申请日2016.11.03
公开(公告)日2017.05.17
IPC分类号C02F11/00; C02F11/06
摘要
本发明公开了一种污泥处理装置及方法，其中污泥处理装置包括污泥分配池、抽吸泵、接触池和碳源转化池，接触池内安装有陶瓷膜组件，陶瓷膜组件是由陶瓷膜形成的具有一个出口的容器结构，陶瓷膜是由陶瓷颗粒粉体烧结形成的具有孔隙通道的膜;接触池的一端连通污泥分配池，陶瓷膜组件的出口连通抽吸泵，接触池的下端连通碳源转化池;碳源转化池内的下部安装有臭氧曝气器，上部设有尾气出口和碳源溢流出口，碳源溢流出口处连通碳源储存池。本发明提出的污泥处理装置及方法，能够同时实现污泥分离、再生水净化和污泥碳源转化的协同，节约用地，大大降低了运行操作管理的复杂性，降低设施投资费用和运营管理的成本。
权利要求书
1.一种污泥处理装置，包括污泥分配池和抽吸泵，其特征在于，还包括接触池和碳源转化池，其中：
所述接触池内安装有陶瓷膜组件，所述陶瓷膜组件是由陶瓷膜形成的具有一个出口的容器结构，所述陶瓷膜是由陶瓷颗粒粉体烧结形成的具有孔隙通道的膜;所述接触池的一端连通所述污泥分配池，所述陶瓷膜组件的所述出口连通所述抽吸泵，所述接触池的下端连通所述碳源转化池;
所述碳源转化池内的下部安装有臭氧曝气器，上部设有尾气出口和碳源溢流出口，所述碳源溢流出口处连通碳源储存池。
2.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其特征在于，所述接触池内还设有空气曝气器，所述空气曝气器安装在所述陶瓷膜组件的下方以对所述陶瓷膜组件的表面进行空气曝气。
3.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其特征在于，所述碳源转化池的上部设有的所述尾气出口处连接有臭氧尾气处理器。
4.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其特征在于，所述陶瓷膜是由粒径为160～650nm的陶瓷颗粒粉体烧结形成的具有平均直径为25～100nm的孔隙通道的平板状膜。
5.根据权利要求1至4任一项所述的污泥处理装置，其特征在于，所述接触池的下端套设在所述碳源转化池内，且在所述接触池的底部设有斜板导流结构以连通所述碳源转化池。
6.一种污泥处理方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的污泥处理装置对污泥进行处理，包括以下步骤：
S1：将所述污泥分配池内的污泥通入到所述接触池内，所述抽吸泵从所述陶瓷膜组件的所述出口处抽吸能够通过所述陶瓷膜上孔隙通道的污泥中的水;
S2：污泥中未通过所述陶瓷膜上孔隙通道的部分流入到所述碳源转化池内，与所述臭气曝气器输出的臭氧发生反应，反应形成的碳源经过所述碳源溢流出口流入到所述碳源储存池内。
7.根据权利要求6所述的污泥处理方法，其特征在于，步骤S2中所述臭气曝气器输出的臭氧量为25～150mg/L，流入到所述碳源转化池内的污泥与臭氧的接触氧化时间为15～30min。
8.根据权利要求6所述的污泥处理方法，其特征在于，步骤S1还包括采用空气曝气器对所述陶瓷膜组件表面进行空气曝气。
9.根据权利要求6至8任一项所述的污泥处理方法，其特征在于，步骤S2还包括对所述碳源转化池内的臭氧尾气进行处理。
说明书
一种污泥处理装置及方法
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，尤其涉及一种污泥处理装置及方法。
背景技术
目前，城市污水厂剩余污泥处理处置和再生水回用是城市生活污水处理面临的两个重要问题。
城市污水处理厂一般采用活性污泥工艺，其在处理污水过程中产生剩余污泥，这类污泥数量一般是污水数量的1%～2%;而剩余污泥的处理处置方式一般是填埋或者焚烧，这种处理方式在高度城市化的地区，变得日益困难。但是，另一方面，污水脱氮除磷过程中还需要碳源;有些污水处理厂为了弥补碳源的不足，采用另外投加碳源的方式，常用的碳源物质是甲醇和醋酸钠，这会增加污水处理的成本。另外，也有一些将污泥转化成为碳源的研究和实践，其方式是采用厌氧水解处理工艺，将剩余污泥转化成为脂肪酸类物质。一些实践证明，这种工艺方法能够提供足够的有效碳源，但是，这种工艺的缺点是处理时间长，一般为2.5至5小时，相应的占地面积大，臭味大，卫生条件差，而且一些污水厂没有土地空间，难以实施。
再生水资源化利用是城市生活污水处理厂发展的趋势，其原因是一些地区水资源短缺，需要利用再生水作为替代性的水资源，用于促进社会和经济的发展。目前，再生水处理工艺大多数采用强化混凝、直接过滤、纤维布过滤，即：对二沉池出水投加混凝剂，使得水中残留的细小颗粒经过胶体脱稳，形成比较大的絮体，然后再进行石英砂过滤，或者纤维布过滤，去除浊度颗粒，出水浊度一般在5NTU左右;这种再生水一般用于市政绿化和道路清扫等，还不能满足日益提高的需求。
