申请日2013.03.14
公开(公告)日2013.06.26
IPC分类号C02F11/04
摘要
本发明涉及污水处理领域，具体为一种通过投加油脂来控制物料组成比例，实现厌氧消化污水的零排放的方法。该方法为首先将污泥调节至某一浓度，再泵入厌氧消化罐，且向污泥中添加油脂，通过控制进罐物料的组成，使污泥和油脂在厌氧消化罐前端或者罐中混合并进行厌氧消化，其厌氧消化时所产生的水分可保持自身平衡，不产生多余的水分，也不需要不断补充水分，实现水分的闭路循环，达到污水的零排放。本发明可实现污水零排放，不增加当地环境负荷，并且可减少污水处理成本;操作简便易行，原料油脂来源广泛，操作性强。
权利要求书
1.一种实现污泥厌氧消化污水的零排放的方法，其特征在于：首先将污泥调节至某一浓度，再泵入厌氧消化罐，且向污泥中添加油脂，通过控制进罐物料的组成，使污泥和油脂在厌氧消化罐前端或者罐中混合并进行厌氧消化，其厌氧消化时所产生的水分可保持自身平衡，不产生多余的水分，也不需要不断补充水分，实现水分的闭路循环，达到污水的零排放。
2.根据权利要求1所述的实现厌氧消化污水的零排放的方法，其特征在于：所述的向污泥中添加油脂，其添加油脂的质量根据污泥的含水量以及污泥所含碳水化合物、蛋白质和脂肪之间的比例定，以污泥干基计，为污泥质量的0.5%～30%。
3.根据权利要求1所述的实现厌氧消化污水的零排放的方法，其特征在于：所述的污泥和油脂在进入厌氧消化罐之前，均须加温至20～60℃。
4.根据权利要求1所述的实现厌氧消化污水的零排放的方法，其特征在于：所述的将污泥调节至某一浓度，再泵入厌氧消化罐，泵入厌氧消化罐的污泥的干物质的质量百分含量为0.5%-10%。
5.根据权利要求1所述的实现厌氧消化污水的零排放的方法，其特征在于：所述的油脂为植物油或动物油，新油或废油均可。
说明书
一种实现污泥厌氧消化污水的零排放的方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，包括对污泥、养殖废液和种植废物进行处理的方法，具体为一种通过投加油脂来控制物料组成比例，实现厌氧消化污水的零排放的方法。
背景技术
目前，市场上在对污泥、养殖废液(粪便)和种植废物进行集中处理和处置时，常用的一种方法是厌氧消化。厌氧消化有两种形式：其一是将来自不同污水厂的污泥经过脱水处理后变成固态或半固态，使含水率被降低到50%~90%，被运送到污泥集中处置中心，经过稀释加温后进入污泥消化罐进行厌氧消化;其二是将厌氧消化系统建在污水厂内，接纳本厂的未脱水污泥以及外厂的脱水污泥。将本厂污泥脱水后与外厂污泥混合的情况归入第一种情形。
对于这两种情形，一般情况下，均需要投加一定量的水稀释污泥(图1中水量X)，然后在厌氧消化过程完成后对污泥进行脱水处理，通常脱水所产生的水量大于稀释所投加的水量，增加的水量来自污泥厌氧消化的生物化学过程。因此，即使将部分水分经过处理循环利用(图1中水量Y)，每天仍然有相当数量的水分需要外排(图1中水量Z)，如图1所示。这些水中含有高氨氮，如果随意排放，将破坏接纳水域的自然生态系统，或使水体富营养化。因此，必须将这些含有高氨氮的污水进行处理至达标，否则不能外排，而要将其处理至达标，需要投入大量的成本。
发明内容
本发明正是基于以上技术问题，提供一套分析操作方法，可使厌氧消化的污泥脱水所产生的废水浓液量准确达到设定值，其中的氨氮浓度控制在设定的数值范围内，该数值比排放标准宽松，但又不影响厌氧消化，这样，废水不用处理到排放标准，可节省污水处理成本。此即实现厌氧消化污水的零排放的方法。
本发明的技术方案为：
一种实现厌氧消化污水的零排放的方法，其方法为向污泥中添加油脂，然后使污泥和油脂在厌氧消化罐中进行厌氧消化反应，其是通过控制进入厌氧消化罐中物料的组成，利用其在厌氧消化时所产生的水分可自身平衡，不产生多余的水分，也不需要不断补充水分。由此实现水分的闭路循环，达到污水的零排放。
油脂可以采用植物油或动物油，进罐的污泥和油脂在进罐之前，均须加温至20～60℃，添加油脂的质量根据污泥的含水量而定，通常为污泥中干物质质量百分含量的0.5%～30%。因此，首先需要对进入厌氧消化罐的污泥进行含水率的测定，并分析出碳水化合物、蛋白质和油脂类物质的比例关系。
对于污泥中的初始含水率明显高于90%的情况，可通过投加油脂来减少厌氧消化污水的处理量与外排量。对于将脱水污泥稀释、使其中干物质的质量浓度在 0.5% ~10%以及工作温度在摄氏20度以上的厌氧消化设施，通过投加适当比例的油脂，使整个厌氧消化过程实现水分的自身平衡，不向外排污水，也不需要补充新水。但是，工艺过程所产污水(脱水浓液)必须经过处理，将其氨氮浓度控制在2000mg/L以内，具体数值确定时，以碳氮磷等元素均衡为原则。此处理过程可能会蒸发少量水分，这一损失在实际应用中需要考虑。污泥中的水的质量百分含量，即含水量是可以调整的，可以通过对污泥进行浓缩或稀释达到本申请中要求零排放所适用的含水量的范围。
油脂的投加量取决于进罐物料的成分。可通过分析该成分确定油脂的投加量。物料成分的分析可以用物理方法、化学方法或者生化方法，其主要目的是确定物料中有机物质的组成比例。可以按照大类区分碳水化合物(糖类)、蛋白质类以及油脂类成分，也可以更细分。
厌氧消化的污泥脱水所产浓液(废水)经过适当的处理后将其氨氮浓度控制在设定的范围内，以回收利用后不影响厌氧消化为原则。这样废水就不用处理到排放标准，从而可以节省污水处理成本。其中，进罐的物料也可以为养殖业废液或种植业废弃物。
本方法所根据的原理是：一方面，生物质(用XY表示)水解符合下述通式：
(1)
即水解过程需要消耗水，而另一方面，碳水化合物等在水解时会释放出原分子结构内的水，而且释放水量大于消耗水量，因此有水量净产出。但是油脂则不同，其水解与消化过程消耗水而不释放水，因此有水量赤字。精确投加油脂的目的就是以上述水量赤字抵消水量净产出，从而达到零排放。由于不同碳水化合物等物质的水量净产出不同，需要的油脂量也不同。在实际中，油脂往往含有一定的水分，需要知道有效质量。因此，控制的关键点是通过分析碳水化合物等的成分精确计算出水量净产出，并以此为基础推算所需的油脂量。因为不同油脂水解和消化时需水量不同，具体需要量根据油脂的成分确定，如常见的植物油(例如满足国标GB1537-2003的植物油)、动物脂肪(例如满足国标GB10146-2005的脂肪产品)等均可作为投加料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(一)实现污水零排放，不增加当地环境负荷，并且可减少污水处理成本;
(二)操作简便易行，原料油脂来源广泛，操作性强。