[發明專利]一種利用催化臭氧氧化消除污泥膨脹的方法及裝置

在審

• 申請號: 202010631668.1
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111732182A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 呂永濤;廖正偉;王磊;王瑜;徐超;張一帆;王旭東
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學;陜西省水務集團有限公司
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F1/72;C02F3/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種利用催化臭氧氧化消除污泥膨脹的方法及裝置，該方法所用裝置包括生物反應池、二沉池、臭氧發生器和膜曝氣組件，臭氧發生器連接膜曝氣組件，膜曝氣組件內設中空纖維微孔膜并置于污泥池中，污泥池分別連通二沉池和生物反應池，生物反應池二沉池與連通。通過控制臭氧投加量，通過減壓閥實現無泡供臭氧的模式；膜曝氣組件所使用的膜為疏水性中空纖維微濾膜，表面負載有催化劑。城鎮污水廠發生污泥絲狀膨脹時，將該處理裝置置于污泥池中，每天運行0.3～1h，經過7～21d的時間可消除污泥膨脹問題，為污水廠污泥膨脹的消除提供了一種新的方法，并且該技術處理成本僅為其它臭氧氧化技術的30?60％。

技術領域

本發明屬于污水生物處理領域，涉及一種利用氧化技術控制污水處理廠污泥膨脹的方法及裝置。

背景技術

活性污泥法是城鎮污水處理廠應用最廣泛的污水處理技術，常用的工藝有A²/O(厭氧/缺氧/好氧)、氧化溝、序批式活性污泥法、CASS工藝等；雖然具有處理費用低、不引起二次污染等優點，但運行過程也存在一些問題，其中最常見的就是污泥膨脹問題。污泥膨脹一直是城鎮污水處理廠運行過程中需要解決的重要問題之一，污泥絲狀膨脹不僅導致出水水質不達標，還會增加剩余污泥后續的處理成本。

污泥膨脹一般用污泥體積指數(SVI)來表征，當SVI值大于200mL/g時，就認為污泥發生了膨脹，出現污泥沉降性能下降，泥水分離困難，出水SS增加等問題，甚至影響污水處理效果及后續的污泥處理。污泥膨脹通常可分為絲狀菌污泥膨脹和非絲狀菌污泥膨脹。研究表明，90％以上的城市污水處理廠污泥膨脹是由絲狀菌引起的。

目前，控制絲狀污泥膨脹的方法主要有投加絮凝劑、投加氧化劑、改變工藝參數、微生物種群結構調整等。投加絮凝劑雖可暫時改善污泥沉降效果，但投藥費用昂貴，容易引起二次污染，且一旦停止投藥，膨脹問題復發，不能從根本上解決問題；微生物種群結構調整是預防措施，在發生污泥膨脹之后不能起到明顯的效果；改變工藝參數有一定的局限性，例如冬季低溫引發的污泥膨脹，提高溫度是不現實的。

投加氧化劑可以減輕污泥膨脹的現象，但需要綜合考慮氧化劑的種類、投加方式以及投加量。另外，通過投加臭氧氧化劑減輕污泥膨脹的現象，臭氧氧化的過程可以不引入二次污染物；但由于臭氧是氣體，在氧化過程中必須考慮傳質效率問題。

再者，目前污水處理系統中最常用的裝置是曝氣器，其他的還有文丘里噴射器、靜態混合器等裝置，這些裝置有各自的局限性。首先，曝氣器的傳質系數很低，導致動力消耗大，造成浪費；文丘里噴射器和靜態混合器傳遞系統在傳質方面優于曝氣器，但需要考慮許多復雜的因素。文丘里噴射器需要高的壓力梯度才能正常工作；隨著注入氣體流量的增加，需要增壓泵來將壓力增加到足夠的水平；靜態混合器需要整個主流被加壓；所以文丘里噴射器和靜態混合器會造成大量的能耗。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的在于提供一種利用催化臭氧氧化消除污水處理廠污泥膨脹的方法及裝置，在不引入二次污染的前提下，消除污泥絲狀膨脹的現象，為污水廠的穩定運行及后續的污泥處理提供依據。

本發明是通過下述技術方案來實現的。

一種利用催化臭氧氧化消除污泥膨脹的方法，包括：

1)構建消除污泥膨脹裝置：將膜曝氣組件與臭氧發生器相連，膜曝氣組件內設有中空纖維微孔膜，將膜曝氣組件置于污泥池中，污泥池分別連通生物反應池和二沉池，生物反應池混合液管道連通二沉池；

2)每天通過臭氧發生器通入膜曝氣組件中臭氧的時間為0.3～1h，通入濃度為0.06～0.3g-O₃/g-MLSS，通入方式為無泡供臭氧；

3)控制污泥池中污泥的停留時間為0.5～1.5min，經過7～21d周期，污水廠污泥SVI降低到150mL/g以下，至此，消除污水處理廠污泥的絲狀膨脹。