[發明專利]活性污泥生物質分離的方法及系統和應用

在審

• 申請號: 201911184811.0
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN112830644A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 楊山林;楊杰;周建寧
• 申請（專利權）人: 楊山林;楊杰;周建寧
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/122
• 代理公司: 北京思格頌知識產權代理有限公司 11635
• 代理人: 李中奎

本發明公開了一種活性污泥生物質分離的方法及系統和應用，其中，所述方法包括：將堿性濃漿和待處理的活性污泥進行預先混合后，泵送到反應釜中，在高速剪切的攪拌條件下高溫反應。該方法有效地對堿性濃漿和活性污泥進行混合和攪拌，加快活性污泥中的生物質破碎，而且預先混合使得反應物充分混合，從源頭上降低了堿性濃漿的應用，使得泥餅和濾液中的堿性濃漿減少，擴大了泥餅的用途和避免了pH過高的濾液對植物的傷害；而且本發明通過高速剪切的方式對反應物中生物質進行切割，加快生物質破碎，從而釋放出大量生物質內部的蛋白質組分，提高了最終產物分離出的濾液中氮的含量，進一步加快了反應速度，縮短了反應時間，節約了大量資源。

技術領域

本發明涉及污泥處理技術領域，特別涉及一種活性污泥生物質分離的方法及系統和應用。

背景技術

城市污水處理廠產生的污泥長期未得到有效處理，污染環境的問題日益突出；近年來采取的衛生填埋和干焚燒處理方式，不僅消耗大量土地和能源，而且依然存在污染環境的風險。目前已經產生以提高“資源化”效率為目的的污泥處理新興技術，例如，采用熱堿水解方法輔以閃蒸的微生物細胞破壁提取含有蛋白及多肽等物質，將液體原料經過配制用作農業肥料。現有技術描述如下：

對含固率為18％～22％的活性污泥，在反應容器內依次投加石灰等堿性濃漿(例如熟石灰濃漿)和污泥，以直接或間接加熱方式至140℃以上，同時，通過垂直錨式或錨槳式攪拌器低速(每分鐘數十轉)攪拌，使物料混合及受熱均勻；達到140℃以上設計溫度后，持續反應時間約180～240分鐘，再以閃蒸方式出料，采用板框脫水設備實現固液分離，獲得液體原料，經配制作為農用液體肥料。但其目前存在的明顯缺點：(1)反應機理單一，完全依賴堿熱反應，效率較低，且因為溫差較低，閃蒸破壁效應不明顯；(2)堿熱條件難以均衡，石灰和污泥分別加熱反應容器，完全依賴錨式或錨漿式攪拌(低速)混合，堿性和溫度的均勻程度受到制約；(3)反應時間長，達到設計溫度后，反應時間達240分鐘，反應容器的成本和能耗等偏高；(4)使用CaO的質量百分比在5～5.5％之間，且濾液中的氮含量較低，為2000～2300mg/L，固液分離后過量的石灰進入泥餅中，一方面導致濾液pH值過高，對農作物會有傷害；另一方面，泥餅中Ca(OH)₂過高，限制了泥餅的用途；(5)反應后的物料是通過“閃蒸”方式來急冷的，“閃蒸”方式有很好的急冷作用，但它會造成氨氮大量地游離出來，形成臭氣污染環境，并造成濾液中總氮降低。另外，現在的閃蒸工藝只能快速把反應后的物料從140℃降到100℃，并不能完全阻止有機氮繼續轉化為氨氮；(6)現有的工藝鏈長、設備繁多、投資較高、占地較大、維護管理相對復雜。

因此，如何提升濾液中氮的含量以及節能環保，實現更加有效地利用和節約資源，成了本領域技術人員亟需解決的難題。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的活性污泥生物質分離的方法及系統和應用。

第一方面，本發明實施例提供一種活性污泥生物質分離的方法，該方法可以包括：將堿性濃漿和待處理的活性污泥進行預先混合后，泵送到反應釜中，在高速剪切的攪拌條件下高溫反應。

可選的，所述高速剪切由渦旋發生盤攪拌器提供，切割線速度為8～20m/s。

可選的，所述切割線速度為12～20m/s。

可選的，將高溫反應后的活性污泥混合物急速冷卻至60～90℃。

可選的，所述急速冷卻為1秒降溫0.5℃。

可選的，還包括：對急速冷卻處理后的活性污泥進行固液分離。

第二方面，本發明實施例提供一種活性污泥生物質分離的系統，可以包括：濃漿泵5、螺桿泵7、反應釜8以及設置于反應釜8內部的垂直錨式或錨槳式攪拌器10；所述濃漿泵5、所述螺桿泵7和反應釜8分別設有進料口和出料口；該系統還可以包括：預混裝置；所述預混裝置設有進料口和出料口；