專利名稱：一種基于隱性生長(zhǎng)工藝的污泥減量化工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及污泥處理。
背景技術(shù)：
隨著污水處理的普及、處理率的提高和處理程度的深化，污水廠的污泥產(chǎn)生量將 有較大的增長(zhǎng)，由此引起的二次污染問(wèn)題已不容忽視。因此如何合理地處理、處置污泥， 越來(lái)越受到了各國(guó)政府的高度重視，并由此根據(jù)各自的國(guó)情制定出了相應(yīng)的處置法規(guī)和方 案。污泥的處理已經(jīng)逐漸成為污水處理廠中最重要的組成部分之一。 傳統(tǒng)污泥處置技術(shù)及工藝有土地利用、海洋投棄、衛(wèi)生/ 土地填埋、堆肥化、堿性 穩(wěn)定化、焚燒、干燥造粒、生產(chǎn)動(dòng)物飼料、制纖建筑、熱轉(zhuǎn)化制油等。在應(yīng)用這些工藝時(shí)，人們 普遍面臨許多難題。其中最突出的是第一，污泥處置運(yùn)行費(fèi)用高，有的甚至占全系統(tǒng)運(yùn)行 費(fèi)用的50 %以上；第二，污泥處理不徹底，存在二次污染；第三，污泥處置技術(shù)不完善，設(shè)備 性能不穩(wěn)定。 為了克服以上"末端治理"式處理污泥的弊端，人們研究開(kāi)發(fā)了減少污水處理過(guò)程 中的污泥產(chǎn)量的方法。這種不是在污泥產(chǎn)生后的再處理或處置的新思路，稱作污泥"減量 化"。開(kāi)發(fā)高效、穩(wěn)定的剩余污泥減量化新工藝并應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際，具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和 重要的社會(huì)意義。 經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，專利"一種污泥預(yù)處理組合方法"(申請(qǐng)?zhí)?200810071406. 3)將剩余污泥用臭氧/超聲波共同作用后，再送入污泥厭氧消化反應(yīng)器中 進(jìn)行后續(xù)處理，或者直接脫水后制作農(nóng)業(yè)肥料。前者是作為厭氧消化的預(yù)處理工序，但是臭 氧和超聲波的能耗過(guò)大，而對(duì)消化的促進(jìn)作用偏??；后者作為堆肥工藝的預(yù)處理工序，隨著 污泥農(nóng)用中重金屬排放標(biāo)準(zhǔn)以及衛(wèi)生要求的提高，做農(nóng)肥日益受到限制。專利"一種利用臭 氧氧化使活性污泥減量的方法及裝置"(專利號(hào)為03138936. 8)，污泥與臭氧在一個(gè)擴(kuò)散管 式接觸反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)固相(污泥)、液相(水)、氣相(含臭氧的氧氣)三者之間的 傳質(zhì)反應(yīng)特點(diǎn)考慮不全，氣體與液體難以混合均勻，反應(yīng)效率低。專利"生物處理槽的污泥 處理方法以及廢水處理系統(tǒng)"(申請(qǐng)?zhí)?0061009660. 0)，將臭氧和空氣同時(shí)通入活性污泥法 生物反應(yīng)器中，使過(guò)渡繁殖的細(xì)菌一部分被臭氧融化，這種降低微生物產(chǎn)率的方法抑制微 生物的生長(zhǎng)，這勢(shì)必影響處理廢水的效果。 因此，開(kāi)發(fā)能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定的污泥減量化工藝及其裝置成為迫切需要 解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的主要目的，是在于提供一種基于隱性生長(zhǎng)工藝的污泥減量化工藝及 裝置。該工藝屬于"源頭治理"，是一種清潔生產(chǎn)技術(shù)。它在傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)中增加一 套氧化裝置。外排的剩余污泥被臭氧的強(qiáng)氧化性破壞結(jié)構(gòu)，特別是微生物細(xì)胞壁被溶解，使 細(xì)胞質(zhì)溶出，菌體體內(nèi)的多糖類及細(xì)胞壁成分等有機(jī)大分子，繼續(xù)被氧化轉(zhuǎn)變?yōu)樘貏e容易生物降解的小分子。