[發(fā)明專利]一種超聲破解剩余污泥回流補(bǔ)充反硝化碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110443321.5
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102515448A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王芬;季民;王拓
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/04;C02F3/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 宋潔瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水生物處理領(lǐng)域，主要涉及一種補(bǔ)充碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝。?

背景技術(shù)

富營養(yǎng)化問題是當(dāng)今世界面臨的主要水污染問題之一，而氮、磷是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素。隨著公眾環(huán)境意識的提高和國內(nèi)外對氮、磷排放限制標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格。生物脫氮技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的污水脫氮技術(shù)，即通過硝化菌、反硝化菌作用實(shí)現(xiàn)氮的去除，充足的碳源是實(shí)現(xiàn)高效反硝化作用的關(guān)鍵。一般認(rèn)為，當(dāng)生物池進(jìn)水C/N低于3.4時(shí)，需要外加碳源來保證良好的生物脫氮效果，而我國大部分城市污水處理廠進(jìn)入生物池的污水C/N比均低于此值，污水中有機(jī)碳源不足導(dǎo)致生物脫氮效率低下。為提高生物脫氮效率，實(shí)現(xiàn)出水總氮(TN)達(dá)標(biāo)排放，需要投加甲醇、乙醇補(bǔ)充有機(jī)碳源，這樣就增加了污水處理廠運(yùn)行成本。可見，碳源問題的解決與否關(guān)系著生物脫氮效率的高低與城市污水處理廠運(yùn)行成本的高低。?

剩余污泥內(nèi)存在大量有機(jī)碳源，如何利用這部分有機(jī)物提高生物脫氮效率，減少污泥排放量，進(jìn)行二次利用，這對我國低碳氮比污水生物脫氮技術(shù)發(fā)展具有重要意義。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種超聲破解剩余污泥回流補(bǔ)充反硝化碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝，解決目前污泥排放量大，反硝化碳源外加成本高的問題。?

本發(fā)明的超聲破解剩余污泥回流補(bǔ)充反硝化碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝包括如下步驟：?

1)超聲破解剩余污泥?

20％-50％的剩余污泥濃縮至含固率為2-4％之后，經(jīng)管道輸送至多探頭式超聲處理器進(jìn)行連續(xù)破解，經(jīng)超聲破解后，污泥中大量有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、多糖、脂類物質(zhì)等溶出進(jìn)入水相。?

超聲破解剩余污泥最佳條件為：破解污泥濃度：1-4％；破解時(shí)間：5-60min，破解所用超聲處理器形式為多探頭式，超聲頻率為18-30kHz，探頭直徑為20-40mm，超聲聲能密度為0.2-3kW/m³。?

2)破解污泥混合液水解酸化?

破解后污泥混合液進(jìn)入水解酸化池進(jìn)行水解酸化處理，經(jīng)充分水解酸化，污泥混合液中慢速生物降解物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、多糖、脂類等物質(zhì)分解為揮發(fā)性脂肪酸類物質(zhì)，如乙酸、丙酸、丁酸等，這類物質(zhì)可作為反硝化菌碳源，實(shí)現(xiàn)生物反硝化脫氮。?

水解酸化池最佳水力停留時(shí)間為1-4h。?

3)破解液回流的生物脫氮新工藝?

水解酸化后污泥混合液回流至生物缺氧池前端，反硝化細(xì)菌利用其為碳源，將污水中硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)生物脫氮。?

缺氧池最佳水力停留時(shí)間為2-4h。?

本發(fā)明通過大量試驗(yàn)研究，比較了不同條件下(如聲強(qiáng)、聲能密度、超聲作用時(shí)間、超聲反應(yīng)器形式等)超聲破解剩余污泥的有機(jī)碳源溶出效果，并綜合考慮超聲能耗、超聲破解污泥后有機(jī)物濃度、水解產(chǎn)物等要素，選擇合適超聲反應(yīng)條件破解剩余污泥，并將其破解液回流至缺氧池補(bǔ)充進(jìn)水中有機(jī)物，獲得一種新工藝以及最佳工藝運(yùn)行參數(shù)(如污泥破解程度、水力停留時(shí)間等)。?

與傳統(tǒng)AO(缺氧-好氧)生物脫氮工藝相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：充分利用剩余污泥中碳源，無需外加碳源，提高生物脫氮效率。本發(fā)明可以應(yīng)用于AO脫氮污水處理廠生物處理工藝升級改造、新建生物脫氮工藝等，經(jīng)推廣后可以提高生物脫氮效率，減少污泥產(chǎn)量，充分利用剩余污泥中碳源，實(shí)現(xiàn)污泥資源化，降低運(yùn)行費(fèi)用，產(chǎn)生顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明應(yīng)用于缺氧-好氧生物脫氮工藝的流程圖。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。?

實(shí)施例1?

10％-20％的剩余污泥進(jìn)入多探頭超聲反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行超聲破解預(yù)處理，超聲反應(yīng)器頻率為20kHz，探頭直徑為20mm，聲能密度為2.1kW/m³，剩余污泥含固率為2.6％，破解時(shí)間為5min。破解后污泥混合液進(jìn)入水解酸化池進(jìn)行水解酸化反應(yīng)2.5h，之后混合液回流至缺氧池前端，補(bǔ)充反硝化所需碳源。整個(gè)工藝于夏季連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月，反硝化效果穩(wěn)定。監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水化學(xué)需氧量(COD)100-200mg/L，總氮(TN)40-50mg/L，二沉池出水COD50-60mg/L，TN?8-12mg/L，出水達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)，而且減少了剩余污泥排放量，實(shí)現(xiàn)了污泥減量。?

實(shí)施例2?