申请日2012.12.20
公开(公告)日2013.04.17
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明涉及一种污泥强化预处理方法。具体步骤为：将活性污泥通过固液分离系统将污泥絮体与上清液分开，上清液经由树脂软化器软化后，显著降低了上清液中的二三价金属阳离子含量，软化后的上清液进入接触反应器，接触反应器中内置搅拌系统，使软化出水与污泥充分接触。通过反复循环运行软化，上清液中的金属离子含量将远远低于污泥絮体中的金属离子含量，浓度梯度迫使污泥胞外聚合物甚至是污泥细胞内的金属离子向水溶液中迁移，致使污泥絮体的电荷失衡，大量的带负电荷的多糖、蛋白质等物质将会释放至水中，增加了溶解性有机物含量，从而提高了污泥的可生化性能。同时，当大量的有机物释放到水中时，吸附或包裹在胞外聚合物中的微小沙粒由于胞外聚合物的解体而被释放出来，起到了除沙的作用。
权利要求书
1.一种污泥强化预处理方法，其特征在于采用污泥强化预处理装置进行处理，所述装置由接触反应器(1)、搅拌系统(2)、沉淀池(4)、膜处理系统(6)和树脂软化器(8)组成，其中：接触反应器(1)下部一侧通过第一泵(3)和管道连接沉淀池(4)顶部进水口，沉淀池(4)底部通过第二泵(9)和管道连接接触反应器(1)中上部进水口，沉淀池(4)上部出水口通过计量泵(5)和管道连接膜处理系统(6)顶部进水口，位于膜处理系统(6)的膜组件上部出水口通过泵和管道接于树脂软化器(8)顶部，树脂软化器(8)底部通过管道和泵连接接触反应器(1)上部进水口;膜处理系统底部通过管道连接曝气器(7);具体步骤如下：
将城市生活污水处理厂的活性污泥注入到接触反应器(1)中，搅拌系统(2)使污泥混合均匀，污泥经由第一泵(3)进入沉淀池(4)，污泥经沉淀后的上清液由计量泵(5)注入到膜处理系统(6)中，曝气器(7)持续曝气，避免上清液中的污泥絮体或胶体物质堵塞膜组件，膜组件的出水进入树脂软化器(8)中，通过树脂软化后的上清液回流至接触反应器(1)中，与污泥 充分混合接触，沉淀池(4)中沉淀的污泥经由第二泵(9)回流至接触反应器(1)中;软化的上清液中二三价金属阳离子含量降低;通过反复循环运行软化，上清液中的二三价金属阳离子含量将远远低于污泥絮体中的二三金属阳离子含量，浓度梯度迫使污泥细胞外聚合物甚至是污泥细胞内的金属离子向水溶液中迁移，致使污泥絮体的电荷失衡，大量的带负电荷的多糖、蛋白质物质将会释放至水中，增加了溶解性有机物含量，从而提高污泥的可生化性能。
2.同时，当大量的有机物释放到水中时，吸附或包裹在胞外聚合物中的微小沙粒由于胞外聚合物的解体而被释放出来，起到了除沙的作用;出水排放。
3.根据权利要求1所述的污泥强化预处理方法，其特征在于所述树脂软化器中填充的树脂为强酸树脂、弱酸树脂或螯合树脂中任一种，树脂再生后为Na型。
4.根据权利要求1所述的污泥强化预处理方法，其特征在于总运行时间即固体停留时间为1-24h。
5.根据权利要求1所述的污泥强化预处理方法，其特征在于所述接触系统采用增力电动搅拌器。
6.根据权利要求1所述的污泥强化预处理方法，其特征在于膜过滤系统的出水浊度小于1.0NTU。
7.根据权利要求1所述的污泥强化预处理方法，其特征在于所述树脂软化器的流速为10-40BV/h。
8.根据权利要求1所述的污泥强化预处理方法，其特征在于所述树脂软化器为2台以上。
说明书
一种污泥强化预处理方法
技术领域
本发明涉及一种污泥强化预处理方法，用于降低污泥中微生物胞外聚合物(EPS)的含量与粘性，提高污泥的生物处理性能，属于固体废弃物处理技术领域。
背景技术
胞外聚合物(EPS)是活性污泥絮体的主要组成部分，直接覆盖于细菌细胞壁外，其数量的多寡和组分的改变会对活性污泥絮体的表面特性产生影响，进而影响活性污泥的吸附和絮凝性能，从而最终影响到污水生物处理的效率。EPS中含有多糖、蛋白质与脂类等物质，是使污泥表面带负电的主要成分，因此在污水处理过程中，EPS吸附了大量的二三价金属阳离子，而这些金属阳离子对于污泥絮体尤其是胞外聚合物的物理化学特性有着重要的作用。有研究表明把活性污泥絮体置于含有EDTA 的缓冲溶液时，污泥表面的金属离子被络合掉，导致污泥的表面电荷减少，Zata电位下降，致使细菌释放出带负电的多糖类物质，因此，当降低污泥中的金属离子浓度时，会释放出更多的带负电性的多糖类物质等，从而增加了溶解性有机物的含量，提高污泥的可生化性能，同时去除污泥絮体中的含沙量，有利于后续的污泥处理与处置。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种污泥强化预处理方法。