被氧化的污泥再回到生物處理裝置中與待處理的污水混合，形成二次 基質(zhì)被微生物利用的。工藝流程圖見(jiàn)附圖l。 本發(fā)明對(duì)臭氧濃度、pH值和溫度等條件進(jìn)行優(yōu)化，所以對(duì)含水率在一定范圍內(nèi)變 化的污泥進(jìn)行氧化處理。 本發(fā)明主要包括一臺(tái)臭氧發(fā)生器和一座氣液固三相反應(yīng)塔。 本裝置采用臭氧作為氧化劑，為提高氣液固三相的傳質(zhì)推動(dòng)力，減小設(shè)備尺寸，臭 氧與污泥采用逆流操作。因?yàn)槌粞踉谒芯哂幸欢ㄈ芙舛?，為進(jìn)一步提高臭氧利用率，混合 液還需要強(qiáng)制循環(huán)，循環(huán)比根據(jù)臭氧入塔濃度和出口處混合液的剩余臭氧濃度等因素來(lái)決 定。安裝在塔底部的擴(kuò)散器上密布著微孔，臭氧在擴(kuò)散器表面產(chǎn)生微氣泡。微氣泡具有較 大的表面積使臭氧傳質(zhì)效率增加。接觸時(shí)間隨擴(kuò)散器上部水柱高度而定，通過(guò)優(yōu)化布置擴(kuò) 散器的位置，來(lái)提高傳質(zhì)、氧化效率。液體經(jīng)過(guò)噴嘴以切向進(jìn)入填料塔，使液體形成旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)。 為了提高氣液固三相反應(yīng)的效率，還在塔中填充了特殊的填料。填料促使塔內(nèi)產(chǎn) 生紊流，幫助臭氧氣泡破碎并與含有污泥的液體迅速混合，提高臭氧的傳質(zhì)效率?？紤]抗氧 化性，因此采用某種特殊的有機(jī)氟化物材料。綜合比較各種類型填料的比表面積和空隙率， 以及污泥中很有一定量固體的特點(diǎn)，選用實(shí)體顆粒型的某種特殊填料。填料采用亂堆放置， 填料層的高度還要考慮其水頭損失。由于混合液中含有固相成分，在填料上會(huì)逐漸累積固 體沉淀，增加水頭損失，所以需要定期進(jìn)行反沖洗。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是第一，污泥處置運(yùn)行費(fèi)用較低；第二，污泥處理徹底，不存在二 次污染；第三，工藝成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單。主要技術(shù)與性能指標(biāo)如下(1)被氧化后污泥的B0D/ C0D比值約為0. 37，具有可生化性；(2)外排污泥量減少了 50%以上；(3)能耗低，污泥氧化 裝置的能耗約為0. 6度電/每立方廢水。 本發(fā)明通過(guò)氣液固三相反應(yīng)塔的優(yōu)化來(lái)提高污泥氧化的效率，經(jīng)過(guò)氧化處理之后 再回流到生化反應(yīng)器，減少了外排污泥的數(shù)量。不僅從整體上降低了污泥處理成本，還減少 了二次污染。本發(fā)明中，能夠滿足一定范圍內(nèi)的污泥性狀變化，具有廣泛的適用性。
實(shí)施例 本發(fā)明專利的目的，在于提供一種基于隱性生長(zhǎng)工藝的污泥減量化工藝和裝置。 在不違背本發(fā)明實(shí)質(zhì)和所附權(quán)利要求范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明中的某些附屬設(shè)備進(jìn)行 改動(dòng)。下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方法做詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下 述的實(shí)施例。 圖l是工藝流程圖。 圖2是氧化處理系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
其中1——臭氧發(fā)生器；2——?dú)怏w流量計(jì)；3——擴(kuò)散器；4——?dú)庖汗倘喾磻?yīng)
塔；5——循環(huán)泵；6——除沫器；7——尾氣處理器 如

