專利名稱：剩余污泥中無機粉末物料回用工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及對城市污水的處理技術，適用于采用投加粉末物料的活性污泥法污水處理工藝。
背景技術：
投加粉末物料的活性污泥法在國外已有廣泛的報道，這種方法在水處理中達到了改善污泥特性的目的，在防止污泥膨脹等污水廠運行矛盾的同時，也達到了加快硝化速率的效果，而且其粉末物料主要使沸石、高嶺土等天然礦物料。在國內也有采用投加粉末物料的活性污泥法進行水處理的報道，如“沸石強化生物脫氮工藝”，與常規生物脫氮工藝相比，它具有明顯的價格性能比優勢，不僅出水水質好，運行效果的穩定性遠遠優于常規脫氮工藝，同時，剩余活性污泥的VSS/SS比值為0.5左右，達到了污泥穩定化的要求，脫水性能也明顯改善，污泥的處理處置方便；“沸石生物聯合吸附再生工藝”，該工藝具有以下特點(1)在吸附池內維持了高濃度的沸石粉，它不僅對氨氮具有選擇吸附作用，而且對溶解性有機物也具有良好的吸附性能，同時，吸附池內還保留了常規生物吸附再生工藝的微生物作用，所以，出水水質好，COD和NH3-N濃度均較低；(2)由于沸石粉污泥的沉淀性能極佳，二沉池的濃縮效果相應的大大增強，再生池的容積可明顯縮小，生物再生效率大大提高，從而節省了投資；(3)沸石粉污泥中無機組成含量高，濃縮脫水極其方便，而且沸石粉可以改良農田，污泥的處理處置比常規剩余污泥更容易更方便，不會產生二次污染，獲得了令人滿意水處理的結果。該工藝使用粒徑小于100μm的沸石粉，利用高濃度沸石粉污泥的物理、化學、生物協同作用，在吸附池吸附污染物(既包括懸浮性有機物，又包括溶解性有機物)，隨后，沸石粉污泥進行固液分離，分離后的沸石粉污泥經過生物再生，脫除氨氮和有機物后回流到吸附池重新投入吸附池的運行，在水力停留時間小于3小時的情況下，出水水質COD＜80mg/L，氨氮＜10mg/L，排放的剩余污泥量遠小于常規工藝，在消化以前VSS/SS為0.35左右，也完全達到了污泥穩定化的要求。
雖然投加粉末物料的活性污泥法進行水處理，在國內外均已獲得一定的的成功，但是在實際運用中卻都面臨著一個重要問題，即由于粉末物料因為不可能自動增殖，在水處理過程中必須不斷地補加因排泥而損失的粉末物料。其補加量可用公式簡單地表示為G=βQS1000θq]]>G-補加沸石量，Kg/d；β-沸石粉與微生物平衡濃度之比；Q-污水廠日處理能力；m3/d；S-以COD表征的污染物濃度，mg/L；θ-污泥齡，d；q-污水廠設計負荷，KgCOD/(KgVSS·d)。
假設一個日處理能力為75,000m3的污水廠，各參數按如下取值β＝2.85，S＝300mg/L，θ＝30d，q＝0.3KgCOD/(KgVSS·d)。根據上式計算可得，G＝7125Kg/d。結果可以發現，污水廠運行中的日物料補加量相當可觀，相應的會帶來十分復雜的投加程序，而且需要解決相應的運輸以及貯存問題，如污水廠按照儲備一個月的沸石投加量考慮，需要增設貯藏量至少為214噸的的倉庫，增加了建設投資，操作和管理的程序。
發明內容
針對現有投加粉末物料的活性污泥法的不足，本發明人對現有的方法及其排放的剩余污泥作進一步研究后發現，粒徑小于100μm的沸石粉主要以骨架的形式與活性污泥絮體互相聯合成一個有機的整體，對剩余污泥進行一定時間的好氧消化以后，活性污泥絮體逐漸變得細小而分散，沸石失去了與污泥的聯結，此時的剩余污泥可以按比重顯著得劃分為三部分沸石顆粒、污泥、水，在常規的曝氣強度下，比重相對大的沸石粉就不能夠再保持懸浮狀態而從混合液中分離出來，因此，如果能夠將剩余污泥中的沸石粉，分離出來再回用于系統，將會大大的簡化操作及給運營管理帶來很大的方便，為污水處理廠的建設節省投資和土地，為此，本發明提出了剩余污泥中無機粉末物料回用工藝。
