申请日2012.09.12
公开(公告)日2013.01.30
IPC分类号C02F11/02; C02F3/30
摘要
本发明公开了一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的系统和工艺，系统包括依次连接的无氧池、缺氧池、给氧池和沉降池，所述沉降池的排泥管与无氧池之间设有污泥回流管，还包括一旁路生物反应器，所述旁路生物反应器内分隔为相互连通的调整池和搅拌反应池;所述调节池通过污泥减量管与所述沉降池的排泥管连通，所述调节池通过管路连通第一给氧装置;所述搅拌反应池通过混合液回流管与所述无氧池、缺氧池、给氧池中的至少一者连通，所述搅拌混合池内设有搅拌装置。本发明将沉降池排除的污泥在旁路生物反应器中进行反应，然后循环至生化池中，达到减量的目的，从源头上控制污泥的排出量。
权利要求书
1.一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的系统，包括依次连接的 无氧池(2)、缺氧池(3)、给氧池(4)和沉降池(9)，所述沉降池(9) 的排泥管与无氧池(2)之间设有污泥回流管(18)，其特征在于，还包 括一旁路生物反应器，所述旁路生物反应器内分隔为相互连通的调整池 (21)和搅拌反应池(25);
所述调节池(21)通过污泥减量管(16)与所述沉降池(9)的排泥 管连通，所述调节池(21)通过管路连通第一给氧装置(22);
所述搅拌反应池(25)通过混合液回流管(28)与所述无氧池(2)、 缺氧池(3)、给氧池(4)中的至少一者连通，所述搅拌混合池(25)内 设有搅拌装置(26)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调节池(21)与 搅拌反应池(25)的容积比为1∶3～5。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述沉降池(9)为二 沉池或序批式反应器。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述二沉池为平流式 沉淀池或斜管(板)式沉淀池。
5.一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的工艺，包括，采用活性 污泥法将待处理污水依次经过无氧池、缺氧池、给氧池和沉降池，经沉降 池沉降分离后的清水排放，其特征在于，经所述沉降池沉降分离后的污泥 一部分直接回流至无氧池中，另一部分送入旁路生物反应器的调节池中， 向调节池中通入氧化空气，对污泥进行均质混合，均质混合后的污泥送入 搅拌反应池中，搅拌反应，反应结束后将污泥回流至无氧池、缺氧池、给 氧池的至少一者中，循环进行。
6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，送入调节池中的污泥 占沉降池排泥总量的5～30%，直接回流至无氧池中的污泥占沉降池排泥总 量的70～95%。
7.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述调节池中的溶解 氧浓度为0.5～1mg/L。
8.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述调节池中污泥的 停留时间为1～4h。
9.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述搅拌反应池中污 泥的停留时间为2～8h。
10.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述搅拌反应池中的 搅拌速度为30～60转/min。
说明书
一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的系统和工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种利用旁路生物反应器进 行污泥减量的系统和工艺。
