申请日2018.11.28
公开(公告)日2019.01.25
IPC分类号C02F11/02; C02F11/04; C02F11/06; C02F1/78
摘要
本发明实施例公开了一种未脱水污泥生物分解处理系统及方法，属于污泥处理技术领域。该未脱水污泥生物分解处理系统包括通过管道依次相连的用于将未脱水污泥进行混合均质的第一调节池、用于将未脱水污泥进行降解及加速分解的臭氧降解预处理罐、厌氧生物反应器、第二调节池、好氧生物反应器、臭氧脱色反应池。本发明以从根源上解决污水处理厂产生的污泥问题为研究方向，以最大限度减少污泥排放和降低生产成本为目的，最终达到污水处理厂污泥零排放的目标。具有处理效率高，运行成本低，占地面积少的优点，并且杜绝了污泥的产生，能为国家节省大量污泥优化处置费用，具有较高的社会效益和经济效益。
权利要求书
1.一种未脱水污泥生物分解处理系统，其特征在于，所述系统包括通过管道依次相连的第一调节池(1)、臭氧降解预处理罐(2)、厌氧生物反应器(3)、第二调节池(4)、好氧生物反应器(5)、臭氧脱色反应池(6)，其中，
所述第一调节池(1)设置有污泥入口;
所述臭氧降解预处理罐(2)通过臭氧投加管与臭氧发生器(7)连通;
所述厌氧生物反应器(3)顶部通过沼气导气管与沼气收集器(8)连通，所述沼气收集器(8)与沼气发电机组(9)连通用于发电;
所述好氧生物反应器(5)安装有氧气输送压力阀和营养物压力输送口，所述好氧生物反应器(5)通过管道与泡沫池(10)连通，所述泡沫池(10)通过循环泵与第一调节池(1)连通;
所述臭氧脱色反应池(6)通过臭氧投加管与臭氧发生器(7)连通，所述臭氧脱色反应池(6)设置有达标水排出口。
2.根据权利要求1所述的未脱水污泥生物分解处理系统，其特征在于，所述厌氧生物反应器(3)设有与所述第一调节池(1)的输入口连通的输出口;所述好氧生物反应器(5)设有与所述第二调节池(4)的输入口连通的输出口。
3.根据权利要求1所述的未脱水污泥生物分解处理系统，其特征在于，所述第一调节池(1)、臭氧降解预处理罐(2)、厌氧生物反应器(3)、第二调节池(4)、好氧生物反应器(5)、臭氧脱色反应池(6)依次相连的管道上设置有提升泵。
4.根据权利要求1所述的未脱水污泥生物分解处理系统，其特征在于，所述厌氧生物反应器(3)和好氧生物反应器(5)各自均为若干个相互串联的反应罐，所述反应罐的输入口位于反应罐的底部，反应罐的输出口位于反应罐的顶部并通过管道与相邻的反应罐的输入口连通。
5.根据权利要求4所述的未脱水污泥生物分解处理系统，其特征在于，所述反应罐为圆柱形罐体，且所述罐体的底盖和顶盖均为弧形。
6.根据权利要求1所述的未脱水污泥生物分解处理系统，其特征在于，所述厌氧生物反应器和好氧生物反应器内部设置有饱和生物填料和加热装置。
7.根据权利要求6所述的未脱水污泥生物分解处理系统，其特征在于，所述饱和生物填料在所述厌氧生物反应器和好氧生物反应器内部呈竖直并排间隔设置。
8.一种未脱水污泥生物分解处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1)未脱水污泥通过设置在第一调节池的污泥入口排放到第一调节池进行混合匀质后，进入臭氧降解预处理罐与臭氧反应，使所含的有机物质进行降解及加速分解;
2)步骤1)中反应得到的污泥通过位于厌氧生物反应器底部的输入口进入厌氧生物反应器进行厌氧反应，产生的沼气通过位于厌氧生物反应器顶部的沼气导气管进入沼气收集器，反应后的污泥通过位于厌氧生物反应器顶部的输出口排放到第二调节池进行混合匀质;
