申请日2016.10.28
公开(公告)日2017.08.08
IPC分类号C02F11/04; C02F11/12
摘要
本实用新型公开一种污泥资源化利用系统，包括：污泥进料子系统、污泥高效水解酸化罐、泥水回流子系统、固液分离/碳源清液回流子系统、底泥调理/投料子系统和干化/生产设备。本实用新型污泥资源化利用系统，将污泥中的碳源物质提取返用补充到污水处理工艺，另一方面通过专业化的手段将剩余污泥制备成有机生物炭，应用于土壤改良等方向，既能降低污水厂脱氮除磷工艺进水补充碳源的成本，又能完全解决污泥处置的难题。
摘要附图
权利要求书
1.一种污泥资源化利用系统，其特征在于，包括：污泥进料子系统、污泥高效水解酸化罐、泥水回流子系统、固液分离/碳源清液回流子系统、底泥调理/投料子系统和干化/生产设备;
污泥高效水解酸化罐承接污泥进料子系统输入的污泥，将其水解转化为泥水混合液后，一部分经泥水回流子系统循环至污泥高效水解酸化罐，另一部分排入固液分离/碳源清液回流子系统;
固液分离/碳源清液回流子系统将分离的上层碳源清液流回污水处理厂补充碳源，将分离的污泥输入底泥调理/投料子系统获得调理污泥;
干化/生产设备承接调理污泥，处理后获得生物炭产品。
2.根据权利要求1所述的污泥资源化利用系统，其特征在于，污泥进料子系统包括依次连接的污泥预碱解箱、污泥进料动力泵以及连接至污泥高效水解酸化罐的污泥进料输送管。
3.根据权利要求1所述的污泥资源化利用系统，其特征在于，污泥高效水解酸化罐包括恒温罐体、搅拌装置、旋转搅拌子、泥水分流排出口。
4.根据权利要求3所述的污泥资源化利用系统，其特征在于，污泥高效水解酸化罐还包括菌剂投放口和泥水样取样口。
5.根据权利要求1所述的污泥资源化利用系统，其特征在于，泥水回流子系统包括依次连接的泥水混合液流出管、回流动力泵及连接至恒温罐体的回流进料输送管。
6.根据权利要求1所述的污泥资源化利用系统，其特征在于，固液分离/碳源清液回流子系统包括依次连接的泥水混合液进料输送管、固液分离池、清液输出管、碳源清液回流动力泵、清液回排管;所述固液分离池底设置底泥排出/输入管，用于剩余污泥的下一步排放输送。
7.根据权利要求1所述的污泥资源化利用系统，其特征在于，底泥调理/投料子系统包括底泥排出/输入管、调理辅料试剂投放装置、污泥调理罐和余泥排出管。
8.根据权利要求1所述的污泥资源化利用系统，其特征在于，干化/生产设备包括高压板框压滤机、干化泥排出/投料线和污泥炭化生产设备。
说明书
一种污泥资源化利用系统
技术领域
本实用新型涉及污水、固废处理领域，尤其是一种污水厂活性污泥处理法进行水处理所产污泥的资源化利用系统。
背景技术
过去的几十年，我国经济发展迅速，人民生活水平急速上升，与之相应的是生活用水、生产用水等的大量增加。为处理产生的废水，如今，我国运行的城镇污水处理厂超过5000座，日处理能力近两亿立方米。过量的污水产生量和复杂的污水成分是摆在我们面前巨大的难题，迅速增长污泥处置问题，也成为不可忽视的难点。
活性污泥法是目前我国应用最广泛和成熟的污水处理技术，但其明显的弊端在于产生大量的污泥。污水厂产生的污泥一般为含水量在75～99%不等的固体或流体状物质，包括有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体及絮凝所用药剂等组成，是一种以有机成分为主，组分复杂的混合物。调查显示，我国的污水厂分工上尚存一定的不明确性，污水厂往往在处理生活污水的同时兼具一定量的工业废水，导致剩余的污泥中则污泥中不仅含有病原菌、病毒和寄生虫(卵)，还可能有重金属和难降解的有毒的有机物质等一系列污染物质，为污泥的处置增加了相当的难度。同时，活性污泥法处置污水需在脱氮除磷段消耗营养物质，而国内污水厂的进水有机物浓度往往不足以维持脱氮除磷阶段有机物的消耗，往往采用在二沉池中投加除磷药剂，在反硝化段投加其他有机化合物进行补充和处理。为将出水水质达标，多数污水厂不得不投入较大的费用向脱氮除磷工艺段投加大量碳源物质，大大增加了污水厂处置运行成本。