背景技术
“十一五”期间，我国的污水处理产业得到了快速发展，污水处理能 力及处理率增长迅速，同时也带来了污泥产量的迅速增加。截止到2010 年年底，全国城镇污水处理量达到343亿m3(见表1)，污泥按含水率80% 计算，产生的脱水污泥量超过2200万吨。环保部资料显示，我国污水处 理厂所产生的污泥大部分没有得到稳定化、无害化处理处置，多数污泥是 送往城市垃圾处理厂简单填埋，甚至在露天简单堆放，污泥随意堆放所造 成的污染与再污染问题已然凸显。根据“十二五”规划，到2015年全国 新增污水日处理能力4200万吨，污水处理设施负荷率提高到80%以上， 城市污水处理率达到85%，污水处理主要建设任务还包含提高污泥无害化 处置能力(80%)。预计到2015年产污泥量超过3200万吨，如何妥善解决 剩余污泥运输、污泥堆放及最终处置造成的二次污染问题，达到80%无害 化处置目标还存在非常大的困难和挑战。
污泥处理处置技术主要包括剩余污泥的后处理技术和污泥的原位减 量技术。成熟的污泥后处置方法主要包括卫生填埋、堆肥、干化和焚烧等。 各类污泥后处置技术的优缺点见表1。
表1各类污泥后处置技术的优缺点
污泥源头减量化是在现有活性污泥污水处理工艺的基础上，通过改进 或者研发新的污水处理工艺，在保证污水处理达到排放标准要求的前提 下，尽量减少剩余污泥的产生和排放量，降低污泥的产率。在污水处理过 程中想方设法地从源头减少剩余污泥产生的思路是20世纪90年代提出的 对剩余污泥处置的新概念，是在对剩余污泥资源化基础上进一步提出的要 求。污泥减量化是通过物理、化学、生物等手段，主要依靠降低微生物产 率以及利用微生物自身内源呼吸进行氧化分解，使污水处理设施向外排放 的生物固体量减少，从根本上、实质上减少污泥产生量。相比于污泥的末 端处理处置技术，在保证污水处理效果的基础上，加强对源头污泥减量技 术的研究具有非常重要的意义，是当前污泥处置技术研究的热点方向。
目前的污泥减量技术主要基于三类作用原理，一类是基于细胞溶解(或 分解)-隐性生长的污泥减量技术，先对湿污泥进行机械、化学、热-化 学、生物氧化，破碎分解污泥絮体，促进微生物细胞溶解，使生物体中的 有机碳作为微生物的底物并重复新陈代谢，即利用细胞溶解产物进行的隐 性生长;第二类原理是增加系统中细菌捕食者的数量，是模拟自然生态系统 中的食物链原理进行的污泥减量化技术;第三类是采用化学或生物方法促 进解偶联代谢，造成能量泄漏，从而使生物生长效率下降。
目前，城市污水处理厂污泥处置减量化的研究主要是物理化学法、生 物法等方法。各种污泥减量方法的比较见下表2。
表2各种污泥减量技术减量效果比较
以上城市污水处理厂污泥处置减量技术都有一定的应用范围和优点， 但是每个技术都有其弊端，例如利用传统的方法污泥减量效果不明显;解 偶联剂方法会影响出水水质，在实际应用中的最大弱点是环境安全性问 题，解偶联剂通常是较难生物降解或对生物有较大毒性的化合物，使得生 物对解偶联剂的降解不完全，这将会带来新的污染;利用溶胞技术减量效 果一般，而且运行成本较高;水蚯蚓原位污泥消解，水蚯蚓污泥减量效果 影响最大的环境因素是pH，其次是温度，影响较小的是DO，另外水蚯蚓减 量技术还需配备特定的填料和菌种，一次投资或改造成本较高。
发明内容
本发明提供了一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的系统和工艺， 将沉降池排除的污泥在旁路生物反应器中进行反应，达到减量的目的，从 源头上控制污泥的排出量。
一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的系统，包括依次连接的无氧 池、缺氧池、给氧池和沉降池，所述沉降池的排泥管与无氧池之间设有污 泥回流管，还包括一旁路生物反应器，所述旁路生物反应器内分隔为相互 连通的调整池和搅拌反应池;所述调节池通过污泥减量管与所述沉降池的 排泥管连通，所述调节池通过管路连通第一给氧装置;所述搅拌反应池通 过混合液回流管与所述无氧池、缺氧池、给氧池中的至少一者连通，所述 搅拌混合池内设有搅拌装置。
