申请日2017.11.23
公开(公告)日2018.03.02
IPC分类号C02F11/00; C02F11/02
摘要
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种降低污水处理中污泥量的电化学‑AAO装置及其处理方法。该装置包括贮水池、污泥进口、主体AAO装置、磁力搅拌装置、电动装置、污泥沉淀池、污泥上清液出口组成，好氧池平行于水流方向两侧设有多孔电极板构成电化学单元，可沿电极板凹槽进行移动。污水由贮水池先进入厌氧池，再进入缺氧池，进行聚磷菌释放磷和反硝化过程。经过电动处理的污泥促进污泥隐性生长或达到溶胞效果，使污泥减量。好氧池污水通过管道进入沉淀池，进行污泥沉降，再将污泥回流至厌氧池中，经电化学处理后回流污泥可生化性提高，补充厌氧池生化反应需要的碳源，提高生化效率，污水处理效率进一步提高，上清液由出口排出。
摘要附图
权利要求书
1.降低污水处理中污泥量的电化学-AAO装置，该装置包括贮水池、污泥进口、主体AAO装置、磁力搅拌装置、电动装置、污泥沉淀池、污泥上清液出口组成，所述主体AAO装置包括厌氧池、缺氧池和好氧池，其特征在于：所述好氧池平行于水流方向两侧设有多孔电极板构成电化学单元，可移动电极板包括阳极板、阴极板和电源，所述阳极板材料为钛基钌铱涂层电极，阴极板材料为纯钛电极，阳极板和阴极板上布设多个孔洞，电极板由电极板凹槽进行固定，可沿电极板凹槽进行移动，两电极板间距可调节;所述电源为双路稳压直流电源。
2.根据权利要求1中所述的降低污水处理中污泥量的电化学-AAO装置，其特征在于：所述贮水池为无盖的有机玻璃体。
3.根据权利要求1中所述的降低污水处理中污泥量的电化学-AAO装置，其特征在于：所述AAO主体顶部接有入水管，厌氧池上部密封，顶部装有磁力搅拌装置，搅拌桨靠近底面，搅拌桨可以绕轴旋转，其外部包裹有惰性材料;厌氧池和缺氧池之间通过矩形堰保持相通，上部不封闭，底面装有磁力搅拌桨;缺氧池和好氧池之间通过堰口相连通;好氧池底面有4～8个曝气头，由鼓风机进行曝气;好氧池通过管道出水。
4.如权利要求1所述的降低污水处理中污泥量的电化学-AAO装置，其特征在于：所述污泥沉淀池上端为长方体，下端是四棱台，二者形成一体。
5.如权利要求3所述的降低污水处理中污泥量的电化学-AAO装置，其特征在于：所述惰性材料可以为聚四氟乙烯、聚氯乙烯或聚乙烯中的一种。
6.如权利要求1所述的降低污水处理中污泥量的电化学-AAO装置的处理方法，具体包括如下步骤：
(1)污水通过污泥泵由贮水池进入AAO装置，首先进入厌氧池，厌氧池污水通过搅拌桨搅拌，保持污泥均质;
(2)污水通过堰口进入缺氧池，污水通过搅拌桨搅拌，保持污泥均质;
(3)污水进入好氧池，一方面为污泥的好氧消化提供氧气，另一方面要对污泥进行电动，构成污泥电化学破解减量单元，通过两极间电作用实现污泥破解减量;
(4)经电化学预处理的好氧池污水通过管道进入污泥沉淀池，进行污泥沉降;
(5)沉淀池污泥通过污泥回流泵回流至厌氧池中，经电化学处理后回流污泥可生化性提高，补充厌氧池生化反应需要的碳源，提高生化效率，污水处理效率进一步提高;
(6)污泥上清液由污泥上清液出口排出。
说明书
降低污水处理中污泥量的电化学-AAO装置及其处理方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种降低污水处理中污泥量的电化学-AAO装置及其处理方法。
背景技术
截至2016年，我国每年产生3000～4000万吨市政污泥(含水率在80%)。预计到2020年，我国市政污泥产量将达到6000～9000万吨。未经稳定化过程的脱水污泥对环境具有较大毒害作用，威胁人类身体健康和生态环境。
目前，我国污泥的处置方式有填埋、堆肥、自然干化和焚烧。但污泥中含有大量难以脱除的水分，为污泥处理处置造成困难。大量污泥不仅占用并污染了大面积土地，而且运输困难，输送成本高。因此污泥的脱水和减量成为该领域现今研究的热点和难点。
在中国专利申请公开说明书CN103553217A《一种电动技术促进污泥减量的污水处理方法》中公开了一种具有污泥减量化功能的污水处理方法，生活污水首先进入物化段，处理后排入生化池进行生化处理，经生化处理后的废水进入二沉池，沉淀后达标排放，从二沉池的污泥中抽取一部分回流至生化池，另一部分送至电动处理反应器中，经电化学溶胞后，部分回流至生化池，部分排出至污泥脱水中心，间隔一定周期后将二沉池的污泥全部排出污泥脱水中心，经脱水后上清液回流至生化池前端，而干污泥则外运填埋或制液。该申请电化学单元加在二沉池后端，设置独立的电化学减量处理单元，占地空间大，且二沉池出泥运送到电化学单元后，为保障污泥完全均质破解，电化学单元还要独立设置搅拌混匀设备，系统处理能耗增加，处理工艺繁琐。且此申请中二沉池出泥一部分直接回流至生化池前端，另一部分进入化学破解单元，其中直接回流部分生化性较未破解污泥差。