申请日2004.04.27
公开(公告)日2005.11.02
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12; C02F11/02
摘要
剩余污泥中无机粉末物料回用工艺，涉及对城市污水的处理技术，适用于采用投加无机粉末物料的活性污泥法污水处理工艺，由剩余污泥消化池、无机物料分离池及回用管路三部分构成，通过对剩余污泥消化、对剩余污泥中无机物料的分离及回用，解决了投加粉末物料的活性污泥法污水处理工艺中，需要从外界不断补加大量粉末料的矛盾，另一方面不需要额外增加任何处理费用和场地，达到了资源的有效利用及节省工艺运行管理成本，具有明显的经济效益和社会效益。
权利要求书
1.剩余污泥中无机粉末物料回用工艺，其特征在于：本发明工艺由剩余污泥消化池、无机物料分离池及回用管路三部分构成，由沉淀池排出的剩余污泥，首先进入污泥消化池进行消化，在消化过程中，根据需要可通过投加双氧水或其他药剂强化污泥的解絮及提高消化效果，然后在无机物料分离池内采用常规或低强度曝气的方式进行无机物料分离，使剩余污泥中的无机物料通过沉降分离出来后再通过回用管路输回到到水处理系统中继续进行水处理。
说明书
剩余污泥中无机粉末物料回用工艺
技术领域
本发明涉及对城市污水的处理技术，适用于采用投加粉末物料的活性污泥法污水处理工艺。
背景技术
投加粉末物料的活性污泥法在国外已有广泛的报道，这种方法在水处理中达到了改善污泥特性的目的，在防止污泥膨胀等污水厂运行矛盾的同时，也达到了加快硝化速率的效果，而且其粉末物料主要使沸石、高岭土等天然矿物料。在国内也有采用投加粉末物料的活性污泥法进行水处理的报道，如：“沸石强化生物脱氮工艺”，与常规生物脱氮工艺相比，它具有明显的价格性能比优势，不仅出水水质好，运行效果的稳定性远远优于常规脱氮工艺，同时，剩余活性污泥的VSS/SS比值为0.5左右，达到了污泥稳定化的要求，脱水性能也明显改善，污泥的处理处置方便;“沸石生物联合吸附再生工艺”，该工艺具有以下特点：(1)在吸附池内维持了高浓度的沸石粉，它不仅对氨氮具有选择吸附作用，而且对溶解性有机物也具有良好的吸附性能，同时，吸附池内还保留了常规生物吸附再生工艺的微生物作用，所以，出水水质好，COD和NH3-N浓度均较低;(2)由于沸石粉污泥的沉淀性能极佳，二沉池的浓缩效果相应的大大增强，再生池的容积可明显缩小，生物再生效率大大提高，从而节省了投资;(3)沸石粉污泥中无机组成含量高，浓缩脱水极其方便，而且沸石粉可以改良农田，污泥的处理处置比常规剩余污泥更容易更方便，不会产生二次污染，获得了令人满意水处理的结果。该工艺使用粒径小于100μm的沸石粉，利用高浓度沸石粉污泥的物理、化学、生物协同作用，在吸附池吸附污染物(既包括悬浮性有机物，又包括溶解性有机物)，随后，沸石粉污泥进行固液分离，分离后的沸石粉污泥经过生物再生，脱除氨氮和有机物后回流到吸附池重新投入吸附池的运行，在水力停留时间小于3小时的情况下，出水水质COD<80mg/L，氨氮<10mg/L，排放的剩余污泥量远小于常规工艺，在消化以前VSS/SS为0.35左右，也完全达到了污泥稳定化的要求。
虽然投加粉末物料的活性污泥法进行水处理，在国内外均已获得一定的的成功，但是在实际运用中却都面临着一个重要问题，即由于粉末物料因为不可能自动增殖，在水处理过程中必须不断地补加因排泥而损失的粉末物料。其补加量可用公式简单地表示为：
G-补加沸石量，Kg/d;
β-沸石粉与微生物平衡浓度之比;
Q-污水厂日处理能力;m3/d;
S-以COD表征的污染物浓度，mg/L;
θ-污泥龄，d;
q-污水厂设计负荷，KgCOD/(KgVSS·d)。
假设一个日处理能力为75,000m3的污水厂，各参数按如下取值：β=2.85，S=300mg/L，θ=30d，q=0.3KgCOD/(KgVSS·d)。根据上式计算可得，G=7125Kg/d。结果可以发现，污水厂运行中的日物料补加量相当可观，相应的会带来十分复杂的投加程序，而且需要解决相应的运输以及贮存问题，如：污水厂按照储备一个月的沸石投加量考虑，需要增设贮藏量至少为214吨的的仓库，增加了建设投资，操作和管理的程序。
发明内容
针对现有投加粉末物料的活性污泥法的不足，本发明人对现有的方法及其排放的剩余污泥作进一步研究后发现，粒径小于100μm的沸石粉主要以骨架的形式与活性污泥絮体互相联合成一个有机的整体，对剩余污泥进行一定时间的好氧消化以后，活性污泥絮体逐渐变得细小而分散，沸石失去了与污泥的联结，此时的剩余污泥可以按比重显著得划分为三部分：沸石颗粒、污泥、水，在常规的曝气强度下，比重相对大的沸石粉就不能够再保持悬浮状态而从混合液中分离出来，因此，如果能够将剩余污泥中的沸石粉，分离出来再回用于系统，将会大大的简化操作及给运营管理带来很大的方便，为污水处理厂的建设节省投资和土地，为此，本发明提出了剩余污泥中无机粉末物料回用工艺。
本发明工艺由剩余污泥消化池、无机物料分离池和回用管路三部分构成，与投加无机物料水处理系统的沉淀池连接，无机物料采用沸石粉或高岭土或其他天然矿物料粉，粒径小于100μm。经水处理沉淀后排放的剩余污泥首先进入消化池消化处理，根据需要也可以先进行浓缩后再进行消化处理，在消化过程中，根据需要采取投加双氧水或其他药剂以强化污泥的解絮及提高消化效果，经消化完全的剩余污泥进入无机物料分离池进行无机物料颗粒的分离，分离采用常规或低强度曝气的方式，保证使污泥仍然处于悬浮状态，而此时比重相对大的无机物料不能够继续保持悬浮状态而从混合液中通过沉降分离出来，分离出来的无机物料通过回用管路输回到水处理系统中继续进行水处理。从剩余污泥中回收的无机物料，其回收率可达到70%及以上，而且对回收的无机物料进行氨氮吸附试验研究，结果表明，无机物料的吸附容量不会降低，说明吸附饱和的无机物料因为硝化细菌的代谢作用而得到相对完全的再生，使得无机物料可以循环利用。而残存于污泥中的少量无机物料仍然会有助于污泥的后续处理处置，如：脱水、农用等，而且在一定的情况之下，含有一定量剩余无机物料的剩余污泥仍可以予以回用，因此，实际上可以达到更高的回收率。
本发明的特点在于：通过对无机物料进行消化、曝气，1.达到了将无机物料颗粒从污泥混合液中分理出来的目的;2.通过消化处理同时实现了剩余污泥稳定化以及无机物料颗粒分离双重目标;3.消化处理是污水处理中剩余污泥处理的固有组成部分，一方面处理技术成熟可靠，另一方面不需要额外增加任何处理费用和场地。采用本发明可以解决在投加无机物料粉末材料的活性污泥工艺中需要连续不断的从外界补加大量粉末材料等问题，同时达到了资源的有效利用及节省工艺运行管理成本的目的，具有明显的经济效益和社会效益。