沉降池中的污泥大部分回流至无氧池中循环利用，引一部分污泥至旁 路生物反应器中，在旁路生物反应器中先进行空气混合后再进行搅拌反 应，旁路生物反应器中的菌种是好氧菌、兼氧菌以及污泥减量菌共存的一 种菌种，将污泥中未降解的污泥进行充分降解，反应后的混合液回流至生 化池中，经过旁路生物反应器处理过的污泥进入给氧池后易被好氧微生物 分解，不断循环，降解污泥中的生物固体，减少剩余污泥的产量。
所述旁路生物反应器内分隔为调节池和搅拌反应池，调节池内主要进 行空气混合，均质均量后的混合液在搅拌反应池内搅拌反应，因此，优选 地，所述调节池与搅拌反应池的容积比为1∶3～5。
优选地，所述沉降池为二沉池或序批式反应器;所述二沉池为平流式 沉淀池或斜管(板)式沉淀池。选择平流式沉淀池时，沉淀池中的污泥通 过真空泵抽出，然后分别送入生化池和旁路生物反应器中;当采用斜管 (板)式沉淀池时，直接在沉淀池底部设置排泥管将污泥分别送至生化池 和旁路生物反应器中。
本发明还提供了一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的工艺，包 括，采用活性污泥法将待处理污水依次经过无氧池、缺氧池、给氧池和沉 降池，经沉降池沉降分离后的清水排放，经所述沉降池沉降分离后的污泥 一部分直接回流至无氧池中，另一部分送入旁路生物反应器的调节池中， 向调节池中通入氧化空气，对污泥进行均质混合，均质混合后的污泥送入 搅拌反应池中，搅拌反应，反应结束后将污泥回流至无氧池、缺氧池、给 氧池的至少一者中，循环进行。
将沉降池排出的污泥一部分进入旁路生物反应器进行反应，以达到减 量目的，另外一部分回流至生化池进水处，如此循环。而在旁路生物反应 器中，分成两格，一格为调整池，负责接收沉降池过来的部分污泥，对此 污泥进行空气搅拌，均质均量后进入后续的搅拌反应池中，在旁路生物反 应器内利用菌种(好氧菌、兼氧菌以及污泥减量菌共存的一种菌种)将污 泥中未降解的污泥进行充分降解，反应后的混合液仍回流至生化池进水 处，经过旁路生物反应器处理过的污泥进入给氧池后易被好氧微生物分 解，如此循环，系统不断选择低繁殖细菌来分解生物固体，直到污泥中的 固体被完全分解，这将大大减少剩余污泥的产生量，从而达到减少污泥产 率的目的。
送入调节池中的污泥占沉降池排泥总量的5～30%，直接回流至无氧池 中的污泥占沉降池排泥总量的70～95%。
如果送入调节池的污泥量太大，旁路生物反应器容积加大，增加投资， 并且会影响处理效果;且主系统的污泥回流如果太少也会影响主系统的处 理效果。因此，从经济角度考虑，上述分配比例为在污泥减量最大化的基 础上性价比最合适的污泥分配比例。
所述调节池中的溶解氧浓度为0.5～1mg/L。调节池的氧浓度控制在这 个范围内能起到很好的搅拌均质均量的作用，太高会变成好氧池，太低则 搅拌作用会有所欠缺。因此，优选为0.5～1mg/L。
所述调节池中污泥的停留时间为1～4h;所述搅拌反应池中污泥的停留 时间为2～8h。根据经济和技术上确定停留时间，太短达到不到技术要求， 太长就会增加投资。
所述搅拌反应池中的搅拌速度为30～60转/min，搅拌太慢，搅拌不均 匀，搅拌太快，会破坏污泥絮体，会影响微生物的分解作用，因此优选为 30～60转/min。
本发明的有益效果：
本发明是属于污泥前置减量技术，通过本发明的研究，能有效的减少 系统的污泥产生量。本系统是利用一个旁路的生物反应器，将沉降池排出 的污泥一部分进入旁路生物反应器进行反应，以达到减量目的，另外一部 分回流至生化池进水处，如此循环。而在旁路生物反应器中，分成两格， 一格为调整池，负责接收沉降池过来的部分污泥，对此污泥进行空气搅拌， 均质均量后进入后续的旁路生物反应器，反应器内利用菌种将污泥中未降 解的污泥进行充分降解。反应后的混合液仍回流至生化池进水处，如此循 环，大大减少剩余污泥的产生量。