一種污水處理廠剩余活性污泥再利用系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于剩余活性污泥處理和資源化技術領域，具體為一種污水處理廠剩余活性污泥再利用系統，實現污水處理廠對剩余活性污泥循環利用目標，達到對剩余活性污泥回收資源、能源目標。
【背景技術】
[0002]我國城鎮污水處理廠每年干污泥產量大約為30萬噸，并且每年以大約10%的速度增長，其處理處置費用占污水處理廠總運行費用的25%?40%。然而我國剩余污泥處理水平比污水處理技術水平要落后許多，國內擁有穩定污泥處理設施的污水處理廠不足1/4，城鎮污水廠污泥的處理與處置已經成為我國現代化建設過程中亟待解決的重大環境問題。但是活性污泥中的有機物含量在60%-75%，生物易降解有機組分在40%以上，磷約占污泥干重的5.0%，氮元素的含量更為豐富約9.3%，因此活性污泥中蘊藏著極大的資源。但如何將其資源化利用是目前污水處理廠的技術瓶頸問題之一。
[0003]目前在污泥資源化減量化處理中常用的方法有投加酸、堿或臭氧的方法。常用的酸、堿物質分別是HCI和NaOH溶液，二者均能有效地促進污泥融胞釋放氮磷，對污泥減量化有很好的效果，但酸、堿的處理液色度均很重。中國發明專利“污泥碳源兩級堿性水解酸化回收方法”(CN101708932B)，中國發明專利“堿解預處理一磷酸銨鎂法回收磷氮一厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法”(201310708860.6)中均使用堿解處理方法，但經過5%Na0H處理污泥后上清液呈現黑褐色；且大量的Na+、OH造成上清液鹽度大，會增大后續處理出水色度、鹽度，不利于廢水達標排放。10%HCI處理液呈現褐黃色，而且酸處理上清液中含有大量的Cl-離子。所以酸堿處理法都在處理系統中引入了新的污染物質，不利于后續的進一步厭氧消化產甲烷回收生物質能。而臭氧法目前主要用于廢水三級處理，且臭氧法的設備一次性投入大，處理過程能耗高，因此會大幅度增加處理成本。
[0004]本實用新型利用污水廠現行處理設施，改變污泥處理工藝路線，將污水廠貯泥池(或污泥濃縮池)進行結構改造，安裝曝氣和攪拌裝置，通過對攪拌裝置和攪拌方式的特殊設計增大污泥顆粒間接觸碰撞幾率和擠壓力，與曝氣形成的剪切力共同作用進一步使污泥顆粒溶胞破解，達到污泥胞外聚合物剝離細胞破碎釋放氮磷的目的。對于曝氣攪拌后上清液進一步利用中國專利“一種對廢水氮磷進行鳥糞石資源化回收的裝置”(201420458242.0)對產生的MAP沉淀作為緩釋肥利用，將氮磷回收后的污泥進行厭氧發酵產甲烷回收能源。由于曝氣攪拌使污泥溶胞釋放較多的蛋白質、多糖等SC0D，所以厭氧產甲烷效率比通常污水廠污泥厭氧效率提高10-15%。本實用新型彌補了堿解工藝中堿解后污泥PH值高不利于后續厭氧產甲烷的缺陷，與其他處理系統相比，本系統通過對污水廠現有設施改造達到污泥再利用的目標，操作方便易行，沒有引入新的化學物質，與酸、堿處理液相比，曝空氣的處理液與原污水顏色相近，有利于后續污泥厭氧消化處理，且氮磷資源與能源的回收降低約10-20%操作成本，達到污水廠實施清潔生產的目標。
【發明內容】
[0005]針對目前污水處理廠沒有針對剩余活性污泥再利用的處理系統，本實用新型的目的是提供一種污水處理廠剩余活性污泥再利用系統，利用污水廠貯泥池(或污泥濃縮池)結構改造，安裝曝氣和攪拌裝置，通過對攪拌裝置和攪拌方式的特殊設計促使污泥氮磷物質釋放到混合液中，當曝氣量5L/L.min、曝氣時間為120h，污泥融胞釋放的氨氮和溶解性磷濃度分別達到160.2 ±15.3mg/L和119.3 ±13.lmg/L，再進一步利用MAP沉淀法和中國專利“一種對廢水磷氮進行鳥糞石資源化回收的裝置”(201420458242.0)對此氮磷進行回收作為緩釋肥利用，將氮磷回收后的污泥進一步厭氧發酵產甲烷回收能源。最終排放體積減少50-60%，氮磷資源與能源的回收降低約10-20%操作成本，實現了污水處理廠清潔生產的理念。
[0006]為了達到以上目的，本實用新型采取的技術措施是:
[0007]一種污水處理廠剩余活性污泥再利用系統，曝氣攪拌池的活性污泥進料口與二沉池的剩余活性污泥出料口連接，曝氣攪拌池的污泥上清液出口接MAP沉淀池的污泥上清液入口，曝氣攪拌池的底泥出口接厭氧調節池的底泥入口，MAP沉淀池的沉淀后上清液出口接厭氧調節池的沉淀后上清液入口，MAP沉淀池的沉淀物出口接MAP回收裝置的沉淀物入口，厭氧調節池的混合液出口接厭氧反應器的混合液入口，厭氧反應器的甲烷出口接甲烷儲罐的甲烷入口，厭氧反應器的厭氧污泥排出口接機械脫水裝置的厭氧污泥入口。
