專利名稱：一種活性污泥減量與污泥中內(nèi)分泌干擾物協(xié)同去除的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市污水處理廠活性污泥減量與污泥中內(nèi)分泌干擾物協(xié)同去除 的工藝，屬于環(huán)保廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
活性污泥法是污水處理技術(shù)中應(yīng)用最廣泛和最成熟的技術(shù)，目前全世界大約有 90%的污水處理廠采用活性污泥法作為核心處理技術(shù)。然而，活性污泥法存在的一個(gè)重要 技術(shù)瓶頸是產(chǎn)生的大量剩余污泥需要處理。目前剩余污泥的處置方法主要包括填埋、土壤 改良和焚燒，由于剩余污泥中可能含有大量重金屬、病源微生物和有毒有害有機(jī)污染物，因 此土壤改良的應(yīng)用在某些國家已被禁止，而填埋和焚燒處理方式也要面對日益緊缺的土地 資源和嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)限制。因此，各國學(xué)者對于活性污泥工藝中污泥的減量方法進(jìn)行了 大量研究。目前已有的方法主要包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法，而其中活性污泥的臭 氧氧化技術(shù)是研究和應(yīng)用較多的一種，可以實(shí)現(xiàn)活性污泥系統(tǒng)中剩余污泥的零排放。但在 活性污泥的臭氧減量化過程中，大量吸附于污泥中的有毒有害有機(jī)微污染物可能不被充分 降解，進(jìn)而隨著污泥解體被釋放到水相中，增加污水處理系統(tǒng)的負(fù)荷，導(dǎo)致系統(tǒng)出水中有機(jī) 微污染物濃度升高，對水體生態(tài)和人體健康造成威脅。內(nèi)分泌干擾物是近年來日益引起關(guān)注的一類廣泛存在于污水處理設(shè)施中的有機(jī) 微污染物，其代表性的物質(zhì)主要包括雌酮(El)、雌二醇(E2)、雌三醇(E3)、乙炔基雌二醇 (EE2)、雙酚A(BPA)和壬基酚(NP)。研究表明，即使1 10ng/L的E2或0. lng/L的EE2就 能造成水體中的雄魚出現(xiàn)雌性化的特征。因此，為了減小污泥減量化工藝對污水處理系統(tǒng) 出水水質(zhì)的影響，急需開發(fā)一種可以在污泥減量的同時(shí)有效去除污泥中吸附的內(nèi)分泌干擾 物的工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種可以實(shí)現(xiàn)活性污泥減量與污泥中吸附的內(nèi)分泌干擾物協(xié)同去 除的工藝，該工藝技術(shù)路線簡單，與單獨(dú)臭氧污泥減量工藝相比，可以增強(qiáng)污泥的減量效果 并同時(shí)高效去除污泥中的內(nèi)分泌干擾物。該工藝的處理裝置如附圖所示?；钚晕勰嗯渭尤胛勰嘌趸磻?yīng)器(1)中，然后 連續(xù)通入由臭氧發(fā)生器( 產(chǎn)生的臭氧氣體。臭氧氣體的分布通過曝氣頭(9)實(shí)現(xiàn)。通過 調(diào)節(jié)臭氧氣體流量、臭氧發(fā)生器電流以及臭氧氧化時(shí)間，可以控制對活性污泥的臭氧投加 量。在污泥臭氧氧化的同時(shí)，將一定量的H2O2水溶液由蠕動(dòng)泵(6)連續(xù)加入到污泥氧化裝置 中，或在臭氧化開始的同時(shí)一次性投加所需的H2O2，使其產(chǎn)生臭氧和H2A的聯(lián)合氧化效果。本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵在于臭氧和H2A必須同時(shí)投加，共同作用于活性污泥，臭氧的 投加量為每克干污泥不小于30mg，同時(shí)嚴(yán)格控制投加臭氧與H2O2的摩爾比率為1 1.5，使 其產(chǎn)生最大的污泥溶解減率和內(nèi)分泌干擾物去除的效果。本發(fā)明的技術(shù)原理臭氧和H2A均具有溶解活性污泥細(xì)胞的能力，因此共同投加可以促進(jìn)污泥的溶解效果。另外,H2O2與臭氧的反應(yīng)可以加速生成羥基自由基(·0Η)，而·0Η 與大部分的有機(jī)物的二級(jí)反應(yīng)速率可以達(dá)到IO9M-1S-1水平，因此大大加速了一些難降解有 機(jī)物的氧化分解，提高了它們在污泥臭氧化過程中的去除率。