[發明專利]折流式初沉污泥水解酸化開發碳源裝置及其污泥處理方法

有效

• 申請號: 201010252685.0
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號: CN101962257A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 李軍;張帥;任健;陳瑜;王朝朝;李澤兵;姜明;孔倩;毛世春
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種折流式初沉污泥水解酸化開發碳源裝置及其污泥處理方法，屬于污水污泥處理與資源化領域。

背景技術

我國《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)對城鎮污水處理廠的氮磷排放提出了更高的要求，脫氮除磷已成為城市污水處理的重要任務。我國許多城市污水屬典型的低C/N廢水，低碳氮比廢水本身所能提供的碳源不能滿足同步高效脫氮除磷的要求，解決碳源受限型廢水碳源不足的問題已經迫在眉睫。

利用城市污泥進行水解酸化來開發生物脫氮除磷可利用的碳源是一種可行性較強的工藝，在獲得生物可利用碳源的同時，實現污泥一定程度的穩定化和資源化。由于剩余污泥中含有大量聚磷菌在好氧段吸收的磷酸鹽，若對剩余污泥進行水解酸化，會導致聚磷菌對磷的再次釋放，而初沉污泥中富含脂肪酸，有機質含量在60％以上，是理想的資源化對象，且較剩余污泥而言無嚴重的氮磷釋放問題。利用初沉污泥中的有機內碳源，將有效解決城市污水存在的碳源不足的問題并實現污泥減量化與資源化。

當前國內外采用的初沉污泥水解酸化技術主要是完全混合連續流反應器技術或上流式污泥床等技術。完全混合連續流反應器技術傳質效率低，必須依靠機械攪拌增強傳質效率，不利于節能，且完全混合連續流反應器占地面積較大，運行成本較高。上流式污泥床技術為了保證良好的污水分離效果，需設置三相分離器，該方法結構復雜、造價高、水解酸化效率較低。

發明內容

本發明目的是解決城市污水處理廠因碳源不足導致的氮磷去除效果差和剩余污泥量日益增大的問題。本發明采用的折流式初沉污泥水解酸化裝置是一種由多格室組成的連續結構，近似多UASB串聯而成的推流式反應器，兼具上流式活性污泥床與推流式反應器優點，傳質效率高，同等底物轉化率下所需容積較CSTR反應器小，且無需攪拌。

本發明的具體內容為：一種折流式初沉污泥水解酸化開發碳源裝置，包括進泥管1、配泥槽2、出水管10以及由四個等容積的隔室依次連接而成的連續流結構，每個隔室的內部由導流板4分為導流室3和上流室6兩部分，導流室3與上流室6容積比為1∶4；導流板4底部設置與水平成45°角的折板5，各隔室擋板7依次降低，其中隔室I至III的底部均設污泥放空口12，隔室IV的上流室上部設置高分子彈性濾料耦合生物膜載體9，使污泥固液分離，形成污泥固液分離區8，以豐富微生物種群及數量，強化產酸效果，并攔截生物固體，防止污泥流失。隔室IV的底部設排泥口13，并通過循環泵14與進泥管1連接，形成循環回路；裝置外圍設水浴11，水浴11底部設置放空口16，采用自動溫控設備15控制溫度。

本發明所提供的利用上述折流式初沉污泥水解酸化開發碳源裝置處理污泥的方法，具體包括如下步驟：

a)通過計量蠕動泵將初沉污泥從進泥管1泵入該裝置配泥槽2，并控制進泥流量HRT為24-36h；

b)污泥沿導流室3往下，經折板5進入上流室6，污泥往上通過隔室隔板7溢流至下一個相鄰隔室的導流室，形成折流式推進，依次流經四個隔室及高分子彈性濾料耦合生物膜載體9后，酸化液經出水管10排出；

c)沉淀污泥通過第四隔室底部循環泵14回流至進泥管1，形成循環，剩余污泥通過排泥口13排除，根據測定污泥濃度采用控制剩余污泥排泥量的辦法通過排泥口13排泥控制SRT為3-7d。

上述處理污泥方法，還可采用自動溫控設備15控制裝置水浴溫度為30℃。

上述處理污泥方法，還可通過循環泵14控制回流污泥流量為進泥流量的1-2倍。

本發明涉及的折流式初沉污泥水解酸化開發碳源方法的關鍵是通過調整試驗參數使體系中水解產酸菌富集占優，并抑制產甲烷菌減少甲烷產量，以達到產酸最大化目標。為了控制污泥發酵產酸過程，利用水解酸化作用從污泥中獲取大量揮發性脂肪酸，本試驗通過控制溫度、水力停留時間和污泥停留時間等運行參數來強化產酸菌的富集，抑制產甲烷效應。本方法控制的HRT為24-36h，污泥停留時間為3-7d，控制裝置水浴溫度為30℃，循環泵流量為進泥流量的1-2倍。

其具體有益效果如下：

1.水解效率及VFA產率高。在溫度為30℃，水力停留時間為24h，生物固體平均停留時間為3d的條件下，污泥酸化液的SCOD、VFAs最大值分別達到1182mg/L和602.8mg/L，VFA產率最大值達0.06mgVFAs/mgVSS，水解效率最大值達到3.6％，而同等條件下，CSTR反應器的污泥酸化液SCOD、VFAs最大值通常只有800mg/L和400mg/L左右。