申请日2014.05.29
公开(公告)日2014.08.20
IPC分类号C02F11/12; C02F11/00
摘要
本发明公开了一种改善生化剩余污泥脱水性能的工艺，将生化剩余污泥与污水按体积比为2:1~1:2置于连续搅拌反应器中，在搅拌速度为60~80r/min，温度为20~30℃的条件下，反应5~7天，水解酸化至pH为3~4;水解酸化后的泥水用Na2CO3、NaOH或NaHCO3中的至少一种调节pH至6.8~7.2，调整pH后的泥水接种厌氧颗粒污泥，置于厌氧发酵罐进行厌氧发酵处理，温度控制在33~37℃，发酵时间为5~8天，得到发酵后的污泥。本发明联用污泥、污水酸化和颗粒污泥厌氧发酵的方法，不仅能够改善剩余污泥脱水性能，而且可以提高处理效率，缩短反应周期，无二次污染。
权利要求书
1.一种改善生化剩余污泥脱水性能的工艺，其特征在于步骤如下：
(1)泥水酸化：将生化剩余污泥与污水按体积比为2:1~1:2置于连续搅拌反应器中，在搅拌速度为60~80r/min，温度为20~30℃的条件下，反应5~7天，水解酸化至pH为3~4;
(2)pH调节：水解酸化后的泥水用Na2CO3、NaOH或NaHCO3中的至少一种调节pH至6.8~7.2;
(3)颗粒污泥发酵：调整pH后的泥水接种厌氧颗粒污泥，置于厌氧发酵罐进行厌氧发酵处理，温度控制在33~37℃，发酵时间为5~8天，得到发酵后的污泥。
2.根据权利要求1所述的一种改善生化剩余污泥脱水性能的工艺，其特征在于：所述步骤(3)中调整pH后的泥水与厌氧颗粒污泥按体积比3:1进行厌氧发酵处理。
说明书
一种改善生化剩余污泥脱水性能的工艺
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种改善生化剩余污泥脱水性能的工艺。
背景技术
剩余污泥是活性污泥法处理污水过程中生成的副产物，其含水率达95%~99%，体积庞大，呈流体化，难以处理。浓缩后经机械脱水形成的泥饼含水率仍在70~80%，运输成本高，且占用堆填场地大。剩余污泥由亲水性带负电荷的胶体颗粒组成，挥发性固体含量高，比阻值大，脱水困难。一般机械脱水前的预处理都是投加无机和有机高分子混凝剂，成本较高。污泥厌氧消化是目前国内外常用的污泥稳定化方法，其产生的剩余污泥量少，而且高度无机化，脱水性能好，由此可以降低污泥脱水成本和提高污泥脱水性能。因此选择高效的厌氧消化法对提高剩余污泥脱水性能具有重要的意义。
目前，国内外环保研究工作者对污泥的厌氧消化研究方向主要包括：新型厌氧工艺、与其它有机废弃物联合厌氧消化工艺、产甲烷菌产气等的研究。传统的厌氧消化法存在污泥停留时间长、占地面积大、产气率及产气量较低等缺点。造成这些缺点的主要原因之一是剩余污泥中大多数有机物质存在于微生物细胞内，细胞壁属于生物难降解的惰性物质，细胞壁的破解较为困难，只有打破细胞壁/细胞膜，将这些有机质释放出来，厌氧菌才能利用它们进行厌氧消化。所以，当以剩余污泥作为基质投入到厌氧反应器中进行消化反应时，水解反应就必然成为整个污泥厌氧消化过程的限速步骤。针对此现象国内外的研究学者对污泥厌氧前的预处理技术做了大量的研究探索，包括：热解法、化学法、机械法、氧化法、生物法，但是在实际工程中这些方法不是投资大，就是工程应用性不高，难以投入规模化应用。因此，选择合适的预处理方法，提高剩余污泥厌氧消化效果，缩短剩余污泥厌氧消化周期，改善剩余污泥脱水性能，对实现污泥的减量化与资源化具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种改善生化剩余污泥脱水性能的工艺，该工艺选择合适的方法对污泥进行预处理，改善了污泥的脱水性能，提高处理效率，缩短反应周期，减少污泥处理成本，同时产生有经济价值的沼气产品。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种改善生化剩余污泥脱水性能的工艺，步骤如下：
(1)泥水酸化：将生化剩余污泥与污水按体积比为2:1~1:2置于连续搅拌反应器中，在搅拌速度为60~80r/min，温度为20~30℃的条件下，反应5~7天，水解酸化至pH为3~4;
(2)pH调节：水解酸化后的泥水用Na2CO3、NaOH或NaHCO3中的至少一种调节pH至6.8~7.2;
(3)颗粒污泥发酵：调整pH后的泥水接种厌氧颗粒污泥，置于厌氧发酵罐进行厌氧发酵处理，温度控制在33~37℃，发酵时间为5~8天，得到发酵后的污泥，采用离心脱水机对发酵后的消化污泥进行脱水得到泥饼，剩余污泥回流至连续搅拌反应器中参与连续反应过程。
所述步骤(3)中调整pH后的泥水与厌氧颗粒污泥按体积比3:1进行厌氧发酵处理。
对步骤(1)和步骤(3)处理后的污泥每天取一次样，用布式漏斗法测定污泥比阻，并用重量法测定经离心机离心脱水后泥饼的含水率，其中离心脱水机的转速为6000~7000r/min，离心时间为10~20min。通过测定的污泥比阻值及泥饼的含水率分析酸化和发酵过程中污泥脱水性能的变化。
厌氧颗粒污泥是由产甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌等形成的自凝聚体。它是由相互聚集的、多物种的微生物构成的团体，具有生物致密、相对密度大、沉降速度快等特点。接种厌氧颗粒污泥进行厌氧发酵，不仅提高了污泥的沉降性能，有利于固液分离;也可更有效地控制污泥停留时间与水力停留时间，提高反应器中的微生物浓度和容积负荷，从而提高反应器的处理能力，简化工艺流程、降低处理成本。
本发明的有益效果：1、本发明所涉及的泥水混合酸化过程，是在不外加物理化学方法的基础上，通过向剩余污泥中投加污水以增加SCOD的含量，促进水解酸化菌快速增殖，并在搅拌条件下使剩余污泥絮体加速破解，使有机物快速溶出，释放絮体中水分，大分子物质转换成小分子物质(挥发酸等)，加速污泥水解酸化过程。2、本发明所涉及的颗粒污泥厌氧发酵过程，是在剩余污泥经泥水混合酸化后中温厌氧发酵阶段接种厌氧颗粒污泥，提高了系统的污泥沉降性能，有利于固液分离，同时可有效控制污泥停留时间与水力停留时间，提高反应器的容积负荷和微生物浓度，从而提高反应器的处理能力，缩短发酵周期。3、本发明的泥水酸化-颗粒污泥发酵联用过程，充分结合了污泥、污水水解酸化和接种颗粒污泥厌氧发酵的特点，两个过程相互促进。泥水酸化将剩余污泥中的有机物质溶出并降解，颗粒污泥发酵将泥水酸化产生的大量小分子有机物快速降解，从而使剩余污泥发酵完全，无机化程度增高，脱水性能提高，脱水后泥饼的含水率可达78%。4、本发明联用污泥、污水酸化和颗粒污泥厌氧发酵的方法，不仅能够改善剩余污泥脱水性能，而且可以提高处理效率，缩短反应周期，无二次污染。在降低污泥处理成本的同时，产生有经济价值的沼气产品，提高工程可应用性。