污水处理厂在严遵排水指标的同时控制本身的运营成本是现阶段污水厂亟待解决的问题，而与之伴生的大量的污泥处置又是国家严格要求，必须处理的污染物。除如上所述污水厂往往通过额外添加有机物的方式辅助污水处理中脱氮除磷工艺以保证出水水质外，目前剩余污泥处理大都采用填埋或焚烧，这些常规方法在处理污泥的同时又会给环境带来新的负面效应，包括有机物污染与重金属污染等。并且，污泥填埋也影响城市生活垃圾的填埋，其不但占用大量的有效土地，还会对地表环境和地下水资源造成严重的污染，并且污染土质结构和农作物生长。在污水厂内建立专门的干化脱水处置单元，则要面临投资和运营费用高的双重难题。市政污水污泥含水率高，粘性强，泥水分离难度极大，且其中含有大量的有机物，处理难度和费用巨大，依据国内实际运营的污泥处置场，污泥处置的投资可占整个污水厂投资及运行费用的25%-65%，污水厂负担沉重。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种适用于生活污水厂污泥无害化、资源化、产品化并同时解决污水厂脱氮除磷工艺段碳源投入成本过大问题的污泥资源化利用系统。
本实用新型的技术方案如下：
一种污泥资源化利用系统，包括：污泥进料子系统、污泥高效水解酸化罐、泥水回流子系统、固液分离/碳源清液回流子系统、底泥调理/投料子系统和干化/生产设备;污泥高效水解酸化罐承接污泥进料子系统输入的污泥，将其水解转化为泥水混合液后，一部分经泥水回流子系统循环至污泥高效水解酸化罐，另一部分排入固液分离/碳源清液回流子系统;固液分离/碳源清液回流子系统将分离的上层碳源清液流回污水处理厂补充碳源，将分离的污泥输入底泥调理/投料子系统获得调理污泥;干化/生产设备承接调理污泥，处理后获得生物炭产品。
较佳地，污泥进料子系统包括依次连接的污泥预碱解箱、污泥进料动力泵以及连接至污泥高效水解酸化罐的污泥进料输送管;污水厂出厂污泥经所述污泥预碱解箱预水解后进入污泥进料输送管，由所述污泥进料动力泵提供输送动力，经污泥进料输送管进入污泥高效水解酸化罐，并控制相应投加量和投加速率。
较佳地，污泥高效水解酸化罐包括恒温罐体、搅拌装置、旋转搅拌子、泥水分流排出口;经预碱解的污泥进入水解酸化罐，在所述搅拌装置混匀下完成污泥水解酸化，形成目标泥水混合物，泥水混合物经所述泥水分流排出口进入输送管道，一部分送入固液分离/碳源清液回流子系统，一部分经泥水回流子系统回到污泥高效水解酸化罐。
较佳地，污泥高效水解酸化罐还包括菌剂投放口和泥水样取样口;菌剂投放口和泥水样取样口分别为水解酸化菌投加口和酸化水解泥样分析口，完成污泥水解酸化和酸化效果的评估。
较佳地，泥水回流子系统包括依次连接的泥水混合液流出管、回流动力泵、及连接至恒温罐体的回流进料输送管。自所述水解酸化罐所排的污泥经泥水输送管道，由所述回流动力泵再提升至水解酸化罐，其中所含活性稳定的水解酸化菌在罐体内增殖，继续进行污泥水解酸化环节。
较佳地，固液分离/碳源清液回流子系统包括依次连接的泥水混合液进料输送管、固液分离池、清液输出管、碳源清液回流动力泵、清液回排管。泥水混合液进入固液分离池后，经沉降工艺完成固液分离，上层碳源清液由回流动力泵提供动力，于回流管路输送回污水厂处理的脱氮除磷工艺段作为补充碳源;所述固液分离池底设置底泥排出/输入管，用于剩余污泥的下一步排放输送。
较佳地，底泥调理/投料子系统包括底泥排出/输入管、调理辅料试剂投放装置、污泥调理罐和余泥排出管;余泥将于调理池中完成其性能的调节和优化，并由所述辅料投加装置添入粘土矿物、调理剂和微量营养元素等，形成生物炭制备原料，进入干化/生产设备。
较佳地，干化/生产设备包括高压板框压滤机、干化泥排出/投料线和污泥炭化生产设备;调理池中形成的混合料经运输管进入生产线，在高压板框压滤机中完成脱水干化，运送至所述生物炭生产设备，在该设备中被制成有机生物炭。
本实用新型为同时解决污水厂在保证出水水质的同时降低运营成本和污泥处理的问题，申请人设计污泥资源化利用系统，将污泥中的碳源物质提取返用补充到污水处理工艺，另一方面通过专业化的手段将剩余污泥制备成有机生物炭，应用于土壤改良等方向，既能降低污水厂脱氮除磷工艺进水补充碳源的成本，又能完全解决污泥处置的难题。
本实用新型的优势效果在于：
1、污泥依次经过碱剂预水解和水解酸化两段处理工艺，释放污泥中大量有机质后被分解转化成可供脱氮除磷利用的小分子有机酸，有效补充污水处理工艺的碳源需求。
2、水解酸化罐高效转化污泥有机质，配套设置了泥水回流系统，水解酸化菌在罐体内进行有机质的吸收转化，随泥水排出后部分回流至水解酸化罐，保持水解酸化性能。移除了水解酸化过程的生物处理启动周期，实现连续进料。
3、水解酸化过程提取出的碳源清液回流至污水厂脱氮除磷工艺，补充其所需碳源，为污水处理厂大大节省运营成本。
4、污泥经碱水解、水解酸化、余泥调理等环节的处理，实现了很大程度上的减量，简化了后续的处置污泥量，节约处置成本。
5、污泥经粘土矿物负载并糅合相关的营养物质，可消除一般处置过程中污泥臭味问题。并实现污泥至生物炭的产品化，且不同粘土矿物负载下的生物炭产品具有不同的特征性能，具有功能多样的特点。