也有一些关于中空纤维膜用于再生水处理方面的研究和实践，但是，中空纤维膜属于有机膜，膜通量比较低(20升/小时-平方米)，而且膜孔容易堵塞，反冲洗频繁，加之有机膜容易老化，寿命短，所以中空纤维膜在再生水处理利用实践中用得不多。
在城市生活污水处理厂，剩余污泥的处理和再生水的处理是分别进行的，这进一步加剧了污水厂土地空间的紧张，增加了运行操作管理的复杂性，增加设施投资费用和经营管理的成本。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种污泥处理装置及方法，能够同时实现污泥分离、再生水净化和污泥碳源转化的协同，节约用地，大大降低了运行操作管理的复杂性，降低设施投资费用和运营管理的成本。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开了一种污泥处理装置，包括污泥分配池、抽吸泵、接触池和碳源转化池，其中：
所述接触池内安装有陶瓷膜组件，所述陶瓷膜组件是由陶瓷膜形成的具有一个出口的容器结构，所述陶瓷膜是由陶瓷颗粒粉体烧结形成的具有孔隙通道的膜;所述接触池的一端连通所述污泥分配池，所述陶瓷膜组件的所述出口连通所述抽吸泵，所述接触池的下端连通所述碳源转化池;
所述碳源转化池内的下部安装有臭氧曝气器，上部设有尾气出口和碳源溢流出口，所述碳源溢流出口处连通碳源储存池。
优选地，所述接触池内还设有空气曝气器，所述空气曝气器安装在所述陶瓷膜组件的下方以对所述陶瓷膜组件的表面进行空气曝气。
优选地，所述碳源转化池的上部设有的所述尾气出口处连接有臭氧尾气处理器。
优选地，所述陶瓷膜是由粒径为160～650nm的陶瓷颗粒粉体烧结形成的具有平均直径为25～100nm的孔隙通道的平板状膜。
优选地，所述接触池的下端套设在所述碳源转化池内，且在所述接触池的底部设有斜板导流结构以连通所述碳源转化池。
本发明还公开了一种污泥处理方法，采用所述的污泥处理装置对污泥进行处理，包括以下步骤：
S1：将所述污泥分配池内的污泥通入到所述接触池内，所述抽吸泵从所述陶瓷膜组件的所述出口处抽吸能够通过所述陶瓷膜上孔隙通道的污泥中的水;
S2：污泥中未通过所述陶瓷膜上孔隙通道的部分流入到所述碳源转化池内，与所述臭气曝气器输出的臭氧发生反应，反应形成的碳源经过所述碳源溢流出口流入到所述碳源储存池内。
优选地，步骤S2中所述臭气曝气器输出的臭氧量为25～150mg/L，流入到所述碳源转化池内的污泥与臭氧的接触氧化时间为15～30min。
优选地，步骤S1还包括采用空气曝气器对所述陶瓷膜组件表面进行空气曝气。
优选地，步骤S2还包括对所述碳源转化池内的臭氧尾气进行处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的污泥处理装置，采用以陶瓷膜构成的陶瓷膜组件为核心的污泥处理系统，陶瓷膜的表面能够截留分离污泥，使能通过陶瓷膜上孔隙通道经过净化的水通过陶瓷膜表面后经抽吸泵抽出，而被截留的污泥则可以进入到碳源转化池内，碳源转化池的下部安装有臭氧曝气器，臭氧曝气器输出的臭氧气流上升搅动污泥向上升流，臭氧对污泥细胞进行氧化破胞，促进溶解性的细胞质释放出来，颗粒态的污泥在上升过程中，随着气流搅拌强度减弱，会转而向下沉淀，与臭氧气流形成逆流接触，再次被氧化，提高污泥氧化程度，提升碳源转化的效率，从而能够在臭氧快速氧化中，破坏污泥颗粒的细胞壁，使其中的溶解性细胞质释放出来，形成溶解性的碳源，并在静态压力作用下自动溢流排出;因此，本发明通过接触池内陶瓷膜组件和碳源转化池内臭氧曝气器的结合使用同时实现污泥的分离、再生水的净化和污泥碳源的快速转化和分离，而且本发明的污泥处理装置可以直接在传统的二沉池中实施，节约用地，便于污水处理厂的升级改造，大大降低了运行操作管理的复杂性，降低设施投资费用和运营管理的成本。
在进一步的方案中，本发明还具有以下有益效果：
在陶瓷膜组件的下方设有空气曝气器，一方面可以实现搅动污泥，另一方面还可以实现对陶瓷膜组件的表面进行擦洗，缓解陶瓷膜组件的表面污染堵塞问题。
陶瓷膜组件进一步通过一定粒径范围内的纳米陶瓷颗粒粉体烧结形成具有纳米孔隙通道的陶瓷膜组成，污泥在通过陶瓷膜的纳米孔隙通道时能够对再生水进行深度过滤处理，从而实现再生水的深度净化。
接触池的下端套设在所述碳源转化池内，且在接触池的底部设有斜板导流结构，以方便被陶瓷膜组件截留的污泥流入到碳源转化池内时能够更好地与臭氧曝气器输出的臭氧发生反应，更进一步提高污泥的碳源转化率。
在对污泥进行处理时，臭气曝气器输出的臭氧量保持在25～150mg/L，污泥与臭氧的接触时间保持在15～30min，一方面使得污泥细胞壁刚好被氧化分裂，促进胞内溶解性的细胞质释放出来，另一方面也避免过度氧化而导致碳源质量下降。
