申请日2017.12.26
公开(公告)日2018.06.15
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12; C02F11/02; C02F101/10; C02F101/16
摘要
本发明涉及一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置及其工艺，污泥初沉池与初沉池进水管连通，污泥初沉池通过管道向上流式聚温型管式超声波污泥破解装置输送污泥，脱水机通过管道与上流式聚温型管式超声波污泥破解装置连通，脱水机通过管道连接到污泥微氧水解池。工艺包括：污水注入污泥初沉池中沉淀;收集上清液，沉淀污泥输送至上流式聚温型管式超声波污泥破解装置中进行超声波破解;破解后污泥输送至脱水机脱水;收集脱水清液，脱水后的污泥输送至污泥微氧水解池中进行水解，停留时间12～48h，氧气条件0 1.一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置，包括污泥初沉池(1)，所述污泥初沉池(1)与初沉池进水管(5)连通，其特征在于：该污泥碳源制备装置还包括上流式聚温型管式超声波污泥破解装置(2)、脱水机(3)和污泥微氧水解池(4)，所述污泥初沉池(1)通过管道向上流式聚温型管式超声波污泥破解装置(2)输送污泥，所述脱水机(3)通过管道与上流式聚温型管式超声波污泥破解装置(2)的出料口连通，所述脱水机(3)的污泥出口通过管道连接到污泥微氧水解池(4)。 2.根据权利要求1所述的一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置，其特征在于：所述上流式聚温型管式超声波污泥破解装置(2)包括超声污泥进管段(21)、超声管段(22)和超声污泥出管段(23)，所述超声管段(22)倾斜设置，所述超声污泥进管段(21)连接在超声管段(22)的下端，所述超声污泥出管段(23)连接在超声管段(22)的上端，所述超声管段(22)的外层包覆保温层(24)、内部设有若干超声波探头(25)。 3.根据权利要求2所述的一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置，其特征在于：所述超声污泥出管段(23)上设有排气口(26)。 4.根据权利要求2所述的一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥 碳源制备装置，其特征在于：所述超声管段(22)倾斜安装于底部支撑架(27)上。 5.根据权利要求1所述的一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置，其特征在于：所述污泥微氧水解池(4)包括水解池主体(41)、水解池进泥管(42)、注气管(43)、搅拌装置、上清液收集槽(44)和污泥收集斗(45)，所述水解池进泥管(42)与水解池主体(41)连通，所述注气管(43)和搅拌装置设置于水解池主体(41)中，所述水解池主体(41)内部设有上清液收集槽(44)，所述污泥收集斗(45)设置于水解池主体(41)的底部。 6.根据权利要求5述的一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置，其特征在于：所述水解池主体(41)中设有水力分配槽(46)。 7.根据权利要求5述的一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置，其特征在于：所述水解池主体(41)的底部设置为中间向下倾斜的斜面结构，所述污泥收集斗(45)设置于水解池主体(41)的中间位置。 8.根据权利要求5述的一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置，其特征在于：所述注气管(43)包括水平干管、中央垂直进气管和周边垂直进气管，所述中央垂直进气管和周边垂直进气管上端与水平干管连通，所述中央垂直进气管设置于水解池主体(41)的中间位置，所述周边垂直进气管沿水解池主体(41)的周边均匀布置，所述中央垂直进气管和周边垂直进气管的下部设有注气孔。 9.一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备工艺，包括以下步骤： (1)污水通过初沉池进水管(5)注入污泥初沉池(1)中进行沉淀; (2)沉淀完全后，收集上清液，沉淀污泥输送至上流式聚温型管式超声波污泥破解装置(2)中进行超声波破解; (3)超声波破解后的污泥输送至脱水机(3)中进行脱水; (4)收集脱水得到的清液，脱水后的污泥输送至污泥微氧水解池(4)中进行水解，污泥停留时间为12～48小时，控制微氧水解池(4)中的氧气条件0<DO<1.0mg/L; (5)收集水解产生的上清液，水解完成后污泥进入后处理。 10.根据权利要求9一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备工艺，其特征在于： 所述步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)中得到的清液输送至生物脱氮除磷系统作为补充碳源。 