本发明由接触反应器、固液分离系统以及树脂软化器3个主要部分组成。本发明技术将活性污泥通过固液分离系统将污泥絮体与上清液分开，上清液经由树脂软化器软化后，显著降低了上清液中的二三价金属阳离子含量，软化后的上清液进入接触反应器，接触反应器中内置搅拌系统，使软化出水与污泥充分接触。通过反复循环运行软化，上清液中的金属离子含量将远远低于污泥絮体中的金属离子含量，浓度梯度迫使污泥胞外聚合物甚至是污泥细胞内的金属离子向水溶液中迁移，致使污泥絮体的电荷失衡，大量的带负电荷的多糖、蛋白质等物质将会释放至水中，增加了溶解性有机物含量，从而提高了污泥的可生化性能。同时，当大量的有机物释放到水中时，吸附或包裹在胞外聚合物中的微小沙粒由于胞外聚合物的解体而被释放出来，起到了除沙的作用。
本发明提出的一种污泥强化预处理方法，采用污泥强化预处理装置进行处理，所述装置由接触反应器1、搅拌系统2、沉淀池4、膜处理系统6和树脂软化器8组成，其中：接触反应器1下部一侧通过第一泵3和管道连接沉淀池4顶部进水口，沉淀池4底部通过第二泵9和管道连接接触反应器1中上部进水口，沉淀池4上部出水口通过计量泵5和管道连接膜处理系统6顶部进水口，位于膜处理系统6的膜组件上部出水口通过泵和管道接于树脂软化器8顶部，树脂软化器8底部通过管道和泵连接接触反应器1上部进水口;膜处理系统底部通过管道连接曝气器7;具体步骤如下：
将城市生活污水处理厂的活性污泥注入到接触反应器1中，搅拌系统2使污泥混合均匀，污泥经由第一泵3进入沉淀池4，污泥经沉淀后的上清液由计量泵5注入到膜处理系统6中，曝气器7持续曝气，避免上清液中的污泥絮体或胶体物质堵塞膜组件，膜组件的出水进入树脂软化器8中，通过树脂软化后的上清液回流至接触反应器1中，与污泥充分混合接触，沉淀池4中沉淀的污泥经由第二泵9回流至接触反应器1中;软化的上清液中二三价金属阳离子含量降低;通过反复循环运行软化，上清液中的二三价金属阳离子含量将远远低于污泥絮体中的二三金属阳离子含量，浓度梯度迫使污泥细胞外聚合物甚至是污泥细胞内的金属离子向水溶液中迁移，致使污泥絮体的电荷失衡，大量的带负电荷的多糖、蛋白质物质将会释放至水中，增加了溶解性有机物含量，从而提高污泥的可生化性能。同时，当大量的有机物释放到水中时，吸附或包裹在胞外聚合物中的微小沙粒由于胞外聚合物的解体而被释放出来，起到了除沙的作用;出水排放。
本发明中，所述树脂软化器中填充的树脂为强酸树脂、弱酸树脂或螯合树脂中任一种，树脂再生后为Na型。
本发明中，总运行时间即固体停留时间为1-24h。运行时间为接触池里的污泥上清液全部循环一次的时间，即为接触池体积除以树脂软化器的出水流速。
本发明中，所述接触系统采用增力电动搅拌器。
本发明中，膜过滤系统的出水浊度小于1.0NTU。
本发明中，所述树脂软化器的流速为10-40BV/h。
本发明提供的污泥强化预处理方法具有以下优点：
1、在本发明提供的污泥强化预处理方法中，采用树脂吸附上清液中的金属离子，污泥与上清液之间的浓度梯度迫使污泥胞外聚合物甚至是污泥细胞内的金属离子向水溶液中迁移，致使污泥絮体的电荷失衡，大量的带负电荷的多糖、蛋白质等物质将会释放至水中，增加了溶解性有机物含量，从而提高了污泥的可生化性能;
2、本发明提供的污泥强化预处理方法，可以改变污泥絮体内部的电荷平衡，导致胞外聚合物溶解，降低胞外聚合物的粘度，则存在于絮体内部的细小颗粒的沙石可以脱离胞外聚合物的粘结沉积在固液分离器的底部，通过机械排泥去除，解决了后续污泥处理处置设施中因污泥中携带的沙石磨损设备的问题;
3、树脂可以反复再生重复使用，且再生方法简单，效果稳定，吸附金属阳离子的速度快，具有经济可行性。
总之，本发明提供的污泥强化预处理方法采用树脂吸附污泥中的金属离子，能有效释放出胞外聚合物中的有机物，不仅提高了污泥的可生化性能，还去除了存在于絮体中的沙石，解决了污泥中携带的沙石对设备的磨损问题，有利于后续的处理处置的效率及其相关设备的保养。另一方面，本发明提供的污泥强化预处理方法中采用的树脂已具有成套应用工业，可以反复再生重复使用，且再生方法简单，效果稳定，运行成本较低廉，具有良好的社会效益和经济效益。