[0008]上述中，機械脫水裝置還設置有排泥口。
[0009]上述中，曝氣攪拌池中的攪拌裝置由攪拌軸及6個相隔60°的長方形葉片組成。
[0010]上述中，曝氣攪拌池中的曝氣裝置設置在攪拌裝置的下面。
[0011]上述中，機械脫水裝置可以是真空過濾機、板框壓濾機、帶式壓濾機和離心機等常用的機械脫水設備中一種，以離心機為例，經過離心機脫水后污泥的含水率約78%。
[0012]在MAP沉淀池中投加鎂鹽溶液和磷鹽溶液，用5MNa0H調節反應溶液pH值8.9 ± 0.1，調整P/Mg/N摩爾比I/1.2/1，在投加藥劑時進行攪拌，攪拌方式為800rpm攪拌5分鐘后、降為200rpm攪拌15分鐘，停止攪拌后沉淀3h，將沉淀后上清液排入厭氧調節池，產生的沉淀排放到分離回收裝置；
[0013]所述鎂鹽溶液的質量百分比濃度為17%，所述鎂鹽溶液為MgCl2溶液、MgSO4溶液和MgO溶液中的一種；所述磷鹽溶液的質量百分比濃度為5%，所述的磷鹽溶液為~&&?04溶液、Na2HPO4溶液、Na 3P04溶液、KH 2P04溶液和K 2ΗΡ04溶液中的一種。
[0014]對MAP沉淀池中的沉淀用中國專利“一種對廢水磷氮進行鳥糞石資源化回收的裝置”(201420458242.0)進行分離回收，得到的沉淀中磷酸銨鎂含量在92%以上作為緩釋肥利用。
[0015]上述中，厭氧反應器為完全混合式厭氧反應器、上流式厭氧污泥床、厭氧濾池、厭氧擋板反應器、厭氧膨脹顆粒污泥床或厭氧序批式反應器中一種。反應器正常運轉后每次進料的料液比l/3-l/5，C0D去除率82-87%以上，厭氧產甲烷效率高，在35°C時比通常污水廠污泥厭氧效率提高10-15%，厭氧反應器中污泥最終再經過機械脫水后進行填埋處理，與初始剩余活性污泥相比，VSS減少80-90%，污泥最終排放體積減少50-60%。氮磷資源與能源的回收降低約10-20%操作成本，實現了污水處理廠清潔生產的理念。。
[0016]本實用新型具有以下的積極效果:
[0017](I)為污水處理廠提供整套對剩余活性污泥再利用的清潔生產技術路線，彌補目前污水廠沒有對剩余活性污泥利用的技術缺陷。與目前堿解工藝相比，充分實現對污泥中氮磷資源與能源高效回收利用的目標，且不引入新的污染物，具有顯著的經濟效益、環境效益。
[0018](2)利用污水廠貯泥池(或污泥濃縮池)進行結構改造，污泥融胞釋放的氨氮和溶解性磷濃度分別達到160.2 + 15.3mg/L和119.3 + 13.lmg/L，高于同條件下的10%HC1溶液和5%Na0H溶液處理液中氨氮的最大釋放濃度58.2mg/L、63.7mg/L與溶解性磷的最大釋放濃度92.48,76.12mg/L，對污泥總氮磷的回收率30_45%，高于酸、堿處理工藝。
[0019](3)本實用新型將曝氣攪拌池底泥與MAP沉淀后上清液混合，達到調節pH值的目的，在35°C時厭氧產甲烷效率比通常污水廠污泥厭氧產甲烷提高10-15%，污泥最終排放體積減少50-70%，克服了堿解處理后污泥pH值高不利于后續厭氧處理的技術缺陷。
[0020](4)經本實用新型技術路線處理后，最終排放的污泥與初始剩余活性污泥相比，VSS減少80-90%，排放體積減少50-60%，比現有工藝極大地降低污泥處理費用，氮磷資源與能源的回收降低約10-20%操作成本，實現了污水處理廠清潔生產的理念。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0022]圖2是本實用新型的曝氣攪拌池的結構示意圖。
[0023]圖3是圖2中攪拌裝置的俯視圖。
【具體實施方式】
[0024]參照圖1至圖3，本實用新型提供的一種污水處理廠剩余活性污泥再利用系統，曝氣攪拌池I的活性污泥進料口 8與二沉池的剩余活性污泥出料口連接，曝氣攪拌池I的污泥上清液出口 9接MAP沉淀池3的污泥上清液入口，曝氣攪拌池的底泥出口 10接厭氧調節池2的底泥入口，MAP沉淀池3的沉淀后上清液出口 11接厭氧調節池2的沉淀后上清液入口，MAP沉淀池3的沉淀物出口 12接MAP回收裝置4的沉淀物入口，厭氧調節池2的混合液出口 13接厭氧反應器5的混合液入口，厭氧反應器5的甲烷出口 14接甲烷儲罐7的甲烷