申请日2017.12.18
公开(公告)日2018.05.11
IPC分类号C02F3/30; C02F11/00
摘要
本发明提供了增‑减压强化SBR剩余污泥减量的方法，属于污水处理技术领域，所述方法包括以下步骤：1)SBR剩余污泥进行污泥絮体破碎获得破碎污泥混合液;2)对所述的破碎污泥混合液进行多级增‑减压强化污泥减量获得减量化混合液;3)将所述减量化混合液进行磷回收，磷回收后固液分离，分离到的上清液回流至SBR完成污泥减量;所述多级增‑减压强化污泥减量过程中向破碎污泥混合液投加臭氧;所述臭氧的投加量为0.01～0.1gO3/gTSS。所述方法能够提高污泥减量化效果;实现总磷和总氮的去除，提高减量化过程中污水的处理效率。
权利要求书
1.一种多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法，包括以下步骤：
1)SBR剩余污泥进行污泥絮体破碎，获得破碎污泥混合液;
2)对所述破碎污泥混合液进行多级增-减压强化污泥减量，获得减量化混合液;每一级增-减压强化污泥减量为：对所述破碎污泥混合液依次进行增压处理和减压处理;所述多级增-减压强化污泥减量的过程中向所述破碎污泥混合液中投加臭氧，所述臭氧在每一级增-减压强化污泥减量过程中的投加量独立为0.01～0.1gO3/gTSS;
3)将所述减量化混合液进行磷回收，将所述磷回收后的料液固液分离，将得到的上清液回流至SBR反应体系。
2.根据权利要求1所述的污泥减量方法，其特征在于，所述多级增-减压强化污泥减量包括第一级增-减压强化污泥减量、第二级增-减压强化污泥减量和第三级增-减压强化污泥减量。
3.根据权利要求2所述的污泥减量方法，其特征在于，所述第一级增-减压强化污泥减量中增压处理的压力为0.05～0.08Mpa，增压处理的时间为45～60min;减压处理的压力为-0.01～-0.02Mpa，减压处理的时间为20～30min。
4.根据权利要求2或3所述的污泥减量方法，其特征在于，所述第二级增-减压强化污泥减量中增压处理的压力为0.08～0.1Mpa，增压处理的时间为45～60min;减压处理的压力为-0.01～-0.02Mpa，减压处理的时间为20～30min。
5.根据权利要求1所述的污泥 减量方法，其特征在于，所述多级增-减压强化污泥减量的过程中料液的pH值为6～8。
6.根据权利要求1所述的污泥减量方法，其特征在于，所述磷回收为：向所述减量化混合液中添加碱化剂和磷回收剂。
7.根据权利要求1或6所述的污泥减量方法，其特征在于，磷回收的时间为20～30min。
8.根据权利要求1所述的污泥减量方法，其特征在于，所述上清液的30～35%体积回流至SBR的曝气反应阶段;65～70%体积回流至SBR的厌氧反应阶段。
9.一种权利要求1～8任意一项所述方法使用的设备，包括SBR反应体系，其特征在于，还包括与所述SBR反应体系出料顺次连接的缓冲/破碎反应器、多个串联的增-减压反应器和磷回收反应器、磷回收分离器;所述设备还包括臭氧发生器;所述臭氧发生器的臭氧出口通过管线分别与所述多个串联的增-减压反应器中的臭氧入口连接;所述磷回收分离器上清液的出口通过管线与所述SBR反应体系连接。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，每个增-减压反应器包括增压反应柱和减压反应器;所述增压反应柱采用密闭圆柱形反应器，所述增压反应柱入口通过管线分别与增压泵和射流器出口连接。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述臭氧发生器的臭氧出口通过管线与所述射流器的入口连接，所述增压反应柱的高度直径之比为1:1～1:0.6。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述的增压反应柱内部设置若干个负载MnO的不锈钢筛网，所述不锈钢筛网表面MnO的负载量为5～15%(w/w)，所述不锈钢筛网的孔径为100～120目，当不锈钢筛网为多个时，相邻不锈钢筛网的垂直间距为200～300mm。
说明书
一种多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法及污泥减量用设备
技术领域
本发明属于剩余污泥处理技术领域，具体涉及一种多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法及污泥减量用设备。
背景技术
SBR(Sequencing Batch ReactorActivated Sludge)是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术。作为一种间歇运行的废水处理工艺，其主要的工艺运行过程包括：进水、曝气反应、沉淀、出水，其结构形式简单，运行方式灵活多变，兼均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无须设污泥回流系统，近年来在国内外得到了广泛的应用。传统的SBR反应器设计中，仅仅包括曝气好氧过程，能实现有机污染物和氨氮的高效去除，但对于总氮和总磷的去除效果较差。
