申请日2014.10.13
公开(公告)日2015.01.14
IPC分类号C02F11/00; C10L5/46; C02F11/12; C02F11/04
摘要
一种能源输出型污水污泥处理方法，采用活性污泥污水处理加厌氧发酵干化污泥处理方法，采取以下步骤：(1)污水进入活性污泥处理方法，进入二沉池后获得含水率95.5-97%污泥进入污泥储存池，通过螺杆泵输送至厌氧发酵罐;(2)污泥在厌氧发酵罐中通过泵送压力和沼气自搅拌作用进行搅拌，不采用机械动力;(3)污泥通过厌氧发酵作用产生沼气、沼渣、沼液，沼气通过湿法脱硫、干法脱硫净化处理后储存在沼气罐中;沼液直接排入调节池中，增加进水营养成分，促进微生物活性。
权利要求书
1.一种能源输出型污水污泥处理方法，采用活性污泥污水处理加厌氧发酵干化污泥处理方法，其特征是采取以下方法步骤：
(1)污水进入活性污泥处理方法，进入二沉池后获得含水率95.5-97%污泥进入污泥储存池，通过螺杆泵输送至厌氧发酵罐;
(2)污泥在厌氧发酵罐中通过泵送压力和沼气自搅拌作用进行搅拌，不采用机械动力;
(3)污泥通过厌氧发酵作用产生沼气、沼渣、沼液，沼气通过湿法脱硫、干法脱硫净化处理后储存在沼气罐中;沼液直接排入调节池中，增加进水营养成分，促进微生物活性。
2.根据权利要求1所述的一种能源输出型污水污泥处理方法，其特征是：沼渣通过深度脱水后，将含水率降低至55%±3%，然后用收集的沼气作为热源，加热清洁水分形成蒸汽，使用蒸汽将深度脱水的沼渣进行进一步干化，使沼渣含水率降低至20%±2%，此时形成的沼渣体积大幅减少，而且沼渣热值达到1000kcal/kg以上，作为电厂辅料。
3.根据权利要求1所述的一种能源输出型污水污泥处理方法，其特征是：用于干化沼渣的蒸汽使用后形成高温热水，该部分热水进入污水处理系统的初沉池，调节进水温度，增加污泥活性。
4.根据权利要求1所述的一种能源输出型污水污泥处理方法，其特征是：所述的沼气储存罐采用的是湿法存储;所述的污泥厌氧发酵采用自搅拌式厌氧发酵方法。
5.根据权利要求2所述的一种能源输出型污水污泥处理方法，其特征是：采用板框压滤机将沼渣含水率降低至55%±3%。
6.根据权利要求2所述的一种能源输出型污水污泥处理方法，其特征是：沼气加热水形成蒸汽及沼渣干化;沼气储气罐压力在大气压之上2.5kPa~3.5kPa的范围内进行自动化运行，使沼渣干化和沼气使用同步稳定进行。
7.根据权利要求2所述的一种能源输出型污水污泥处理方法，其特征是：经处理输出污泥即沼渣体积减少为原来含水率97%污泥的二十七分之一，并形成沼渣沼作为电厂辅助燃料。
8.根据权利要求1所述的一种能源输出型污水污泥处理方法，其特征是：厌氧发酵保证密封条件，并连续进料：输送泵根据进料量计算后连续运行输送物料，泵输送物料过程中管道是密闭状态，如输送结束或切换输送泵，采用电动阀门关闭管道;连续进料通过螺杆泵连续给料。
9. 根据权利要求8所述的一种能源输出型污水污泥处理方法，其特征是：螺杆泵流量根据厌氧发酵罐进料比例及厌氧发酵罐体积进行计算后设定，厌氧发酵日进料量占发酵罐体积的3~8%。
说明书
一种能源输出型污水污泥处理方法
技术领域
本发明涉及一种能源输出型污水污泥处理方法，属于环境保护治理技术领域和污水处理技 术领域，尤其涉及一种利用现有活性污泥污水处理方法，增加污泥厌氧发酵、沼气净化、沼渣 干化、沼气发热等方法系统，形成污水污泥一体化处理的方法，是一种污泥减量化、稳定化、 无害化、资源化处理的方法。
背景技术
在城市不断发展过程中，城市污水产量在不断增加，目前全国各大城市的污水处置量都在 进行爆发式的增长，国内目前大规模污水处理厂采用的主要方法是活性污泥方法。因此在污水 处理的过程中必然产生剩余污泥，随着污水处理行业的不断发展和环保要求的不断提高，目前 污水处理厂产生的剩余污泥已经是污水处理行业面临的另一个重大难题和挑战。
针对污水处理行业出现的污泥难题，目前采用的技术都是外出处理，而且在污水处理厂内 进行初步脱水，在污泥处置上承担大量的外运和处置费用。目前污泥处置的主要办法有填埋、 堆肥、焚烧等。针对这一问题结合污水处理厂自身优势，提出了能源输出型污水污泥处理方法， 充分利用污水处理厂自身资源，达到最大化污水污泥处理目的。
厌氧消化是现有技术的处理方法，厌氧要求有机物浓度较高，一般大于1000mg/L以上。所 以厌氧适于处理高浓度有机废水和污泥处理。和好氧生物处理一样，厌氧处理也要求供给全面 的营养，但好氧细菌增殖快，有机物有50～60%用于细菌增殖，故对N、P要求高;而厌氧增 殖慢，BOD仅有5～10%用于合成菌体，对N、P要求低。
按照现有厌氧消化后的脱水污泥含固率25%，干基减量率30%(有机质60%，降解率30%)， 污泥厌氧消化和发电项目仍要靠补贴来维持运行。
