專利名稱：生物污泥的減量化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物污泥的處理方法，屬于水處理領(lǐng)域的生物污泥的減量化方法。
背景技術(shù)：
-在各種產(chǎn)業(yè)過程和生活活動(dòng)中排出大量的廢水，應(yīng)用比較普遍的是微生物處理，而微生 物處理過程中產(chǎn)生大量污泥，污泥的處理處置費(fèi)用高，大大地增加了廢水處理的成本。另外 在污泥處理處置過程中，也會(huì)產(chǎn)生新的環(huán)境問題。因此，污泥的減量化受到人們的關(guān)注。污 泥減量化方面，有多種方法得到嘗試和應(yīng)用，其中對污泥的細(xì)胞破壁后將其中的物質(zhì)溶解于 水中，再由其他的微生物進(jìn)行分解以達(dá)到減量的方法行之有效，例如超聲波法，臭氧法等等。
但是由于微生物細(xì)胞壁的破碎難度^:，需要消耗大量的能量，成本高是其難點(diǎn)。因此，開發(fā) 一種能夠提高污泥破壁效果，降低處理成本的生物污泥破壁的促進(jìn)方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種污泥破壁效果，降低處理成本的生物污泥破壁的促進(jìn)方法， 該方法具有與其他破壁方法容易組合，操作管理簡單和成本低的特點(diǎn)。
本發(fā)明的生物污泥的減量化方法，其特征是在將剩余污泥進(jìn)行細(xì)胞破壁前對該污泥進(jìn)行 曝氣處理。
所述的曝氣處理的時(shí)間在15-300分鐘，污泥的溶解氧在0. 3-4. 5mg/1。 所述的細(xì)胞破壁是采用包括超聲波法，熱堿法，堿與超聲波的偶合法，臭氧，生物酶法， 以及球磨法。
本發(fā)明是通過下述具體技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，工藝流程如圖l所示，廢水l進(jìn)入廢水曝 氣池2 ，在池中通入空氣3,微生物在好氧條件下分解有機(jī)污染物并使污泥增殖，分解完有 機(jī)物后的泥水混合液4進(jìn)入最終沉淀池5 ，泥水分離后排出處理水6，沉淀污泥的一部分作 為回流污泥7返送至廢水曝氣池，另一部分污泥送入污泥曝氣池8，在通入的空氣3的作用 下，進(jìn)行污泥改質(zhì)處理，然后送入污泥破壁裝置9破壁后返送回廢水曝氣池2。本發(fā)明通過 探索發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象，即污水處理完成后沉淀的污泥處在沒有營養(yǎng)物的狀態(tài)下，通過曝氣處理， 可以使污泥外部的多聚物等得到部分分解，并且在無營養(yǎng)物質(zhì)的好氧條件下，可能對微生物 細(xì)胞壁產(chǎn)生弱化作用，使得細(xì)胞的破壁變得容易。由于污水處理完成后沉淀的污泥處在沒有 營養(yǎng)物的狀態(tài)下，少量的空氣即可達(dá)到較高的溶解氧濃度，從而改變了污泥的生存條件。這 一特性為低成本污泥破壁提供了方便。
本發(fā)明的污泥的細(xì)胞破壁前的曝氣處理可與包括超聲波法，熱堿法，堿與超聲波的偶合
法，臭氧，生物酶法，以及球磨法等細(xì)胞破壁方法相結(jié)合，作為這些方法的破壁前的預(yù)處理 方法，以提高破壁的效果和降低成本。
為了降低污泥的破壁成本，減小體積，對污泥要在曝氣前進(jìn)行濃縮或曝氣后進(jìn)行濃縮。
另外，本發(fā)明所述的破壁前的污泥曝氣是指在廢水處理過程完成后經(jīng)過沉淀，污泥與上 清液分離后形成的剩余污泥進(jìn)行的曝氣處理。對污泥的濃縮也是指經(jīng)最終沉淀池沉淀后的污 泥的進(jìn)一步的濃縮。 -
污泥在破壁過程中會(huì)有生物難降解物進(jìn)入水中，為強(qiáng)化難降解物的分解，污泥在破壁后 經(jīng)過生物水解過程再進(jìn)入好氧分解，或破壁后直接進(jìn)入?yún)捬醴纸馓幚磉^程。在前述圖1中未 表示破壁污泥的生物水解過程，實(shí)際過程中加入生物水解過程更有利于破壁污泥中難降解物 的分解。另外，圖1表示了破壁后的污泥返送到廢水曝氣池進(jìn)行生物好氧分解，實(shí)際中也可 以另設(shè)生物好氧分解池。
