[發(fā)明專利]一種利用超聲波提高污泥回流工藝沉后水質(zhì)的方法

有效

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• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103496832A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 楊艷玲;周志偉;李星;王偉強;趙荔;馬長紅
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域：

本發(fā)明屬于飲用水處理領域，特別涉及一種用于提高凈水廠污泥回流工藝沉后水質(zhì)的方法，具體是指經(jīng)超聲波預處理后的污泥進一步自然沉降再濃縮后回流來強化混凝效果、提高沉后水質(zhì)。本發(fā)明特別適用于以湖泊和水庫為水源的城鎮(zhèn)凈水廠強化混凝處理。

背景技術：

凈水廠污泥回流作為強化低濁度微污染水源水常規(guī)混凝工藝的有效技術，成為近年來研究和應用熱點，也是污泥資源化的重要形式。污泥回流工藝的沉后水質(zhì)由新投加混凝劑水解產(chǎn)物對污染物的去除效果、回流污泥中剩余金屬氫氧化物的吸附去除效果、回流污泥的絮凝核心作用以及回流污泥中污染物重新釋放程度共同決定。由于污染物，尤其一部分人工合成有機物、消毒副產(chǎn)物前體物、重金屬和致病微生物等在污泥中濃度較原水中的明顯高，而且在回流過程中水流剪切力作用下污泥絮體會破碎，包裹在其中的污染物會釋放到水相中，同時破碎的絮體能否再絮凝直接影響著沉后水質(zhì)。因此，在污泥回流之前采取預處理措施使污泥有效破解，使污泥中的污染物尤其是溶解性有機物溶出、分離，致病微生物最大限度的滅活，同時提高回流污泥的沉降性能和脫水性能，對后續(xù)回流工藝至關重要。

目前，關于活性污泥破解技術包括各種物化處理方法，如熱解、機械破解、超聲波、臭氧氧化、酸化、堿解、堿與超聲波聯(lián)合應用等。超聲波由于具有能耗低、滅菌范圍廣、綠色無二次污染等特點成為活性污泥破解的重要方法。0.11～0.22W/ml的超聲波處理可以破壞菌膠結構，使其中的內(nèi)部水排出，同時保持較大的污泥顆粒，提高污泥的沉降性能，但高強度、120min以上的長時間超聲作用會使得污泥絮體過小，沉降性能變差，菌膠團里的有機物大量釋放到水中。在一定的聲能密度和時間范圍內(nèi)，活性污泥破解反應相對于時間符合一級反應動力學規(guī)律，但在高聲能密度和低污泥濃度下，有機物的溶出增長率隨時間延長而減緩。在凈水廠污泥回流工藝中，將超聲作用后的污泥通過重力自然沉降與釋放到水中的有機物分離，使有機物脫離出回流系統(tǒng)可以減輕回流工藝負荷。另外，研究發(fā)現(xiàn)聲能密度為0.11W/mL時異養(yǎng)菌數(shù)量在120min后可減少40%。與異養(yǎng)菌相比，大腸桿菌更容易被滅活，120min后減少了64%；聲能密度為0.33W/mL時效果更為顯著，作用20min后，異養(yǎng)菌減少了56%，大腸桿菌減少了97%。此項研究表明，超聲波可以有效殺滅致病微生物，降低回流工藝出水中微生物風險。此外，研究還發(fā)現(xiàn)活性污泥絮體的平均粒徑隨超聲時間的延長逐漸降低，高聲能密度下的效果比低聲能密度更明顯；而污泥絮體的比表面積隨超聲時間的延長逐漸增加，同時污泥絮體表面電荷分布受超聲條件的影響不大。經(jīng)超聲作用后絮體比表面積增大，對應的吸附容量變大，為凈水廠污泥回流工藝對有機物的去除提供有利條件。

由于活性污泥和凈水廠污泥的物理、化學和生物特性存在著較大差異，超聲作用對這三者特性的影響各異，且在活性污泥厭氧發(fā)酵工藝中，超聲波破解可以最大程度地提高厭氧可生化性、提高產(chǎn)氣量、縮短硝化時間，實現(xiàn)污泥減量化。采用本發(fā)明的方法可以極大地降低凈水廠污泥破解后有機物溶出帶來的負面效應，而且最大限度滅活污泥中的致病微生物，強化低濁度微污染水源水的混凝處理，對于保障供水安全具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明提供了一種解決凈水廠污泥回流工藝中有機物、致病微生物等有毒有害物質(zhì)的積累，以及回流過程中沉淀池負荷變大、再絮凝絮體沉降性能變差等問題的方法。在不改變原有凈水廠污泥回流工藝的前提下，通過采用超聲波技術將污泥中的有機物破解溶出、致病微生物最大限度滅活，同時有效改善污泥絮體特性，然后再將超聲波處理后的污泥進一步自然沉降濃縮，并將溶出的有機物排出后回流至絮凝池來強化混凝效果，達到提高沉后水質(zhì)的作用。該方法對于污泥減量化和資源化，降低后續(xù)工藝處理負荷，縮小沉淀池體積，保障供水安全具有重大意義。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為：

一種利用超聲波提高污泥回流工藝沉后水質(zhì)的方法，其特征在于：包括依次串聯(lián)的混合池、絮凝池、沉淀池、儲泥池、超聲波處理設備和污泥再濃縮裝置；所述的污泥再濃縮裝置中設有攪拌槳和上清液放空閥門；

所述的儲泥池中10%～15%的污泥作為回流污泥進入超聲波處理設備中；