系统污水处理效率差。固定电极布设，电压设置一定时，两极间电压梯度恒定，且随着反应时间延长，阳极/阴极周围易出现过酸过碱环境，影响破解后回流污泥的生化性，会大大降低整个系统污水处理效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明针对现有污泥原位减量效果差和污水处理工艺出泥后续脱水难度大等技术难题，提供一种降低污水处理中污泥量的电化学-AAO装置及其处理方法。通过在氧化池施加电场，促进污泥好氧消化效能，提高污泥溶胞破壁效率。一方面，通过电场刺激电化学氧化作用，提高微生物代谢效率，使污泥中大分子有机物降解为小分子有机物，实现污泥原位减量;另一方面使污泥胞内结合水和附着水等难脱除水分释放，提高污泥后续脱水减量效果。
具体技术方案如下：
降低污水处理中污泥量的电化学-AAO装置，该装置包括贮水池、污泥进口、主体AAO装置、磁力搅拌装置、电动装置、污泥沉淀池、污泥上清液出口组成，所述主体AAO装置包括厌氧池、缺氧池和好氧池，所述好氧池平行于水流方向两侧设有多孔电极板构成电化学单元，可移动电极板包括阳极板、阴极板和电源，所述阳极板材料为钛基钌铱涂层电极，阴极板材料为纯钛电极，阳极板和阴极板上布设多个孔洞，电极板由电极板凹槽进行固定，可沿电极板凹槽进行移动，两电极板间距可调节;所述电源为双路稳压直流电源。
所述贮水池为无盖的有机玻璃体。
所述AAO主体顶部接有入水管，厌氧池上部密封，顶部装有磁力搅拌装置，搅拌桨靠近底面，搅拌桨可以绕轴旋转，其外部包裹有惰性材料;厌氧池和缺氧池之间通过矩形堰保持相通，上部不封闭，底面装有磁力搅拌桨;缺氧池和好氧池之间通过堰口相连通;好氧池底面有4～8个曝气头，由鼓风机进行曝气;好氧池通过管道出水。
所述污泥沉淀池上端为长方体，下端是四棱台，二者形成一体。
所述惰性材料可以为聚四氟乙烯、聚氯乙烯或聚乙烯中的一种。
降低污水处理中污泥量的电化学-AAO装置的处理方法，具体包括如下步骤：
(1)污水通过污泥泵由贮水池进入AAO装置，首先进入厌氧池，厌氧池污水通过搅拌桨搅拌，保持污泥均质;
(2)污水通过堰口进入缺氧池，污水通过搅拌桨搅拌，保持污泥均质;
(3)污水进入好氧池，一方面为污泥的好氧消化提供氧气，另一方面要对污泥进行电动，构成污泥电化学破解减量单元，通过两极间电作用实现污泥破解减量;
(4)经电化学预处理的好氧池污水通过管道进入污泥沉淀池，进行污泥沉降;
(5)沉淀池污泥通过污泥回流泵回流至厌氧池中，经电化学处理后回流污泥可生化性提高，补充厌氧池生化反应需要的碳源，提高生化效率，污水处理效率进一步提高;
(6)污泥上清液由污泥上清液出口排出。
本方法的优点是：
1、本发明中取消独立设置电化学单元，将两块电极板直接嵌入好氧池中，一方面减少了独立设置电化学单元占用空间，加大处理工艺建设投资运行成本，另一方面好氧单元直接加入可移动电极板构成电化学单元，阳极板材料为钛基钌铱涂层电极，阴极板材料为纯钛电极，阳极板和阴极板上布设多个孔洞，有利于两极板产生的气体及时逸出，保障电极板与污泥充分接触，提高电流传导效率，电极板可沿电极板凹槽进行移动，通过移动电极的形式控制极板间距，调整电压梯度，控制电化学反应进程，
将电化学处理单元和好氧单元耦合，实现电场实时促进好氧消化和使污泥溶胞达到污泥减量的效果，节省单独设立电化学处理单元占用的空间，也可以实现好氧反应的同时全部污泥的电化学氧化破解，提高所有回流污泥的可生化性。同时设置可移动电极板，方便电参数的有效调控和避免固定电极长期极化。该设计的改进有效提升整个系统污水处理能力和污泥破解减量效果，且方便系统参数调控，操作简便，成本低廉。
实现好氧消化和电化学过程的耦合联用，将进一步提升好氧消化效率，同时当电压到达一定程度时还可以使污泥絮体发生溶胞破解，使污泥释放难以脱除的附着水和结合水，提高后续脱水沉降性能，使污泥原位减量，降低污泥后续处理处置难度。既可进行常规污水处理中的脱氮除磷反应，又可以电动污泥促进污泥好氧消化和使污泥溶胞达到污泥减量的效果，电动装置与好氧池合为一体，节省空间。同时设有可移动电极板，方便电参数有效调控，使电动参数更优化
2、整个装置使用污泥泵进行输水，不用担心由于水力损失造成的动力不足，流量可以通过阀门及流量计进行控制。
3、AAO主体装置每部分都用磁力搅拌桨进行搅拌，以防污泥提前沉降，使污泥均质分布。曝气装置的曝气量既可以起到曝气作用，又可以起到搅拌作用。
4、曝气管处装有空气流量计，通过控制气量大小，起到曝气搅拌双重作用。
5、污泥斗底部设有污泥回流管，利用静水压可以实现污泥自然回流。污泥斗底部设有闸阀和流量计，保证污泥回流比为200～300%。
6、本装置不仅可以使污泥减量，还可以同时去除污水中的氮磷，对于污水污泥处理方面有很大的研究意义。
7、AAO主体顶部装有磁力搅拌装置，搅拌桨靠近底面。搅拌桨可以绕轴旋转，其外部包裹有惰性材料，能有效防止厌氧发酵环境产生的影响，且不影响磁力传感。