申请日2011.11.02
公开(公告)日2012.05.09
IPC分类号C02F11/04; C02F3/28
摘要
本发明提供一种处理剩余污泥减量同步反硝化的系统及其方法，该系统中的原水注入机构、污泥注入机构、排水机构和排泥机构都分别与主反应器相连接，在主反应器的侧壁上分别设有与控制装置相连接的pH传感器和ORP传感器，在主反应器的顶部设有温控装置。上述系统的实现步骤分为主反应器接种混合污泥后调试并启动控制装置，向主反应器中注入硝化液，通过搅拌器对主反应器中泥浆进行反应并判定是否需要排泥或换泥，沉淀，排水，闲置，计算机对循环次数的设定值进行判断。本发明通过将剩余污泥中的碳源释放出来以用于强化污水脱氮、除磷处理，实现了在同一时间和同一空间内完成碳源的开发与利用，同时降低水厂污泥处置的成本。
权利要求书
1.一种处理剩余污泥减量同步反硝化的系统，包括控制装置、主反 应器、原水注入机构、污泥注入机构以及排水机构与排泥机构，其特征 在于，所述原水注入机构、所述污泥注入机构、所述排水机构和所述排 泥机构都分别与所述主反应器相连接，在所述主反应器的侧壁上分别设 有与所述控制装置相连接的pH传感器和ORP传感器，在所述主反应器 的顶部设有用于控制所述主反应区内部温度的温控装置。
2.根据权利要求1所述的处理剩余污泥减量同步反硝化的系统，其 特征在于，所述原水注入机构由依次连通的硝化液原水池、进水泵与进 水管构成，所述进水管的另一端与所述主反应器相连通;所述污泥注入 机构由依次连通的储泥池、进泥泵与进泥管构成，所述进泥管的另一端 与所述主反应器相连通，所述进泥泵和所述进水泵还分别与所述控制装 置相连接。
3.根据权利要求2所述的处理剩余污泥减量同步反硝化的系统，其 特征在于，所述排水机构由依次连通的排水池、排水泵与排水管构成， 所述排水管的另一端与所述主反应器相连通，所述排水泵与所述控制装 置相连接;所述排泥机构由依次连通的排泥池、排泥泵与排泥管构成， 所述排泥管的另一端与所述主反应器相连通，所述排泥泵与所述控制装 置相连接。
4.根据权利要求3所述的处理剩余污泥减量同步反硝化的系统，其 特征在于，在所述主反应器中设有搅拌器，所述搅拌器与所述控制装置 相连接。
5.根据权利要求4所述的处理剩余污泥减量同步反硝化的系统，其 特征在于，在所述主反应器的顶部还设有排气阀、水封装置与气体取样 口，所述排气阀与外部的气体收集器相连接。
6.一种应用根据权利要求1所述系统，实现剩余污泥减量同步反硝 化脱氮的处理方法，包括以下步骤：
(1)启动系统，主反应器中首次启动的接种污泥由污泥消化系统排 泥和城市污水生物脱氮系统的剩余污泥按一定配比混合而成，调试并启 动控制装置;
(2)启动进水泵，将原水池中的硝化液注入主反应器中，当达到预 先设定的时间后，关闭进水泵和进水阀门;
(3)开启搅拌装置，同时开启温控装置，主反应器中的泥浆进行同 步发酵反应与反硝化反应，并判定是否需要对主反应器进行排泥或换泥 操作;
(4)停止搅拌，并关闭温控装置后，开始沉淀，达到预先设定沉淀 时间后，进入下一道工序;
(5)开启排水阀排水，排水结束，进入下一道工序;
(6)关闭排水阀，开始闲置，当达到预先设定的闲置时间后，系统 读取预先设定的整个反应的循环次数设定值，若未达到预先设定的循环 次数，则系统由在线控制系统自动循环从步骤(2)开始，直至达到预先 设定的闲置时间，进入下一道工序;
(7)计算机对循环次数的设定值进行判断，若达到预先设定的整个 反应的循环次数的设定值，则控制装置自动使系统停止运行，反之，则 从步骤(2)开始重新循环开始处理。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，在步骤(1)中， 首次启动时，主反应器中接种的混合污泥的体积与下次排水结束后混合 污泥的体积相等，并使反应区污泥浓度在完成进水之后维持在 10KgMLSS/m3左右。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，在步骤(3)中， 在搅拌器开始搅拌时，开启用于检测与控制主反应器内部温度的温控装 置，并同时记录pH值和ORP值，以其相关值作为控制参数，根据本次 搅拌时间的长短来进行判定是否需要对主反应器进行排泥或换泥操作。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，当本次搅拌时间 超过给定的最大搅拌时间时，认为此时主反应器中的剩余污泥发酵能力 已经达到一定程度，失去了反硝化能力，则打开排泥阀，开始排泥，按 照排泥量设定排泥时间，排泥结束后停止搅拌与温控装置，开启进泥泵 开始进泥，按照进泥量设定进泥时间，完成主反应器的一次换泥过程， 进入步骤(4);当本次搅拌时间小于给定的最大搅拌时间时，越过换泥 操作，直接进入步骤(4)。
说明书
处理剩余污泥减量同步反硝化的系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种污泥、污水生物处理技术，尤其是一种处理剩余污 泥减量同步反硝化的系统及其方法。
背景技术