但是H2A與臭氧的投加摩爾 比率必須嚴(yán)格控制，因?yàn)镠2A加速臭氧分解會(huì)導(dǎo)致臭氧與微量有機(jī)物污染物的直接氧化反 應(yīng)速率降低，對目標(biāo)物的降解有一定的負(fù)面作用。特別是對于一些強(qiáng)親脂性物質(zhì)(如ΝΡ)， 它們絕大部分被污泥顆粒吸附，而臭氧與它們在顆粒表面的直接氧化反應(yīng)是其去除的主要 途徑。過量投加H2A可能會(huì)降低通過該途徑的氧化降解反應(yīng)速率。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.與單獨(dú)臭氧污泥減量化技術(shù)相比，該技術(shù)可以使污泥的溶解率增加約13%，增 強(qiáng)污泥減量效果；2.在污泥減量的同時(shí)，可高效去除污泥中吸附的有毒有害有機(jī)微污染物(特別是 內(nèi)分泌干擾物)。這意味著整個(gè)活性污泥系統(tǒng)的有機(jī)微污染物負(fù)荷被降低，可以改善污水處 理系統(tǒng)對一些強(qiáng)親脂性、難降解物質(zhì)的去除效率。3.該工藝系統(tǒng)構(gòu)造簡單，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化運(yùn)行，操作維護(hù)方便。


附圖為本發(fā)明的處理系統(tǒng)裝置示意圖。附圖文字1.污泥氧化反應(yīng)器；2.臭氧發(fā)生器；3.流量計(jì)；4.三通閥；5臭氧氣體濃度在線 檢測裝置；6.蠕動(dòng)泵；7. H2O2水溶液儲(chǔ)罐；8.殘余臭氧破壞裝置；9.曝氣頭
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 我們從污水處理廠的二次沉淀池采集了活性污泥，由于污泥中內(nèi)分泌干擾物Ε1、 ΕΕ2、Ε3以及BPA的濃度較低，我們對污泥進(jìn)行了加標(biāo)處理，加標(biāo)后各內(nèi)分泌干擾物的濃度 如表1所示。臭氧投量控制在30mg/g SS，臭氧化時(shí)間為10分鐘。H2O2采用批次加入，即在 臭氧化開始時(shí)一次性投加，H2O2與臭氧的投量摩爾比率為1 1。各內(nèi)分泌干擾物的去除效 果見表1，與單獨(dú)臭氧化相比，各內(nèi)分泌干擾物的去除率均有顯著提升。另外，在單獨(dú)臭氧化 工藝中，污泥液相中酚類內(nèi)分泌干擾物的濃度會(huì)升高，因?yàn)榇罅吭擃愇镔|(zhì)隨著污泥的溶解 而溶入液相。但在本發(fā)明工藝中，所有內(nèi)分泌干擾物在液相中的濃度都降低，效果顯著。表1污泥(固相和液相)中各內(nèi)分泌干擾物的總?cè)コЧ?br> 權(quán)利要求
1.一種城市污水處理廠活性污泥減量與污泥中內(nèi)分泌干擾物協(xié)同去除的工藝，其步驟 包括將臭氧通過布?xì)庋b置連續(xù)通入活性污泥之中，在臭氧化的同時(shí)，連續(xù)或批次加入一定 劑量的H2A水溶液，使臭氧和H2A共同作用于活性污泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的工藝，其特征在于每克干污泥投加不小于30mg臭氧，H2A 和臭氧投加的摩爾劑量比率控制在21以內(nèi)。
全文摘要
一種城市污水處理廠活性污泥減量與污泥中內(nèi)分泌干擾物協(xié)同去除的工藝，屬于環(huán)保廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明工藝采用臭氧和H2O2共同作用于活性污泥，氧化污泥使其分解，并同時(shí)大量去除污泥中所吸附的有機(jī)微污染物(如內(nèi)分泌干擾物)，有效降低它們在活性污泥中的濃度。臭氧投加劑量為每克干污泥不小于30mg，H2O2可采用批次或連續(xù)投加，臭氧和H2O2投加的摩爾劑量比率為1∶1.5。本發(fā)明工藝系統(tǒng)構(gòu)造簡單，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行，易于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。
文檔編號(hào)C02F11/02GK102140000SQ20101010286
公開日2011年8月3日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者張鶴清, 強(qiáng)志民, 聶亞峰 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心