SBR方法的剩余污泥与其他活性污泥水处理方法的剩余污泥问题，是困扰活性污泥法污水处理工艺的一个棘手难题。由于剩余污泥的组成成分复杂，含水率高，并含有致病菌体和重金属离子，一旦处置失当则会造成二次污染。目前，我国常规的污泥处理处置方法为首先通过浓缩脱水以减少其含水率和体积，然后以土地利用、焚烧和卫生填埋等方式进行最终处置，土地利用方式处理污泥存在重金属、有毒有害物质溶出，渗漏到土地中，污染土壤的风险;焚烧法需要先进行污泥干化，消耗大量的能源，并且存在飞灰、尾气等的二次污染;卫生填埋方式占用大量土地，也存在渗滤液泄漏的二次污染。
相对于传统的污泥减容化技术，污泥减量化技术能够从根本上实现剩余污泥的安全、有效、环保的处理。常见的污泥减量方法有解偶联代谢、强化隐性生长以及微型生物捕食等。臭氧污泥减量技术就是基于强化隐性生长的减量方法，利用臭氧的强氧化性破解污泥絮体，破坏微生物的细胞结构，使细胞质溶出，达到污泥减量效果。以臭氧溶胞为基础的污泥减量化技术虽然具有较好的污泥减量效果，但同时也存在臭氧在水中的溶解度低，实际利用率较低的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法及其设备，提高污泥减量化效果;实现总磷和总氮的去除。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种多级增-减压强化SBR剩余污泥减量的方法，包括以下步骤：1)SBR剩余污泥进行污泥絮体破碎，获得破碎污泥混合液;2)对所述破碎污泥混合液进行多级增-减压强化污泥减量，获得减量化混合液;每一级增-减压强化污泥减量为：对所述破碎污泥混合液依次进行增压处理和减压处理;所述多级增-减压强化污泥减量的过程中向所述破碎污泥混合液中投加臭氧，所述臭氧在每一级增-减压强化污泥减量过程中的投加量独立为0.01～0.1gO3/gTSS;3)将所述减量化混合液进行磷回收，将所述磷回收后的料液固液分离，将得到的上清液回流至SBR反应体系。
优选的，所述多级增-减压强化污泥减量包括第一级增-减压强化污泥减量、第二级增-减压强化污泥减量和第三级增-减压强化污泥减量。
优选的，所述第一级增-减压强化污泥减量中增压处理的压力为0.05～0.08Mpa，增压处理的时间为45～60min;减压处理的压力为-0.01～-0.02Mpa，减压处理的时间为20～30min。
优选的，所述第二级增-减压强化污泥减量中增压处理的压力为0.08～0.1Mpa，增压处理的时间为45～60min;减压处理的压力为-0.01～-0.02Mpa，减压处理的时间为20～30min。
优选的，所述多级增-减压强化污泥减量过程中料液的pH值为6～8。
优选的，所述磷回收为：向所述减量化混合液中添加碱化剂和磷回收剂。
优选的，磷回收的时间为20～30min。
优选的，所述上清液的30～35%体积回流至SBR的曝气反应阶段;65～70%体积回流至SBR的厌氧反应阶段。
本发明还提供了所述方法使用的设备，包括SBR反应体系，还包括与所述SBR反应体系出料顺次连接的缓冲/破碎反应器、多个串联的增-减压反应器和磷回收反应器、磷回收分离器;所述设备系统还包括臭氧发生器;所述臭氧发生器的臭氧出口通过管线分别与所述多个串联的增-减压反应器中的臭氧入口连接;所述磷回收分离器上清液的出口通过管线与所述SBR反应体系连接。
优选的，所述每个增-减压反应器包括增压反应柱和减压反应器;所述增压反应柱采用密闭圆柱形反应器，所述增压反应柱入口通过管线分别与增压泵和射流器出口连接。
优选的，所述臭氧发生器的臭氧出口通过管线与所述射流器的入口连接。
优选的，所述增压反应柱的高度直径之比为1:1～1:0.6。
优选的，所述的增压反应柱内部设置若干个负载MnO的不锈钢筛网，所述不锈钢筛网表面MnO的负载量为5～15%(w/w)，所述不锈钢筛网的孔径为100～120目，当不锈钢筛网为多个时，相邻不锈钢筛网的垂直间距为200～300mm。
本发明的有益效果：将基于臭氧的污泥减量化过程和SBR水处理过程相结合，利用不同的气压下臭氧气体在液相中的溶解度不同，通过多级增-减压强化污泥减量，大大提升臭氧以及减量化过程中产生的气态产物，如氧气、二氧化碳等，在水中以及活性污泥细胞质中不断溶解、逸出，增压过程强化以臭氧气体溶解、以及溶解在水中的臭氧气体传质到活性污泥细胞内，从而实现细胞的失活;通过减压过程强化细胞壁内的溶解气体重新变为气相，在此过程中，破坏细胞壁，从而提高活性污泥中微生物的溶胞效率，提高污泥减量化效果。本发明另一方面通过将所述上清液回流至SBR，通过SBR工艺条件与污泥减量化工艺条件的联合优化，实现总磷和总氮的去除，提高减量化过程中污水的处理效率。