对于各类污水生物处理系统而言，有相当部分的原水碳源不可避免 的经过微生物的同化作用转移至剩余污泥相中，这一方面给本来就缺乏 碳源的脱氮除磷系统造成更大的碳源需求缺口，另一方面也增加了后需 污泥处理的负荷及成本，因而，如何将剩余污泥相中的碳源释放出来并 用于强化污水脱氮除磷处理，降低碳耗能耗，对于污水处理厂的可持续 运行方式具有重要意义。
而国内外在剩余污泥内碳源的开发利用上，都习惯性的将内碳源的 开发和利用分开进行，其技术重点在于污泥内碳源的开发，而开发完后 的碳源则需另外的淘洗和管道运输进入常规的反硝化脱氮或除磷系统加 以利用，这类技术在实际应用中可操作性不强，特别是现有水厂的技术 改造方面存在较大的技术障碍和经济阻力。另外，通过独立系统开发出 的内碳源其可生化利用性及副产物对主体工序的其他影响尚未明晰，从 而也为此类内碳源开发技术的推广应用制造了障碍。
发明内容
针对上述技术的不足之处，本发明提供一种通过将剩余污泥中的碳 源释放出来以用于强化污水脱氮、除磷处理，实现了在同一时间和同一 空间内完成碳源的开发与利用的处理剩余污泥减量同步反硝化的系统及 其方法。
为实现上述目的，本发明提供一种处理剩余污泥减量同步反硝化的 系统，包括控制装置、主反应器、原水注入机构、污泥注入机构以及排 水机构与排泥机构，所述原水注入机构、所述污泥注入机构、所述排水 机构和所述排泥机构都分别与所述主反应器相连接，在所述主反应器的 侧壁上分别设有与所述控制装置相连接的pH传感器和ORP传感器，在 所述主反应器的顶部设有用于控制所述主反应区内部温度的温控装置。
所述原水注入机构由依次连通的硝化液原水池、进水泵与进水管构 成，所述进水管的另一端与所述主反应器相连通;所述污泥注入机构由 依次连通的储泥池、进泥泵与进泥管构成，所述进泥管的另一端与所述 主反应器相连通，所述进泥泵和所述进水泵还分别与所述控制装置相连 接。
所述排水机构由依次连通的排水池、排水泵与排水管构成，所述排 水管的另一端与所述主反应器相连通，所述排水泵与所述控制装置相连 接;所述排泥机构由依次连通的排泥池、排泥泵与排泥管构成，所述排 泥管的另一端与所述主反应器相连通，所述排泥泵与所述控制装置相连 接。
在所述主反应器中设有搅拌器，所述搅拌器与所述控制装置相连接。
在所述主反应器的顶部还设有排气阀、水封装置与气体取样口，所 述排气阀与外部的气体收集器相连接。
另外，本发明同时还提供一种实现处理剩余污泥减量同步反硝化的 系统的方法包括以下步骤：
(1)启动系统，主反应器中首次启动的接种污泥由污泥消化系统排 泥和城市污水生物脱氮系统的剩余污泥按一定配比混合而成，调试并启 动控制装置;
(2)启动进水泵，将原水池中的硝化液注入主反应器中，当达到预 先设定的时间后，关闭进水泵和进水阀门;
(3)开启搅拌装置，同时开启温控装置，主反应器中的泥浆进行同 步发酵反应与反硝化反应，并判定是否需要对主反应器进行排泥或换泥 操作;
(4)停止搅拌，并关闭温控装置后，开始沉淀，达到预先设定沉淀 时间后，进入下一道工序;
(5)开启排水阀排水，排水结束，进入下一道工序;
(6)关闭排水阀，开始闲置，当达到预先设定的闲置时间后，系统 读取预先设定的整个反应的循环次数设定值，若未达到预先设定的循环 次数，则系统由在线控制系统自动循环从步骤(2)开始，直至达到预先 设定的闲置时间，进入下一道工序;
(7)计算机对循环次数的设定值进行判断，若达到预先设定的整个 反应的循环次数的设定值，则控制装置自动使系统停止运行，反之，则 从步骤(2)开始重新循环开始处理。
在步骤(1)中，首次启动时，主反应器中接种的混合污泥的体积与 下次排水结束后混合污泥的体积相等，并使反应区污泥浓度在完成进水 之后维持在10KgMLSS/m3左右。
在步骤(3)中，在搅拌器开始搅拌时，开启用于检测与控制主反应 器内部温度的温控装置，并同时记录pH值和ORP值，以其相关值作为 控制参数，根据本次搅拌时间的长短来进行判定是否需要对主反应器进 行排泥或换泥操作。
当本次搅拌时间超过给定的最大搅拌时间时，认为此时主反应器中 的剩余污泥发酵能力已经达到一定程度，失去了反硝化能力，则打开排 泥阀，开始排泥，按照排泥量设定排泥时间，排泥结束后停止搅拌与温 控装置，开启进泥泵开始进泥，按照进泥量设定进泥时间，完成主反应 器的一次换泥过程，进入步骤(4);当本次搅拌时间小于给定的最大搅 拌时间时，越过换泥操作，直接进入步骤(4)。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种剩余污泥减量同步反硝化脱氮优化处理系统及方 法具有以下优点：
1、同步提高污泥减量和反硝化脱氮性能：水解发酵菌群为反硝化菌 群提供碳源，而反硝化菌通过解除产物抑制和提升系统碱度，为前者创 造更优越的发酵环境，两者的协同能达到污泥减量和反硝化效率的同步 提高;
2、剩余污泥减量效果明显：系统中剩余污泥减量基本等于甚至优于 常规的厌氧消化系统，这在较大程度上降低了后续剩余污泥处理处置的 压力。
3、自动化控制程度高：通过反应过程中pH和ORP的变化趋势指示 污泥发酵以及反硝化的进程，并以此完成对系统进排水，进排泥的实时 精确控制，建立起以达到污泥减量和污泥反硝化程度最大化为目的过程 控制方法，同步提高系统的稳定性和处理性能。
4、节省建设和改造成本，可推广性强：省去了内碳源淘洗和输配过 程，并可通过对初沉池或污泥浓缩池简易改造实现。