3)步骤2)中混合匀质后的污泥通过位于进入好氧生物反应器底部的输入口进入好氧生物反应器，在氧气和营养物的共同作用下，进行好氧反应，好氧生物反应器内形成的泡沫经排沫处理进入泡沫池，然后通过循环泵进入第一调节池进行循环处理，反应后的污水经位于好氧生物反应器顶部的输出口排放到臭氧脱色反应池;
4)污水在臭氧的作用下，进行脱色处理，对臭氧脱色反应池中的污水进行取样检测，如果水质达标，则通过设置在臭氧脱色反应池的达标水排出口排出。
9.根据权利要求8所述的未脱水污泥生物分解处理方法，其特征在于，在所述方法运行之前，将厌氧生物反应器(3)与好氧生物反应器(5)内的菌群进行培养驯化。
10.根据权利要求8所述的未脱水污泥生物分解处理方法，其特征在于，步骤3)中，对好氧生物反应器输出口的污水进行取样检测，当有机碳源在检测范围内时，则排放到臭氧脱色反应池。
说明书
一种未脱水污泥生物分解处理系统及方法
技术领域
本发明实施例涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种未脱水污泥生物分解处理系统及方法。
背景技术
污泥是指污水处理过程中产生的由细菌真菌活体细胞及其形成的菌胶团和水形成的固液混合物。污泥的众多处理处置方法中，污泥的深度脱水是减量的前提，深度脱水后的污泥体积缩减很多，方便储存和运输，并且脱水后微生物细菌难以大量繁殖，也使污泥对环境的二次污染危害降低。但污泥深度脱水过程不但繁琐，而且处理成本较高。脱水技术中污泥的化学调理脱水是目前使用较多的也是最经济的手段。污泥脱水化学调理是指通过向污泥投加适量的絮凝剂、助滤剂等化学试剂改变污泥的沉降脱水性能，为后续的机械脱水打基础。
目前，脱水污泥的处理技术主要包括：沼气能源回收和土地利用为主的厌氧消化技术;土地利用的好氧发酵技术;污泥预干化焚烧技术;建材利用为主的污泥高干脱水处理技术。据估计，用于污泥处理的成本为整个污水处理总费用的20-50%。另外，由于污水处理厂每天的产泥量或多或少，很不稳定，加上脱水设备老化或运行成本高，处理效率低，常常造成污泥得不到及时处理而堆积，这在污水处理厂是常态。
随着经济的发展，污水处理量递增，污水处理厂产生的污泥呈增加的趋势。未经恰当处置的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁。
目前污水处理厂尚未做到污泥“零排放”，只有极少数的污水处理厂通过技术改造降低了污泥产量，但还是会产生大量未脱水污泥。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种未脱水污泥生物分解处理系统及方法，本发明以从根源上解决污水处理厂产生的污泥问题为研究方向，以最大限度减少污泥排放和降低生产成本为目的，最终达到污水处理厂污泥零排放的目标。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
在本发明的实施方式的第一方面中，提供了一种未脱水污泥生物分解处理系统，包括通过管道依次相连的第一调节池、臭氧降解预处理罐、厌氧生物反应器、第二调节池、好氧生物反应器、臭氧脱色反应池，其中，所述第一调节池设置有污泥入口;所述臭氧降解预处理罐通过臭氧投加管与臭氧发生器连通;所述厌氧生物反应器顶部通过沼气导气管与沼气收集器连通，所述沼气收集器与沼气发电机组连通用于发电;所述好氧生物反应器安装有氧气输送压力阀和营养物压力输送口，所述好氧生物反应器通过管道与泡沫池连通，所述泡沫池通过循环泵与第一调节池连通;所述臭氧脱色反应池通过臭氧投加管与臭氧发生器连通，所述臭氧脱色反应池设置有达标水排出口。