说明书 用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置及其工艺 技术领域 本发明属于污泥处理的技术领域，特别是涉及一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置及其工艺。 背景技术 长期以来，如何有效地处理与处置污泥是污水处理厂的一个重大问题。污水厂产生的污泥中初沉污泥的占比达到45-60%，因此若能有效的获取与利用初沉污泥中的有机碳源，可同时解决生物脱氮除磷系统(BNR系统)中碳源不足及污泥处置的问题，并可大大降低污水处理成本。 初沉污泥碳源是以含有悬浮固体的泥浆形式存在(含固率6-8%)，泥浆中的污泥碳源被污泥颗粒吸附以及网捕于颗粒表面与颗粒内部，无法成为溶解性碳源而被微生物利用，因此需要污泥消化等处理工艺，释放污泥富集的碳源，并将该碳源转化为易于生物降解碳源以供聚磷菌、反硝化菌群吸收利用。然而，若直接将污泥进行消化效率较低，为了能够更高效地获取污泥碳源，可采用超声波破解法对污泥进行预处理。 超声波破解污泥过程中以高压/低压交替的波阵面模式传播，在负压区溶解在污泥中的空气形成微型气泡(空化气泡)，空化泡会在正压下剧烈增长、崩裂，形成破坏邻近颗粒的结构的高剪切力，促进悬浮性以及附着型有机物的溶解，利于从污泥中回收溶解性碳源。由于污泥超声过程中，空化泡的崩裂会形成的局部高温并造成超声过程中污泥液浆温度的显著升高;此外，超声过程产生大量的噪音会造成能量的耗散并因此增加环境噪音污染。因此，需要设计新的污泥预处理工艺及装置，降低污泥处理系统能耗，改善污泥处理工艺效果，促进初沉污泥碳源的有效释放，为后续提高生物脱氮、除磷系统(BNR)效果，提供经济型碳源。 发明内容 本发明所要解决的技术问题是提供一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置及其工艺，降低污泥处理系统能耗，促进初沉污泥碳源的有效释放和再利用，改善污泥处理工艺效果。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备装置，包括污泥初沉池，所述污泥初沉池与初沉池进水管连通，该污泥碳源制备装置还包括上流式聚温型管式超声波污泥破解装置、脱水机和污泥微氧水解池，所述污泥初沉池通过管道向上流式聚温型管式超声波污泥破解装置输送污泥，所述脱水机通过管道与上流式聚温型管式超声波污泥破解装置的出料口连通，所述脱水机的污泥出口通过管道连接到污泥微氧水解池。 所述上流式聚温型管式超声波污泥破解装置包括超声污泥进管段、超声管段和超声污泥出管段，所述超声管段倾斜设置，所述超声污泥进管段连接在超声管段的下端，所述超声污泥出管段连接在超声管段的上端，所述超声管段的外层包覆保温层、内部设有若干超声波探头。 所述超声污泥出管段上设有排气口。 所述超声管段倾斜安装于底部支撑架上。 所述污泥微氧水解池包括水解池主体、水解池进泥管、注气管、搅拌装置、上清液收集槽和污泥收集斗，所述水解池进泥管与水解池主体连通，所述注气管和搅拌装置设置于水解池主体中，所述水解池主体内部设有上清液收集槽，所述污泥收集斗设置于水解池主体的底部。 所述水解池主体中设有水力分配槽。 所述水解池主体的底部设置为中间向下倾斜的斜面结构，所述污泥收集斗设置于水解池主体的中间位置。 所述注气管包括水平干管、中央垂直进气管和周边垂直进气管，所述中央垂直进气管和周边垂直进气管上端与水平干管连通，所述中央垂直进气管设置于水解池主体的中间位置，所述周边垂直进气管沿水解池主体的周边均匀布置，所述中央垂直进气管和周边垂直进气管的下部设有注气孔。 本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是提供一种用于强化生物脱氮除磷系统的污泥碳源制备工艺，包括以下步骤： (1)污水通过初沉池进水管注入污泥初沉池中进行沉淀; (2)沉淀完全后，收集上清液，沉淀污泥输送至上流式聚温型管式超声波污泥破解装置中进行超声波破解; (3)超声波破解后的污泥输送至脱水机中进行脱水; (4)收集脱水得到的清液，脱水后的污泥输送至污泥微氧水解池中进行水解，污泥停留时间为12～48小时，控制微氧水解池中的氧气条件0<DO<1.0mg/L; (5)收集水解产生的上清液，水解完成后污泥进入后处理。 所述步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)中得到的清液输送至生物脱氮除磷系统作为补充碳源。 有益效果 第一，采用上流式聚温型管式超声波污泥破解装置处理初沉污泥，能够提高污泥预破解过程中空化泡崩裂剪力与热效应的协同作用，有效降低超声过程中的热量的耗散，在相同的能量输入下将会有更多的能量被用于超声对污泥的破解，从而有利于降低污泥处理系统能耗; 第二，经超声预处理后，初沉污泥释放更多的易降解COD，该污泥经离心后，离心液可作为易于聚磷菌群等吸收的廉价污泥碳源; 第三，经超声预处理-微氧水解后，初沉污泥上清液的COD可大幅提高，污泥水解池上清液内的碳源的可生物利用性提升，同时能够有效降低污泥体积; 第四，采用本发明的装置和工艺能够有效改善污泥后处理的工艺效果，解决普通生物脱氮除磷处理工艺中，因碳源不足带来的生物除磷效率低的问题，解决污泥碳源可生化性差、污泥处置费用高、出路难的问题。
权利要求书