本發明工藝由剩余污泥消化池、無機物料分離池和回用管路三部分構成，與投加無機物料水處理系統的沉淀池連接，無機物料采用沸石粉或高嶺土或其他天然礦物料粉，粒徑小于100μm。經水處理沉淀后排放的剩余污泥首先進入消化池消化處理，根據需要也可以先進行濃縮后再進行消化處理，在消化過程中，根據需要采取投加雙氧水或其他藥劑以強化污泥的解絮及提高消化效果，經消化完全的剩余污泥進入無機物料分離池進行無機物料顆粒的分離，分離采用常規或低強度曝氣的方式，保證使污泥仍然處于懸浮狀態，而此時比重相對大的無機物料不能夠繼續保持懸浮狀態而從混合液中通過沉降分離出來，分離出來的無機物料通過回用管路輸回到水處理系統中繼續進行水處理。從剩余污泥中回收的無機物料，其回收率可達到70％及以上，而且對回收的無機物料進行氨氮吸附試驗研究，結果表明，無機物料的吸附容量不會降低，說明吸附飽和的無機物料因為硝化細菌的代謝作用而得到相對完全的再生，使得無機物料可以循環利用。而殘存于污泥中的少量無機物料仍然會有助于污泥的后續處理處置，如脫水、農用等，而且在一定的情況之下，含有一定量剩余無機物料的剩余污泥仍可以予以回用，因此，實際上可以達到更高的回收率。
本發明的特點在于通過對無機物料進行消化、曝氣，1.達到了將無機物料顆粒從污泥混合液中分理出來的目的；2.通過消化處理同時實現了剩余污泥穩定化以及無機物料顆粒分離雙重目標；3.消化處理是污水處理中剩余污泥處理的固有組成部分，一方面處理技術成熟可靠，另一方面不需要額外增加任何處理費用和場地。采用本發明可以解決在投加無機物料粉末材料的活性污泥工藝中需要連續不斷的從外界補加大量粉末材料等問題，同時達到了資源的有效利用及節省工藝運行管理成本的目的，具有明顯的經濟效益和社會效益。
附圖是本發明剩余污泥中無機粉末物料回用工藝流程圖。
具體實施例方式
在日處理能力為72m3的“沸石生物聯合吸附再生工藝”中，對水處理系統排放的剩余污泥進行消化回用，其中沸石粉粒徑小于100μm。經水處理后排放的剩余污泥首先進入消化池，進行曝氣消化，根據需要投加雙氧水以強化污泥的解絮和進一步提高消化效果，然后對經消化完全的剩余污泥進入無機物料分離池進行沸石顆粒的分離，分離采用常規曝氣方式，使污泥仍然處于懸浮狀態，而比重相對大的沸石粉不能夠繼續保持懸浮狀態從混合液中逐漸通過沉降分離出來，分離出來的沸石粉再被輸回到水處理系統中，利用回收的沸石粉繼續進行水處理，使得日補加沸石量由原來的4Kg降低到了1.2Kg，而再生池中沸石粉的平衡濃度維持在20g/L，與補加新鮮沸石粉的工況相比，出水水質未發現變化，沸石粉的回收利用率達到70％。
權利要求
1.剩余污泥中無機粉末物料回用工藝，其特征在于本發明工藝由剩余污泥消化池、無機物料分離池及回用管路三部分構成，由沉淀池排出的剩余污泥，首先進入污泥消化池進行消化，在消化過程中，根據需要可通過投加雙氧水或其他藥劑強化污泥的解絮及提高消化效果，然后在無機物料分離池內采用常規或低強度曝氣的方式進行無機物料分離，使剩余污泥中的無機物料通過沉降分離出來后再通過回用管路輸回到到水處理系統中繼續進行水處理。
全文摘要
剩余污泥中無機粉末物料回用工藝，涉及對城市污水的處理技術，適用于采用投加無機粉末物料的活性污泥法污水處理工藝，由剩余污泥消化池、無機物料分離池及回用管路三部分構成，通過對剩余污泥消化、對剩余污泥中無機物料的分離及回用，解決了投加粉末物料的活性污泥法污水處理工藝中，需要從外界不斷補加大量粉末料的矛盾，另一方面不需要額外增加任何處理費用和場地，達到了資源的有效利用及節省工藝運行管理成本，具有明顯的經濟效益和社會效益。
文檔編號C02F11/00GK1689994SQ200410017968
公開日2005年11月2日 申請日期2004年4月27日 優先權日2004年4月27日
發明者張善發, 麥穗海, 吳志超, 陳和謙, 黃友誼, 楊德立, 陳華, 王榮生 申請人:上海市城市排水有限公司, 上海市城市排水市南運營有限公司, 同濟大學