)11和第二反應(yīng)區(qū)12每半天進泥、排泥一次，排泥量和進泥量均為反應(yīng)器內(nèi) 污泥總量的1/30。因此對于新鮮污泥，污泥在反應(yīng)器1中的總停留時間平均為15天，在第 一反應(yīng)區(qū)平均停留3天，在第二反應(yīng)區(qū)12中平均停留12天。 運行期間，控制第一反應(yīng)區(qū)11的曝氣量為0. 5 0. 6mVm、，從而使得厭氧過程停 留在水解酸化階段，其ORP(氧化還原電位)值為-520mv -410mv，同時控制污泥回流量 為3. 6m3(污泥)/m3(反應(yīng)器)'h，使得第一反應(yīng)區(qū)11的混合能量為500W/m3(反應(yīng)器)；在 此過程中，第一反應(yīng)區(qū)11內(nèi)的溫度在45t: 5(rC之間。在第二反應(yīng)區(qū)12中控制第二反應(yīng) 區(qū)12的曝氣量為0. 6m3/m3h 1. 4m3/m3h，其曝氣量前三天為1. 0m3/m3h 1. 4m3/m3h，后三 天為0. 8m3/m3h 1. 0m3/m3h最后控制在0. 6m3/m3h，其ORP (氧化還原電位)值為_410mv 10mv，同時控制污泥回流量為4. 8m3 (污泥)/m3 (反應(yīng)器) h，使得第二反應(yīng)區(qū)12的混合能 量為600 700W/m3(反應(yīng)器)；在此過程中，第二反應(yīng)區(qū)12內(nèi)溫度在52°C 58"之間，污 泥進行高溫微好氧消化。 經(jīng)檢測，排放污泥的VSS去除率達到40%以上，病原菌如糞大腸桿菌和糞鏈球菌 為未檢出，沙門氏菌低于3個/gTS。 步驟③中每天排泥、進泥兩次是因為冬季排入污水廠的廢水較其他季節(jié)的COD 高，導(dǎo)致污泥量多，因此需增加排泥、進泥次數(shù)；另外在冬季受氣溫影響，進入的污泥溫度 低，對反應(yīng)器內(nèi)的溫度會造成沖擊，分兩次進泥，對溫度沖擊小，因此控制每次進泥量或排 泥量均為污泥總量的1/30。
1權(quán)利要求
一種有機污泥資源化回收處理方法，其特征在于所采用的處理系統(tǒng)包括濃縮裝置(2)、反應(yīng)器(1)、換熱器(3)和機械脫水裝置(4)，其中反應(yīng)器(1)包括第一反應(yīng)區(qū)(11)和第二反應(yīng)區(qū)(12)，第二反應(yīng)區(qū)(12)的容積是第一反應(yīng)區(qū)(11)容積的1.5～4倍；該方法包括以下步驟①污泥在濃縮裝置(2)中濃縮濃縮后污泥符合含固率為3％～10％的進泥標(biāo)準(zhǔn)；②有機污泥在反應(yīng)器(1)內(nèi)熱消化的啟動濃縮污泥經(jīng)泥漿泵(71)分別抽入反應(yīng)器(1)的第一反應(yīng)區(qū)(11)和第二反應(yīng)區(qū)(12)，兩個反應(yīng)區(qū)均裝滿后進行曝氣，并不斷混合均勻，在微生物以及攪拌的作用下，反應(yīng)器(1)內(nèi)溫度不斷上升，升溫至48℃～52℃時完成熱消化的啟動；若發(fā)生溫度不再上升而反應(yīng)器(1)內(nèi)溫度未達到48℃的情況時，則在兩個反應(yīng)區(qū)排放1/3～2/3體積的污泥，然后再補充同體積污泥，進行曝氣，并不斷混合均勻，直到兩個反應(yīng)區(qū)內(nèi)溫度在微生物以及攪拌的作用下均自升溫至48℃～52℃；③有機污泥在反應(yīng)器(1)內(nèi)熱消化的運行此時整個有機污泥處理系統(tǒng)處于正常運行階段，所采用的運行方式為半連續(xù)式運行方式；其中，第二反應(yīng)區(qū)(12)第一次排泥，排掉第二反應(yīng)區(qū)總體積的3％～20％的污泥；排泥后打開輸送泵(53)將第一反應(yīng)區(qū)(11)的污泥補充到第二反應(yīng)區(qū)(12)，直到第二反應(yīng)區(qū)(12)補滿，然后將新鮮污泥從濃縮裝置(2)補充滿第一反應(yīng)區(qū)(11)；半天至一天后第二反應(yīng)區(qū)(12)第二次排泥，排泥、進泥的操作同上，并且第一反應(yīng)區(qū)(11)微量曝氣，濃縮污泥在第一反應(yīng)區(qū)(11)內(nèi)進行高溫兼氧水解酸化，第一反應(yīng)區(qū)(11)內(nèi)溫度在45℃～55℃之間，第二反應(yīng)區(qū)(12)采用空氣曝氣，濃縮污泥在第二反應(yīng)區(qū)(12)內(nèi)進行高溫微好氧消化，第二反應(yīng)區(qū)(12)內(nèi)溫度在52℃～65℃之間；正常運行階段分進泥排泥期和運行期兩個期，進泥排泥時將兩個反應(yīng)區(qū)的回流泵(73、74)停止以及將曝氣停止，進泥和排泥結(jié)束后，再將第一反應(yīng)區(qū)(11)和第二反應(yīng)區(qū)(12)的污泥回流泵(73、74)及曝氣裝置重新打開；④將步驟③經(jīng)第二反應(yīng)區(qū)(12)排放的消化污泥通過換熱器(3)降溫，排放污泥的余熱由循環(huán)水通過循環(huán)水管道(31)與第一反應(yīng)區(qū)(11)內(nèi)的污泥進行熱交換而輸送到第一反應(yīng)區(qū)(11)；⑤將步驟④降溫后的消化污泥送入機械脫水裝置(4)，進行機械脫水，并制成泥餅外運。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機污泥資源化回收處理方法，其特征在于本方法的處理系統(tǒng)還包括膜處理裝置(6)，步驟②和步驟③處理過程中產(chǎn)生的臭氣進入膜處理裝置(6)處理后再排入大氣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機污泥資源化回收處理方法，其特征在于所述第一反應(yīng)區(qū)(11)微量曝氣，使得溶解氧濃度為0. 