在本发明的一个实施例中，所述厌氧生物反应器设有与所述第一调节池的输入口连通的输出口;所述好氧生物反应器设有与所述第二调节池的输入口连通的输出口。在本发明系统正式运行前，需要将厌氧生物反应器与好氧生物反应器内的菌群进行培养驯化，厌氧生物反应器的输出口连通第一调节池的输入口，好氧生物反应器输出口连通第二调节池的输入口，可实现流动循环培养驯化。
在本发明的一个实施例中，所述第一调节池、臭氧降解预处理罐、厌氧生物反应器、第二调节池、好氧生物反应器、臭氧脱色反应池依次相连的管道上设置有提升泵。
在本发明的另一实施例中，所述厌氧生物反应器和好氧生物反应器各自均为若干个相互串联的反应罐，所述反应罐的输入口位于反应罐的底部，反应罐的输出口位于反应罐的顶部并通过管道与相邻的反应罐的输入口连通。为了使污泥在反应罐内充分反应且无反应死角，优选地，所述反应罐为圆柱形罐体，且所述罐体的底盖和顶盖均为弧形。为了提高处理效率，在一个优选的实施例中，厌氧生物反应罐和好氧生物反应罐的容积比为3：2;反应罐的总容积量和未脱水污泥的日处理量比为5：1。
在本发明的又一个实施例中，所述厌氧生物反应器和好氧生物反应器内部设置有饱和生物填料和加热装置。所述加热装置是保证反应器内部温度不低于适合微生物和菌群生长的最佳温度，可以为水暖管道。
在本发明的再一个实施例中，所述饱和生物填料在所述厌氧生物反应器和好氧生物反应器内部呈竖直并排间隔设置。
在本发明的实施方式的第二方面中，提供了一种未脱水污泥生物分解处理方法，包括如下步骤：
1)未脱水污泥通过设置在第一调节池的污泥入口排放到第一调节池进行混合匀质后，进入臭氧降解预处理罐与臭氧反应，使所含的有机物质进行降解及加速分解;
2)步骤1)中反应得到的污泥通过位于厌氧生物反应器底部的输入口进入厌氧生物反应器进行厌氧反应，产生的沼气通过位于厌氧生物反应器顶部的沼气导气管进入沼气收集器，反应后的污泥通过位于厌氧生物反应器顶部的输出口排放到第二调节池进行混合匀质;
3)步骤2)中混合匀质后的污泥通过位于进入好氧生物反应器底部的输入口进入好氧生物反应器，在氧气和营养物的共同作用下，进行好氧反应，好氧生物反应器内形成的泡沫经排沫处理进入泡沫池，然后通过循环泵进入第一调节池进行循环处理，反应后的污水经位于好氧生物反应器顶部的输出口排放到臭氧脱色反应池;
4)污水在臭氧的作用下，进行脱色处理，对臭氧脱色反应池中的污水进行取样检测，如果水质达标，则通过设置在臭氧脱色反应池的达标水排出口排出。
在本发明的一个实施例中，在上述方法运行之前，将厌氧生物反应器与好氧生物反应器内的菌群进行培养驯化。优选地，采用循环培养驯化的方式。
在本发明的另一实施例中，步骤3)中，对好氧生物反应器输出口的污水进行取样检测，当有机碳源在检测范围内时，则排放到臭氧脱水反应池。
根据本发明的实施方式，本发明具有如下优点：
1、本发明为解决污水处理厂因处理污泥和安置污泥而产生的成本消耗，并且为了杜绝污泥二次污染环境的危害，未脱水污泥依次通过臭氧降解，厌氧生化反应，沼气发电，好氧生化反应，脱色达标排水五个阶段，在被处理成可排放的达标水的同时，污泥产量基本达到零排放。
2、本系统相对传统的污水处理厂污泥处理工艺，具有处理效率高，运行成本低，占地面积少的优点，并且杜绝了污泥的产生，能为国家节省大量污泥优化处置费用，具有较高的社会效益和经济效益。