圖1所示，基于隱性生長(zhǎng)的污泥減量化工藝包括污泥氧化和二次基質(zhì)被利用這 兩步。 如圖二所示，污泥氧化為控制步驟，在氧化處理裝置內(nèi)進(jìn)行。臭氧發(fā)生器(1)制造 臭氧，通過(guò)氣體流量計(jì)(2)后，由擴(kuò)散器(3)分散為微小的氣泡，均勻地分布在氣液固三相反應(yīng)塔(4)。污泥液體經(jīng)過(guò)噴嘴以切向進(jìn)入氣液固三相反應(yīng)塔(4)，使液體形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 為提高反應(yīng)效率，混合液經(jīng)過(guò)循環(huán)泵(5)在塔內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)。氧化之后的氣態(tài)產(chǎn)物夾帶 少量液體從氣液固三相反應(yīng)塔(4)抽出，經(jīng)過(guò)除沫器(6)除去泡沫，再由尾氣處理器(7)凈 化之后就可以外排了。氧化之后的污泥回到生物處理裝置中與待處理的污水混合，形成新 的基質(zhì)，是可以被微生物利用的。
權(quán)利要求
一種基于隱性生長(zhǎng)工藝的污泥減量化工藝及裝置，其特征在于包括以下步驟剩余污泥輸送到該裝置，在優(yōu)化條件下氧化分解，混合液再回到原有的活性污泥法生物處理裝置中，實(shí)現(xiàn)減少污泥排放量的目的；
2. —種基于隱性生長(zhǎng)工藝的污泥減量化工藝及裝置，其特征在于主要設(shè)備包括臭氧發(fā) 生器和氣液固三相反應(yīng)塔；
3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于隱性生長(zhǎng)工藝的污泥減量化工藝及裝置，其特征在于 采用臭氧作為氧化劑，在優(yōu)化的臭氧濃度、PH值和溫度條件下，對(duì)含水率在一定范圍內(nèi)變化 的污泥進(jìn)行氧化處理；
4. 如權(quán)利要求1所述的一種基于隱性生長(zhǎng)工藝的污泥減量化工藝及裝置，其特征在于 臭氧與污泥采用逆流操作；
5. 如權(quán)利要求1所述的一種基于隱性生長(zhǎng)工藝的污泥減量化工藝及裝置，其特征在于 臭氧與污泥的混合液還需要進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)；
6. 如權(quán)利要求2所述的氣液固三相反應(yīng)塔，其特征在于塔底部?jī)?yōu)化布置了多個(gè)氣體擴(kuò) 散器，擴(kuò)散器采用特殊的合金材料；
7. 如權(quán)利要求2所述的氣液固三相反應(yīng)塔，其特征在于污泥經(jīng)過(guò)噴嘴以切向進(jìn)入填料 塔，使液體形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；
8. 如權(quán)利要求2所述的氣液固三相反應(yīng)塔，其特征在于塔內(nèi)填充了特殊的有機(jī)氟化物 填料。填料選用實(shí)體顆粒型，采用亂堆放置。
全文摘要
本發(fā)明涉及污泥處理的工藝及裝置，目的在于針對(duì)城市生活污水處理廠外排的剩余活性污泥，在污水處理過(guò)程中實(shí)現(xiàn)污泥減量化。本工藝就是在傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)中增加一套氧化裝置，主要包括一臺(tái)臭氧發(fā)生器和一座氣液固三相反應(yīng)塔，塔內(nèi)填充了特殊的填料。特征在于剩余污泥通過(guò)優(yōu)化布置的噴嘴噴射到氣液固三相反應(yīng)塔內(nèi)，臭氧通過(guò)擴(kuò)散器均與分布到塔內(nèi)。氣流與含有固體的液流逆流操作，混合液還要強(qiáng)制循環(huán)。利用臭氧的強(qiáng)氧化作用破壞污泥細(xì)胞壁，溶出的細(xì)胞質(zhì)被繼續(xù)氧化為容易生物降解的小分子有機(jī)物，可以作為二次基質(zhì)供微生物分解或者合成自身組成部份。如果將新產(chǎn)生的污泥一部分外排，另一部分通過(guò)這樣的氧化裝置被消減掉，就可以達(dá)到減少污泥排放量的目的。在不影響污水處理效果的前提下，實(shí)現(xiàn)可以達(dá)到廢水、污泥雙重處置的功效。
文檔編號(hào)C02F3/12GK101704627SQ20091005710
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者馮曉西, 吳俊鋒, 周益 申請(qǐng)人:吳俊鋒