01 0. lmg/L ;第二反應(yīng)區(qū)(12)采用空氣曝氣，使得溶解氧濃度為0. 1 0. 5mg/L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機污泥資源化回收處理方法，其特征在于有機污泥在第一反應(yīng)區(qū)(11)中的平均停留時間較短，在第二反應(yīng)區(qū)(12)中的平均停留時間較長，且在第二反應(yīng)區(qū)(12)的平均停留時間是在第一反應(yīng)區(qū)(11)的1.5 4倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機污泥資源化回收處理方法，其特征在于對于含固率高于3%的污泥，不需濃縮可直接進入反應(yīng)器(1)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機污泥資源化回收處理方法，其特征在于處理春秋季的污泥，步驟③新鮮污泥在反應(yīng)器(1)中的總的停留時間平均為IO天，第一反應(yīng)區(qū)(11)和第 二反應(yīng)區(qū)(12)每天排泥一次，進泥一次，排泥量和進泥量是反應(yīng)器(1)中污泥總量的1/10。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機污泥資源化回收處理方法，其特征在于處理夏季的污 泥，步驟③新鮮污泥在反應(yīng)器(1)中的總停留時間平均為12天，第一反應(yīng)區(qū)(11)和第二反 應(yīng)區(qū)(12)每天排泥一次，進泥一次，排泥量和進泥量是反應(yīng)器(1)中污泥總量的1/12
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機污泥資源化回收處理方法，其特征在于處理冬季的污 泥，步驟③新鮮污泥在反應(yīng)器(1)中的總停留時間平均為15天，第一反應(yīng)區(qū)(11)和第二反 應(yīng)區(qū)(12)每半天排泥一次，進泥一次，排泥量和進泥量是反應(yīng)器(1)中污泥總量的1/30。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機污泥資源化回收處理方法，其特征在于本方法的反應(yīng) 器(1)是封閉的，反應(yīng)器(1)內(nèi)分為第一反應(yīng)區(qū)(11)和第二反應(yīng)區(qū)(12)，兩個反應(yīng)區(qū)之間 由隔板(13)相隔，隔板(13)的高度低于反應(yīng)器(1)的四壁的高度，反應(yīng)器(1)的外圍包裹 著保溫材料，第一反應(yīng)區(qū)(11)的污泥通過污泥輸送裝置(5)輸送到第二反應(yīng)區(qū)(12);兩個反應(yīng)區(qū)的污泥進泥管均開設(shè)在反應(yīng)區(qū)的頂部，第二反應(yīng)區(qū)(12)的頂部還設(shè)置排 氣孔(12-6)，通過管道與膜處理裝置(6)相連通，兩個反應(yīng)區(qū)的底部分別設(shè)有放空管，各放 空管通過一個調(diào)節(jié)閥門連接機械脫水裝置(4);兩個反應(yīng)區(qū)的下部均設(shè)有空氣曝氣管道，空氣曝氣管道水平向放置，外接鼓風(fēng)機；兩個 反應(yīng)區(qū)內(nèi)還設(shè)有污泥回流管道，反應(yīng)區(qū)上部污泥抽出口通過一個調(diào)節(jié)閥門及管道連接污泥 回流泵，從污泥回流泵接出的污泥回流管道從反應(yīng)區(qū)的下部回到反應(yīng)區(qū)內(nèi)，在反應(yīng)區(qū)的下 部水平向設(shè)置污泥回流管道的污泥噴射段，污泥噴射段管上均勻開設(shè)污泥噴射孔；其中污 泥回流管道的污泥噴射段在空氣曝氣管道的上方；第一反應(yīng)區(qū)(11)的底部還鋪設(shè)循環(huán)水管道(31)，循環(huán)水管道(31)外接換熱器(3)，其 中空氣曝氣管道(11-4)在循環(huán)水管道(31)的下方。
全文摘要
本發(fā)明公開一種有機污泥資源化回收處理方法，污泥經(jīng)濃縮使含固率達到進泥標(biāo)準(zhǔn)后進入反應(yīng)器；有機污泥先在反應(yīng)器內(nèi)進行熱消化的啟動，啟動結(jié)束后反應(yīng)器內(nèi)污泥自升溫至48℃～52℃；結(jié)束啟動階段的污泥進入熱消化運行階段，污泥在第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)進行高溫兼氧水解酸化，在第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)進行高溫微好氧消化；運行階段經(jīng)第二反應(yīng)區(qū)排放的消化污泥通過換熱器降溫后送入機械脫水裝置進行機械脫水并制成泥餅外運。通過該方法的處理，可使污泥達到穩(wěn)定化、無害化，保留了污泥中大量的氮、磷、鉀等養(yǎng)分，可以作為肥料或改良土壤的添加劑安全農(nóng)用，達到污泥資源化的目的。
文檔編號C05F7/00GK101698559SQ20091030936
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者周全法, 尚通明, 張鎖榮, 朱炳龍, 程潔紅 申請人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院