如果再因为产气率低、发电量少，消化后污泥也根本实现不了25%的含固率而减量不大的 话，那么国内污泥厌氧消化技术“叫好不叫座”。
目前指标可参考的是：如果水量改为80万立方米，进口含固率为5%(池容、SRT不变)， 消化降解率改为36%，则沼气产气量将降为30528立方米/日，此沼气量的62.3%可用于发电， 其余需要用于加热，方能保证冬季消化加热的需求。此时两期总共可发电1908kW，自用电比 例达59.9%。上网售电的产值降为15元/吨湿泥(就80万吨水产生530吨含固率20%污泥而言)， 直接运行成本增为93元，项目“赔本”78元(15-93=-78元)。不考虑填埋处置成本，这样 综合运营成本就达到了199元(93+106=199)。在欧美大量污水厂均采用厌氧消化，因其填埋 成本更高。
发明内容
本发明目的是，本发明目的是提供一种城市生活污水活性污泥处理、剩余污泥厌氧发酵、 沼气加热、沼渣干化、污水污泥活性调节等综合性城市污水污泥处理方法。充分利用污水处理 厂现有资源，采用节能设计，提取清洁能源，进行资源再利用，最终形成可燃资源和清洁能源， 形成污水处理厂无污染排放，不产生剩余废弃物，最终实现污水污泥一体化处理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种能源输出型污水污泥处理方法，采用活性污泥污水处理加厌氧发酵干化污泥处理方法， 其特征是采取以下方法步骤：
(1)污水进入活性污泥处理方法，进入二沉池后获得含水率95.5-97%污泥进入污泥储存 池，通过螺杆泵输送至厌氧发酵罐;
(2)含水率95.5-97%污泥在厌氧发酵罐中通过泵送压力和沼气自搅拌作用进行搅拌，不 采用机械动力;
(3)污泥通过厌氧发酵作用产生沼气、沼渣、沼液，沼气通过湿法脱硫、干法脱硫净化处 理后储存在沼气罐中;沼液直接排入调节池中，增加进水营养成分，促进微生物活性;
(4)沼渣通过深度脱水后，将含水率降低至55%±3%，然后用收集的沼气作为热源，加热 清洁水分形成蒸汽，使用蒸汽将深度脱水的沼渣进行进一步干化，是沼渣含水率降低至20%± 2%，此时形成的沼渣体积大幅减少，而且热值达到1500kcal/kg，可作为电厂辅料。
(5)用于干化沼渣的蒸汽使用后形成高温热水，该部分热水进入污水处理系统的初沉池， 调节进水温度，增加污泥活性，提高污泥污水处理效率。
经过本发明方法处理后污水处理厂输出污泥体积减少为原来含水率95.5-97%污泥的二十 七分之一(即沼渣体积大幅减少的幅度)，最终形成1000kcal/kg以上的沼渣污泥作为电厂辅 助燃料，可结余沼气作为其他能源。
本发明通过改进厌氧发酵作用，提取清洁能源，用于自身污泥干化，同时形成1500kcal/kg 的辅助燃料和沼气，使原先需要输出的污泥转变成能源输出，在此过程中形成的中间产物沼液 和热水用于调节污水处理方法中污泥活性，提高污水处理效率，通过整体结合降低污水处理厂 运行成本和污泥处置成本。
本发明采用直接将二沉池污泥处理：二沉池污泥是将活性污泥法前段工序处理过的水进行 再次沉淀。上清液溢流，污泥被沉降。是传统活性污泥法必不可少的环节，对于保证出水水质 有重要意义。而不是刻意组成厌氧消化的的方法条件。
污泥厌氧消化是一种中间处理过程，虽然有能源产出，但自身热量需求、有机质比例、降 解率、硫化氢浓度、投资都会大幅度影响项目运行的经济效果，其产出不一定是正的。
本发明无需提高进泥含固率、联合消化以提高可降解有机质比例。
本发明的有益效果是：
1、一种能源输出型污水污泥处理方法，充分利用现有污水处理厂污水处理方法，采用就地 污泥处置方法，采用能源自给型污泥处置方法设计，实现污水无污染、无废弃物排放的最终目 的。
2、采用自搅拌式厌氧发酵技术，污泥厌氧发酵不需要机械搅拌动力，节约能源使用，降低 处置成本。
3、利用厌氧发酵产生沼气作为清洁能源，干化深度脱水后沼渣，形成热值在1500kcal/kg 辅助燃料，使原本需要大量处置成本的污泥转变为可经济效益的辅助燃料，及解决了污泥污染 及处置问题，又增加了收益。
4、收集厌氧发酵产生的沼气，除去干化沼渣所用沼气外，将剩余沼气作为清洁能源外售， 作为处理方法收益，降低处理成本，实现利益最大化。
5、通过对污泥厌氧发酵及干化中间产物的再次利用，提高污水处理系统进水营养成分和微 生物反应的温度，提高微生物活性，加速污水处理速度，提高污水处理效率，缩短污水处理成 本。
本发明有效利用污水处理厂现有资源，整个系统能耗低，无二次产物，投资少，建设周期 短，能源利用率高，能源产出高，运行稳定。二沉池主要作用是分离污泥,将初沉池出来的含 水约99%的污泥浓缩到约97%。