一種生物與化學耦合污泥調理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于環境工程技術領域，具體涉及一種生物與化學耦合污泥調理方法。
【背景技術】
[0002]城市污泥主要是污水處理廠二級生化處理后排出的剩余污泥或與一沉池混合而成的混合污泥，有機質含量高，親水性強，導致脫水污泥含水率較高，一般高達80 %_85%，進行深度脫水需大量投加氯化鐵、氧化鈣等藥劑不僅價格高，增加固廢質量，而且嚴重影響有機固體廢棄物的后續資源化利用;我國北方冬季污水廠污泥溫度多在15攝氏度以下，采用完全混合式生物淋濾工藝進行污泥調理，存在生物處理周期時間較長，鼓風能耗高，低溫條件下脫水效果差，生物瀝浸營養劑投加量大而利用率低，脫水后污泥pH值低，還會造成土壤反酸，資源化利用困難。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是解決現有城市污泥的處理工藝存在低溫條件下污泥深度脫水效果差、成本高和周期長的問題，而提供一種生物與化學耦合污泥調理方法。
[0004]—種生物與化學耦合污泥調理方法，按以下步驟進行:
[0005]—、待處理物經進料管進入接觸區，第五反應區內的混合污泥經污泥回流栗和污泥回流管進入接觸區，同時藥劑A攪拌池內的藥劑A混合液通過藥劑A加藥管進入接觸區，待處理物料、回流污泥與藥劑A混合液在接觸區內在空氣攪拌作用下形成混合污泥，混合污泥從隔板底部進入第二反應區，然后依次繞過折流板進入第三反應區、第四反應區和第五反應區；
[0006]二、在鼓風機和管式曝氣器或盤式曝氣器的鼓風供氧作用下，混合污泥中微生物依次在第二反應區、第三反應區、第四反應區、第五反應區內進行生化反應；
[0007]三、第五反應區內一部分混合污泥經污泥回流栗和污泥回流管回流至接觸區，另一部分混合污泥繞過折流板進入第六反應區，同時藥劑B攪拌池內的藥劑B混合液通過藥劑B加藥管進入第六反應區，藥劑B混合液與混合污泥在第六反應區內進行生化反應，即完成生物與化學耦合污泥調理。
[0008]本發明的優點:
[0009]1、傳統生物淋濾只在反應器啟動端一點投藥，在低溫條件下污泥脫水效果較差。而本發明采用兩點投藥，不僅在接觸區投加藥劑A，為微生物菌群的生物酸化過程提高能源物質，而且在第六反應區投加藥劑B，可顯著提高低溫環境條件下污泥脫水效果。
[0010]2、傳統生物淋濾不僅投藥量大，生物反應周期長，而且脫水后污泥pH值低于2.5，脫水污泥資源化利用困難，中和壓濾酸液需要堿量較高。本發明采用生物與化學耦合的污泥調理方法，生物調理將混合污泥的pH值降至4.0?5.0、升高了混合污泥的Zeta電位，然后進行化學調理，酸性和高Zeta條件可使藥劑B得到改性，顯著提升了藥劑B的助凝和吸附效能力、提高了化學調理后污泥的脫水效果，并減少了藥劑B投藥量。另外，因為沒有使脫水污泥的pH值降到4.0以下，與傳統生物淋濾方式相比，生物與化學耦合污泥調理方法更有利于脫水污泥的后續資源化利用，以及壓濾酸液的處理。
[0011]3、生物與化學耦合污泥調理方法不需要生物淋濾工藝極低pH值條件，與傳統生物淋濾方法相比不僅節省生物淋濾藥劑的投加量，而且縮短生物淋濾所需的生物酸化反應周期25%以上。本發明的投藥量少，盡管兩點投藥，但由于發揮生物調理和化學調理的協同作用，所以藥量總和要小于生物瀝浸一點投藥的投加量50%以上，因此顯著降低成本，而且不會造成脫水污泥中剩余硫單質和硫代硫酸鹽引起的土壤反酸現象。
[0012]4、本發明設置污泥回流，實現了微生物接種;單獨設計了用于待處理物、回流污泥與藥劑A接觸混合的接觸區，提高了回流污泥中微生物與藥劑A的接觸效率。
[0013]5、本發明反應器中設置折流板，不僅有效防止短流現象，而且實現微生物分級，使各類微生物在最佳pH值范圍內發揮最大效能。由于生物反應效率較高，可以明顯縮短生物調制周期。
[0014]6、由于水溶性有機質對自養型微生物具有一定的抑制作用，因此本發明中采用折流板實現推流式好氧反應，使大部分水溶性有機碳在第二反應區和第三反應區中得到降解，從而減少了水溶性有機碳對第四反應區和第五反應區中自養性微生物的抑制作用。
[0015]7、本發明的反應裝置中設計梯級供氧。因為藥劑A含量在混合污泥中逐漸降低，微生物比耗氧速率減少，所以梯級分布曝氣供氧量不僅節能，而且減少第四反應區、第五反應區和第六反應區供氧量，有助于污泥絮體的團聚，從而提高深度污泥脫水效果。
