公布日：2022.04.08
申请日：2022.02.17
分类号：C02F11/06(2006.01)I;C02F11/04(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种污泥减量系统和旁流式原位污泥减量污水处理系统及工艺，包括臭氧处理池，所述臭氧处理池开设有进料口，所述臭氧处理池的出料口与厌氧处理池的污泥进口连通，所述厌氧处理池开设有污泥孔，所述臭氧处理池包括污泥仓、使所述污泥仓处于密封状态的密封盖，所述污泥仓中安装有第一搅拌组件，所述污泥仓与臭氧发生器连通。经过臭氧处理池和厌氧处理之后的污泥，可以作为碳源回流至厌氧池，提高污水处理工艺的效率，大大的降低污水处理厂的运营费用。
权利要求书
1.一种污泥减量系统，包括臭氧处理池(10)，所述臭氧处理池(10)开设有进料口(10.10)，所述臭氧处理池(10)的出料口(10.11)与厌氧处理池(11)的污泥进口(11.8)连通，所述厌氧处理池(11)开设有污泥孔(11.9)，其特征在于，所述臭氧处理池(10)包括污泥仓(10.7)、使所述污泥仓(10.7)处于密封状态的密封盖(10.1)，所述污泥仓(10.7)中安装有第一搅拌组件，所述污泥仓(10.7)与臭氧发生器(10.9)连通。
2.根据权利要求1所述的污泥减量系统，其特征在于，所述第一搅拌组件包括竖直安装于所述污泥仓(10.7)内部的转轴(10.2)，带动所述转轴(10.2)转动的驱动装置，所述转轴(10.2)上安装有搅拌桨(10.3)，所述转轴(10.2)和所述搅拌桨(10.3)均为中空结构，所述搅拌桨(10.3)上开设有气孔(10.4)，所述转轴(10.2)底部与所述臭氧发生器(10.9)连通。
3.根据权利要求1或2所述的污泥减量系统，其特征在于，所述厌氧处理池(11)包括仓体(11.10)、设于所述仓体(11.10)内部的第二搅拌组件、与所述仓体(11.10)相对的两面上分别开设有氮气孔(11.6)和单向排气孔(11.7)，所述氮气孔(11.6)与氮气发生器(11.10)连通。
4.根据权利要求3所述的污泥减量系统，其特征在于，所述第二搅拌组件包括横杆(11.1)和安装于所述横杆(11.1)上的转轮组件，所述第二搅拌组件安装于所述氮气孔(11.6)和所述单向排气孔(11.7)之间，且所述氮气孔(11.6)和所述单向排气孔(11.7)的连线与所述横杆(11.1)垂直。
5.根据权利要求4所述的污泥减量系统，其特征在于，所述转轮组件包括平行设置的转轮(11.2)，以及两端分别与相邻所述转轮(11.2)连接的氮气冲击挡条(11.3)。
6.一种旁流式原位污泥减量污水处理系统，包括依次连通的沉砂池(1)、初沉池(2)、厌氧池(3)、缺氧池(4)、好氧池(5)和二沉池(6)，其特征在于，所述二沉池(6)的出料口与权利要求1-5任一项所述的污泥减量系统中所述臭氧处理池(10)的进料口连通，所述厌氧处理池(11)的所述污泥孔(11.9)与所述厌氧池(3)连通。
7.根据权利要求6所述的旁流式原位污泥减量污水处理系统，其特征在于，还包括污泥浓缩池(12)，所述污泥浓缩池(12)的进料口分别与所述初沉池(2)的出料口、所述二沉池(6)的出料口连通。
8.根据权利要求6所述的旁流式原位污泥减量污水处理系统，其特征在于，还包括依次连通的高效沉淀池(7)、反硝化滤池(8)和紫外消毒池(9)，所述二沉池(6)的出水口与所述高效沉淀池(7)的进水口连通。
9.一种基于权利要求6所述的旁流式原位污泥减量污水处理系统的处理工艺，其特征在于包括以下步骤：S1、污水进入A2O工艺处理，污泥从所述二沉池(6)排出，部分污泥进入所述臭氧处理池(10)中；S2、部分污泥在所述臭氧处理池(10)中进行溶胞-隐形生长反应和解偶联代谢反应，臭氧输入压力为10psi，流量为150g/min；S3、S2中反应后的产物进入所述厌氧处理池(11)反应，通入臭氧的总量与所述臭氧处理池中污泥总处理量之间的关系为200-300mgO3/gVSS污泥；S4、S3中反应后的产物进入所述厌氧池(3)，氮气输入压力100psi，流量为80L/min。
10.根据权利要求9所述的旁流式原位污泥减量污水处理工艺，其特征在于，S2中间歇通入臭氧，间隔的周期为1-2分钟。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供了一种污泥减量系统，通过溶胞-隐形生长技术和解偶联代谢技术相结合，提升污泥的减量效果。
