[發明專利]一種利用超聲波預處理改善污泥缺氧/好氧消化性能的方法

無效

• 申請號: 201010562436.1
• 申請日: 2010-11-23
• 公開（公告）號: CN102070286A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 孫水裕;許燕濱;鄭莉;宋衛鋒;戴文燦;劉敬勇;謝武明
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及環境保護和資源綜合利用領域，特別涉及一種利用超聲波預處理改善污泥缺氧/好氧消化性能的方法

背景技術

剩余污泥是污水生物處理的最終產物。它含有重金屬、病原菌、有機污染物及其它有害物質，如果不進行妥善處理，可能造成嚴重的二次污染。隨著污水處理設施的進一步普及、處理量的增加、處理標準的提高和處理功能的拓展，污泥的產生量將會大幅度地增加。污泥的處理與處置將成為環境領域的一大難題。目前，污泥處理處置方法有：衛生填埋、海洋傾倒、污泥焚燒、污泥資源化利用等。衛生填埋、海洋傾倒、污泥焚燒均會對環境產生二次污染而受到限制。

污泥的資源化利用關鍵在于污泥的減量化，穩定化和無害化。污泥生物減量化處理中，大中型污水處理廠大多采用厭氧消化的方法進行處理，其處理過程中產生的沼氣可以作為二次能源使用，因而比較適合于產生大量污泥和同步設置甲烷發電利用裝置的大型污水處理廠。而對于中小型的污水處理廠來說，引進甲烷利用裝置成本過高，采用厭氧消化處理污泥產生的甲烷不能得到有效利用，反而成了二次污染。因此，污泥好氧消化因其具有基建投資少、處理效率高、運行管理方便、運行費用較低、最終產物無臭以及上清液BOD₅濃度低等優點而在中小型水廠中應用越來越廣泛。美國、日本、加拿大等發達國家都有不少中、小型污水處理廠采用好氧消化處理污泥，僅加拿大某省就有20個小型污水處理廠運行運用此法：丹麥大約有40％的污泥使用好氧法進行穩定化處理，可見污泥好氧消化工藝有著巨大的發展潛力。但是該方法能耗高，且在消化過程中pH不斷下降，影響好氧消化效果。于是，污泥的缺氧/好氧消化工藝(Anoxic/Aerobic?Digestion，A/AD)因為能夠解決這兩個問題而得到發展，對污泥A/AD工藝的進一步研究將有助于改善大量中、小型污水處理廠污泥處理困難的局面。

超聲波預處理技術因其在細胞破碎方面具有高效、穩定、安全等優點，在污泥預處理中可以提高污泥的生物活性和可降解性能。因此，利用適當強度的超聲近年來在污泥預處理領域引起人們越來越多的關注。

從國外對超聲波處理污泥的研究來看，主要著重于超聲波對污泥厭氧消化的促進方面，把其應用于污泥A/AD消化工藝目前尚未見有關報道。

發明內容

本發明的目的是為解決目前城市污水處理過程中存在的污泥處置問題，提供一種處理成本低、運行效果好、消化周期短、操作簡單、易于管理的剩余污泥減量化方法，實現污水處理廠剩余污泥的減量化、穩定化和資源化。

本發明的利用超聲波預處理改善污泥缺氧/好氧消化性能的方法，使用的裝置至少包括一個污泥缺氧/好氧消化反應器和一個超聲波處理器，超聲波處理器又包括一個超聲發生器和一個超聲波反應槽；所述污泥缺氧/好氧消化反應器和超聲波反應槽的上方均設有攪拌電機和進泥口，下方均設有出泥口，污泥缺氧/好氧消化反應器底部設有曝氣裝置，通過導管及曝氣調節閥與置于反應器外部的空壓機相連。

本發明的一種利用超聲波預處理改善污泥缺氧/好氧消化性能的方法，包括以下步驟：

(1)首先采用污泥泵將污泥抽入污泥缺氧/好氧消化生物反應器中，用電動攪拌器(120r/min)進行充分攪拌，使污泥處于均勻懸浮狀態；

(2)用空壓機對步驟(1)中的污泥缺氧/好氧消化生物反應器中的污泥進行間歇曝氣，通過間歇式曝氣提供缺氧/好氧交替環境，污泥的停留時間為12天；

(3)每隔24小時用污泥泵對步驟(1)中的缺氧/好氧消化反應器內的污泥進行排泥進泥一次，進泥的污泥濃度為9.5～11.5g/L；

(4)進泥前對全部進泥進行超聲波預處理；

(5)用污泥泵將步驟(4)中預處理后的污泥抽入步驟(1)中的污泥缺氧/好氧消化生物反應器；

上述步驟(2)中曝氣方式通過間歇式曝氣提供缺氧/好氧交替環境，24小時為一個周期，好氧12小時，缺氧12小時，好氧期間，由管道曝氣開關調節進氣量，將DO控制在5.5～6.0mg/L，反應溫度控制在25℃左右。

上述步驟(3)和(4)中排泥進泥量為污泥缺氧/好氧消化生物反應器中污泥量的8.3％。

上述步驟(4)中污泥超聲波預處理的超聲波預處理參數組合為：超聲頻率28kHz，聲能密度0.15W/mL，超聲時間10min。

本發明與現有技術相比，具有以下的優點與有益效果：