[0016]8、本發明中生物與化學耦合污泥調理方法有效的克服低溫條件下生物淋濾工藝污泥脫水效果差和反應周期長的問題，在溫度低于10攝氏度條件下污泥深度脫水后含水率仍低于60%，污泥調理時間小于36h。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明中生物與化學耦合污泥調理方法的原理示意圖，其中1表示接觸區、2表示第二反應區、3表示第三反應區、4表示第四反應區、5表示第五反應區、6表示第六反應區、7表示藥劑B攪拌池、8表示藥劑A攪拌池、9表示鼓風機、10表示污泥加壓栗、11表示板框壓濾機、12表示污泥回流栗、13表示進料管、14表示藥劑A加藥管、15表示藥劑B加藥管、16表示污泥回流管、17表示重金屬回收池進水閥、18表示管式曝氣器或曝氣盤、19表示折流板、20表示脫水污泥、21表示重金屬回收池、22表示酸液回流栗、23表示酸液回流閥1、24表示酸液回流閥2、25表示酸液排水閥。
【具體實施方式】
[0018]本發明技術方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0019]【具體實施方式】一:結合圖1說明本實施方式，本實施方式生物與化學耦合污泥調理方法，按以下步驟進行:
[0020]一、待處理物經進料管13進入接觸區1，第五反應區5內的混合污泥經污泥回流栗12和污泥回流管16進入接觸區1，同時藥劑A攪拌池8內的藥劑A混合液通過藥劑A加藥管14進入接觸區1，待處理物料、回流污泥與藥劑A混合液在接觸區1內在空氣攪拌作用下形成混合污泥，混合污泥從隔板底部進入第二反應區2，然后依次繞過折流板19進入第三反應區3、第四反應區4和第五反應區5;
[0021]二、在鼓風機9和管式曝氣器或盤式曝氣器18的鼓風供氧作用下，混合污泥中微生物依次在第二反應區2、第三反應區3、第四反應區4、第五反應區5內進行生化反應；
[0022]三、第五反應區5內一部分混合污泥經污泥回流栗12和污泥回流管16回流至接觸區1，另一部分混合污泥繞過折流板19進入第六反應區6，同時藥劑B攪拌池7內的藥劑B混合液通過藥劑B加藥管15進入第六反應區6，藥劑B混合液與混合污泥在第六反應區6內進行生化反應，即完成生物與化學耦合污泥調理。
[0023]本實施方式中藥劑A中硫單質在混合污泥中微生物的作用下被氧化生成硫酸，混合污泥pH值和比阻值逐漸降低、Zeta點位逐漸升高。藥劑B混合液與混合污泥在第六反應區6內進行反應后，混合污泥比阻進一步降低、脫水性明顯改善。
[0024]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是，步驟一藥劑A:每kg由50-300g納米硫磺粉、200-400g硫酸亞鐵、100-200g氯化鐵、100-1000mg維生素A、l-5g氯化鋅，5-50g磷酸二氫鉀、50-150g熱改性硅藻土、5-50g葡萄糖、5-50g動物膠和2-50g表面活性劑組成。其它步驟及參數與【具體實施方式】一相同。
[0025]本實施方式中熱改性硅藻土是硅藻土在200°C-500°C下加熱l_5h。
[0026]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】二不同的是，所述表面活性劑為硬脂酸、季銨鹽、聚山梨酯中的一種或幾種的任意組合。其它步驟及參數與【具體實施方式】二相同。
[0027]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是，步驟一藥劑A混合液的濃度為5_200g/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一相同。
[0028]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是，步驟一中回流污泥與藥劑A混合液按體積比500: (0.1?10)進行混合。其它步驟及參數與【具體實施方式】一相同。
[0029]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是，步驟一中待處理物為污水廠污泥、工業污泥、養殖場畜禽糞便、垃圾焚燒飛灰、受重金屬污染的土壤或淤泥。其它步驟及參數與【具體實施方式】一相同。
[0030]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是，步驟三藥劑B:每kglO-150g叔銨型陽離子改性淀粉或季銨型陽離子改性淀粉、3-20g PAM、50-200g凹凸棒土、50-150g浮石粉、5-50g沸石粉、50-480g熱改性硅藻土、2-10g烷基苯磺酸鈉、l-10g硅酸鈉和2-20g分散劑組成。其它步驟及參數與【具體實施方式】一相同。
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