本发明还提供了一种旁流式原位污泥减量污水处理系统及工艺，使污泥减量，并进一步补充污水处理系统中的碳源，提高污水处理工艺的效率，降低污水处理成本。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种污泥减量系统，包括臭氧处理池，所述臭氧处理池开设有进料口，所述臭氧处理池的出料口与厌氧处理池的污泥进口连通，所述厌氧处理池开设有污泥孔，所述臭氧处理池包括污泥仓、使所述污泥仓处于密封状态的密封盖，所述污泥仓中安装有第一搅拌组件，所述污泥仓与臭氧发生器连通。
本申请的臭氧处理池整个反应室采用密闭设计，密闭设计将保证给污泥细胞一个压强，使更容易破裂，胞外聚合物更容易崩解，经臭氧处理，污泥胞外聚合物发生崩解，细胞发生破壁现象，另一方面，臭氧预处理一方面可以减少污泥有机物含量，大分子有机物质在臭氧的高效氧化作用下分解成小分子物质，甚至进一步氧化成为二氧化碳和水，此外，臭氧处理可以对污泥中的有害病毒进行灭菌，提高污泥稳定化效率。
污泥在厌氧的条件下作用，胞外聚合物更加松散，同时将臭氧处理之后的污泥中的大分子进一步分解成为小分子物质，可以在接下来的厌氧池中作为碳源被微生物利用。
进一步地，所述第一搅拌组件包括竖直安装于所述污泥仓内部的转轴，带动所述转轴转动的驱动装置，所述转轴上安装有搅拌桨，所述转轴和所述搅拌桨均为中空结构，所述搅拌桨上开设有气孔，所述转轴底部与所述臭氧发生器连通。臭氧发生器产生的臭氧通过转轴底部进入转轴内部，并依次输送至各个搅拌桨，并从气孔中排出。第一搅拌组件使污泥充分被搅拌，并与气孔中排出的臭氧充分发生反应。
进一步地，所述厌氧处理池包括仓体、设于所述仓体内部的第二搅拌组件、与所述仓体相对的两面上分别开设有氮气孔和单向排气孔，所述氮气孔与氮气发生器连通。氮气孔与氮气源连接，氮气将臭氧处理池中产生的二氧化碳以及带出的臭氧等气体从单向排气孔中吹出，使厌氧处理池中保持绝对的厌氧状态。
进一步地，所述第二搅拌组件包括横杆和安装于所述横杆上的转轮组件，所述第二搅拌组件安装于所述氮气孔和所述单向排气孔之间，且所述氮气孔和所述单向排气孔的连线与所述横杆垂直。通过从氮气孔中吹出的氮气吹动第二搅拌组件转动，加快厌氧反应，第二搅拌组件不需要动力源，可以节约能源。
进一步地，所述转轮组件包括平行设置的转轮，以及两端分别与相邻所述转轮连接的氮气冲击挡条。氮气孔中吹出的氮气冲击挡条，使转轮绕横杆旋转。
本发明还公开了一种旁流式原位污泥减量污水处理系统，包括依次连通的沉砂池、初沉池、厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池，所述二沉池的出料口与所述的污泥减量系统中所述臭氧处理池的进料口连通，所述厌氧处理池的所述污泥孔与所述厌氧池连通。污泥进入臭氧处理池，经臭氧处理之后的污泥进入厌氧处理池，经厌氧处理的污泥在接下来的厌氧池中作为碳源被微生物利用。对于碳氮比低的污水，无需额外再添加碳源。
进一步地，所述的旁流式原位污泥减量污水处理系统还包括污泥浓缩池，所述污泥浓缩池的进料口分别与所述初沉池的出料口、所述二沉池的出料口连通。多余的污泥经过污泥浓缩池压缩之后进入污泥脱水间处理。
进一步地，所述的旁流式原位污泥减量污水处理系统还包括依次连通的高效沉淀池、反硝化滤池和紫外消毒池，所述二沉池的出水口与所述高效沉淀池的进水口连通。
本发明还公开了一种基于旁流式原位污泥减量污水处理系统的处理工艺，包括以下步骤：
S1、污水进入A2O工艺处理，污泥从所述二沉池排出，部分污泥进入所述臭氧处理池中；
S2、部分污泥在所述臭氧处理池中进行溶胞-隐形生长反应和解偶联代谢反应，通入臭氧的总量与所述臭氧处理池中污泥总处理量之间的关系为200-300mgO3/gVSS污泥，臭氧输入压力为10psi，流量为150g/min；
S3、S2中反应后的产物进入所述厌氧处理池反应，氮气输入压力100psi/6.89bar，流量为80L/min；
S4、S3中反应后的产物进入所述厌氧池。
进一步地，S2中间歇通入臭氧，间隔的周期为1-2分钟，间歇通臭氧，在可以达到适合的臭氧浓度要求前提下，相比连续通臭氧可以节约成本。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明是在原有A2O工艺的基础上，旁流污泥减量工艺，利用解偶联的原理，从源头降低污泥的产生量，同时，臭氧处理池的加入，可以减低TSS(污泥混合物悬浮固体浓度)的产量，亦可以使胞外聚合物发生崩解，细胞破壁，因为该过程没有添加任何化学药剂，且处理过程中产生的臭氧会在下一步厌氧反应中被氮气吹走，不会对后续反应造成不利的影响。污泥在后续的厌氧过程中，通过氮气的“赶气”作用，将体系中产生的二氧化碳等分离体系，做到真正意义上的厌氧，而完全厌氧状态对污泥大分子有机物质的分解效率远远高于缺氧。经过厌氧处理之后的污泥，可以作为碳源回流至厌氧池，提高污水处理工艺的效率，大大的降低污水处理厂的运营费用。
（发明人：朱玲;王军;尹小伟;张永涛;楚凯锋）