下面對本發(fā)明加以詳細(xì)說明
本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)之一是對沉淀污泥進(jìn)行破壁前，在缺乏營養(yǎng)物的條件下進(jìn)行曝氣，少 量的曝氣可以很快地使污泥性狀改變，使得后續(xù)的破壁變得容易，成本降低。例如采用堿和 超聲波的破壁還可使堿的用量減少，臭氧破壁時(shí)降低臭氧用量。
本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)之二是曝氣時(shí)間和溶解氧的組合，以最小的成本達(dá)到所要求的效果。
本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)之三是在曝氣前或曝氣后對污泥進(jìn)行濃縮，濃縮方法可以采用重力沉 降，也可采用其他方法。經(jīng)濃縮后污泥體積縮小，裝置體積減小。尤其是后續(xù)的污泥破壁的 體積縮小，有利于降低設(shè)備投資。
本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)之四是污泥在破壁后經(jīng)過生物水解過程再進(jìn)入好氧分解，在水解過程 中將難降解物分子量減低，有利于后續(xù)的生物分解；或破壁污泥直接進(jìn)入?yún)捬醴纸馓幚磉^程， 在厭氧分解中同時(shí)也具有水解作用，在其中難降解物先被降低分子量后進(jìn)行生物分解。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，對沉淀污泥進(jìn)行破壁前，在缺乏營養(yǎng)物的條件下進(jìn)行優(yōu)化曝氣，并 在曝氣前后加以濃縮，通過少量的曝氣可以很快地使污泥性狀改變，使得后續(xù)的破壁變得容 易，提高破壁效果，降低破壁成本，以少量的投入，大大降低后續(xù)的成本，如堿性條件下的 超聲波破壁可節(jié)省用堿量35%;并通過破壁后的水解增加了生物可降解性為保證出水水質(zhì)提 供了條件。


圖l:生物污泥的減量化方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明 實(shí)施例l
將最終沉淀池排出的污泥導(dǎo)入污泥預(yù)處理池進(jìn)行曝氣，控制溶解氧在2.0mg/l左右，曝氣 2小時(shí)。然后將其送入沉淀塔中將其濃縮1倍之后，送入混合罐加入NaOH液體調(diào)節(jié).pH值到 10.6后，送入超聲波反應(yīng)器在1.34W/ci^的聲能密度下進(jìn)行IO分鐘的污泥破壁。破壁完成后 送入生物水解罐進(jìn)行水解，之后將其送入污水處理工藝的曝氣池進(jìn)行生物分解。結(jié)果與不曝 氣的系統(tǒng)相比，破壁效果相同的情況下，堿的用量降低了35%，降低了運(yùn)行成本。 實(shí)施例2 '
將最終沉淀池排出的污泥導(dǎo)入污泥濃縮罐，濃縮后的污泥送入污泥預(yù)處理池進(jìn)行曝氣， 控制溶解氧在1.5mg/l左右，曝氣2.5小時(shí)。然后將其送入沉淀塔中將其進(jìn)一步濃縮之后，送 入反應(yīng)器與通入的臭氧進(jìn)行反應(yīng)破壁，破壁完成后送入生物水解罐進(jìn)行水解，之后將其送入 污水處理工藝的曝氣池進(jìn)行生物分解。 實(shí)施例3
將最終沉淀池排出的污泥導(dǎo)入污泥預(yù)處理池進(jìn)行曝氣，控制溶解氧在4.5mg/l左右，曝氣 15分鐘。然后將其送入沉淀塔中將其濃縮之后，送入反應(yīng)罐加入NaOH液體調(diào)節(jié)pH值到11 并加熱到5(TC進(jìn)行污泥破壁，破壁完成后送入污水處理工藝的曝氣池進(jìn)行生物分解。 實(shí)施例4
將最終沉淀池排出的污泥導(dǎo)入污泥濃縮罐，濃縮后的污泥送入污泥預(yù)處理池進(jìn)行曝氣， 控制溶解氧在0.3mg/l左右，曝氣5.0小時(shí)。然后將其送入沉淀塔中將其進(jìn)一步濃縮之后，送 入混合罐加入NaOH液體調(diào)節(jié)pH值到11.0后，送入超聲波反應(yīng)器在1.0W/cm2的聲能密度下 進(jìn)行9分鐘的污泥破壁，破壁完成后送入生物水解罐進(jìn)行水解，之后將其送入污水處理工藝 的曝氣池進(jìn)行生物分解。 實(shí)施例5
將最終沉淀池排出的污泥導(dǎo)入污泥濃縮罐，濃縮后的污泥送入污泥預(yù)處理池進(jìn)行曝氣， 控制溶解氧在1.0mg/l左右，曝氣3.0小時(shí)。然后將其送入沉淀塔中將其進(jìn)一步濃縮之后，送 入送入高能量密度超聲波反應(yīng)器在224.0W/cm2的聲能密度下進(jìn)行0.8分鐘的污泥破壁。 實(shí)施例6
工藝過程和操作條件與實(shí)施例1相同，所不同的是污泥破壁后將其送入?yún)捬醴纸馓幚砉?進(jìn)行厭氧分解，分解后的混合物經(jīng)過沉淀分離后，上部液體送入好氧分解處理。沉淀后的濃 縮污泥進(jìn)行絮凝沉淀，機(jī)械壓濾脫水處理。
權(quán)利要求
1.一種生物污泥的減量化方法，其特征是在將剩余污泥進(jìn)行細(xì)胞破壁前對該污泥進(jìn)行曝氣處理。
2. 如權(quán)利要求1所述的生物污泥的減量化方法，其特征是所述的曝氣處理的時(shí) 間在15-300分鐘，污泥的溶解氧在0. 3-4. 5mg/1。
3. 如權(quán)利要求1所述的生物污泥的減量化方法，其特征是所述的污泥在曝氣前 進(jìn)行濃縮或曝氣后進(jìn)行濃縮。
4. 如權(quán)利要求1所述的生物污泥的減量化方法，其特征是所述的污泥在破壁后 經(jīng)過生物水解過程再進(jìn)入好氧分解，或破壁后直接進(jìn)入?yún)捬醴纸馓幚磉^程。
5. 如權(quán)利要求1所述的生物污泥的減量化方法，其特征是所述的生物污泥的減 量化方法是廢水(1)進(jìn)入廢水曝氣池(2)，在池中通入空氣(3)，微生物在 好氧條件下分解有機(jī)污染物并使污泥增殖，分解完有機(jī)物后的泥水混合液(4) 進(jìn)入最終沉淀池(5)，泥水分離后排出處理水(6)，沉淀污泥的一部分作為 回流污泥(7)返送至廢水曝氣池，另一部分污泥送入污泥曝氣池(8)，在通 入的空氣(3)的作用下，進(jìn)行污泥改質(zhì)處理，然后送入污泥破壁裝置(9) 破壁后返送回廢水曝氣池(2)。
6. 如權(quán)利要求1所述的生物污泥的減量化方法，其特征是所述的細(xì)胞破壁是采 用包括超聲波法，熱堿法，堿與超聲波的偶合法，臭氧，生物酶法，以及球 磨法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物污泥的處理方法，屬于水處理領(lǐng)域的生物污泥的減量化方法。是在將剩余污泥進(jìn)行細(xì)胞破壁前對該污泥進(jìn)行曝氣處理。曝氣處理的時(shí)間在15-300分鐘，污泥的溶解氧在0.3-4.5mg/l。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，對沉淀污泥進(jìn)行破壁前，在缺乏營養(yǎng)物的條件下進(jìn)行優(yōu)化曝氣，并在曝氣前后加以濃縮，通過少量的曝氣可以很快地使污泥性狀改變，使得后續(xù)的破壁變得容易，提高破壁效果，降低破壁成本，以少量的投入，大大降低后續(xù)的成本，如堿性條件下的超聲波破壁可節(jié)省用堿量35％；并通過破壁后的水解增加了生物可分解性為保證出水水質(zhì)提供了條件。
文檔編號(hào)C02F11/02GK101182092SQ200710150099
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
發(fā)明者晗 張, 張書廷 申請人:天津大學(xué)