申请日2011.07.15
公开(公告)日2013.01.16
IPC分类号C02F9/14; C02F11/00; C08J11/08; C08L67/04; C12N1/00; C09K101/00; C09K17/00; C02F3/28; C02F3/02; C02F3/30; C02F1/78; C05G1/00
摘要
本发明提供一种污水处理厂污水污泥的深度处理和综合利用工艺，包括：将污水依次进行厌氧水解反应、好氧反应、反硝化反应，在上述处理过程中会产生活性污泥;将反硝化反应后水体进一步处理成达国家规定中水标准的中水，中水使用后返回继续进行厌氧水解反应，以及将其产生的活性污泥，制取可降解塑料、微生物蛋白、肥料、土壤改良剂、建筑材料中的一种或多种。本发明使污水处理厂的污水和污泥变成能循环利用的资源，实现了可持续发展的污水处理厂零排放的生态产业链。
权利要求书
1.一种污水处理厂污水污泥的深度处理和综合利用工艺，其特征在于， 包括如下步骤：
步骤1，将污水在厌氧池中进行厌氧水解反应，然后引入曝气池进行 好氧反应;
步骤2，将经过好氧反应处理后的水体，引入反硝化反应池进行反硝 化反应;
步骤3，将经反硝化反应处理后的水体进一步处理成达到国家规定的 中水水质标准的中水，所述中水在使用后进入城市污水排水管网系统、又 返回到所述厌氧池中以继续执行所述步骤1，
其中，执行上述步骤1至步骤3时产生活性污泥，将所述活性污泥处理成为肥料、建筑材料和土壤改良剂中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的污水处理厂污水污泥的深度处理和综合利用 工艺，其特征在于，
将所述活性污泥依次经过有机溶剂萃取可降解塑料，以及对萃取可降 解塑料后的剩余残渣进行重金属稳定化处理，以制取肥料、建筑材料和土 壤改良剂中的一种或多种;或者
将所述活性污泥依次经过酸法水解/碱法水解提取微生物蛋白，以及对 提取微生物蛋白后的剩余残渣进行重金属稳定化处理，以制取肥料、建筑 材料和土壤改良剂中的一种或多种;或者
将所述活性污泥依次经过有机溶剂萃取可降解塑料、酸法水解/碱法水 解提取微生物蛋白，以及对提取微生物蛋白后的剩余残渣进行重金属稳定化处理，以制取肥料、建筑材料和土壤改良剂中的一种或多种;或者
将所述活性污泥直接经重金属稳定化处理后，以制取肥料、建筑材料 和土壤改良剂中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的污水处理厂污水污泥的深度处理和综合利用 工艺，其特征在于，
所述重金属稳定化处理中使用硫化氢、硫化钡、硫化钠、硫化钙中的 一种或多种作为稳定剂，以使所述重金属转变成遇水不溶性的重金属硫化 物，或使用硅酸钠所述稳定剂，以使所述重金属转变成硅酸盐。
4.根据权利要求2所述的污水处理厂污水污泥的深度处理和综合利用 工艺，其特征在于，
在以碱法水解提取微生物蛋白的情形下，对于以碱法水解提取微生物 蛋白时所形成的重金属氢氧化物，进行加热脱水后形成水不溶性氧化物。
5.根据权利要求2所述的污水处理厂污水污泥的深度处理和综合利用 工艺，其特征在于，所述建筑材料包括蛋白塑料。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的污水处理厂污水污泥的深度处理 和综合利用工艺，其特征在于，
将经反硝化反应处理后的水体，依次经过臭氧催化氧化反应、膜法脱 盐、消毒灭菌，使得出水达到国家规定的中水水质标准;或者，
将经反硝化反应处理后的水体，依次经过臭氧催化氧化反应、消毒灭 菌，使得出水达到国家规定的中水水质标准。
7.根据权利要求6所述的污水处理厂污水污泥的深度处理和综合利用 工艺，其特征在于，用膜法、超声波法、微波法、超临界氧化法、高级化 学氧化法中的任一种代替所述臭氧催化氧化反应。
8.根据权利要求6所述的污水处理厂污水污泥的深度处理和综合利用 工艺，其特征在于，
所述臭氧催化氧化反应采用载纳米二氧化钛的活性炭作为催化剂。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的污水处理厂污水污泥的深度处理 和综合利用工艺，其特征在于，在进行所述厌氧水解反应时，水中的溶解 氧DO≤1.5mg/L;在进行所述好氧反应处理时，水中的溶解氧DO≥ 3.0mg/L;在进行所述反硝化反应时，水中的溶解氧DO≤2.0mg/L。
10.根据权利要求9所述的污水处理厂污水污泥的深度处理和综合利 用工艺，其特征在于，所述厌氧池、曝气池、反硝化反应池中均采用悬浮 滤料、卵石、各种砂石料、活性悬浮颗粒污泥、活性污泥、各种塑料制品 中的一种或多种作为微生物载体，所述微生物载体的用量为1-10%(体积 百分含量)。
说明书
污水处理厂污水污泥的深度处理和综合利用工艺
技术领域
本发明涉及环境保护领域、污水污泥处理领域，具体地，涉及一种污 水处理厂污水污泥的深度处理和综合利用工艺。
背景技术
“十二五”规划将要求县级镇、尤其是重点镇建立污水处理厂。目前 全国范围内的县级镇有三万多个，重点镇有一万多个。污水量会随着人口 总量的增加而增加。按照一般预测，中国人口要在2020年至2025年间达 到顶峰，污水量也将在2020年左右达到最高峰，这个量非常巨大。全国目 前已经建成投产运行的污水处理厂共计100多座，能够满负荷运行的污水 处理厂仅约1/3，不少污水处理厂出现污水未经处理偷排现象，发挥不了建 设污水处理厂应有的效益;尤其我国每天产生含水量80%的湿污泥7.5万 吨，产量巨大且处理费用高，污泥的处理处置普遍没有得到解决，因此造 成的二次污染问题逐步显现。出现污泥未经稳定化处理，采用购地露天堆 放或农用。致使病原菌、恶臭、重金属等污染环境严重。
虽然有一些城镇污水处理厂，将一部分处理后出水，采用絮凝法或膜 法深度处理至中水回用;但是由于投资高，不宜推广。
传统的污泥处理处置法，采用机械脱水后，将含水率为80%左右的污 泥，土地填埋或堆肥;或厌氧消化和好养消化后作农肥。而污泥中的重金 属只能部分被稳定化，长期农用仍存在重金属的积累或二次污染问题;又 由于处理后出水和活性污泥中的微生物资源尚未得到充分利用，污水处理 厂既不能达到污水和污泥的零排放，又出现不少城镇污水处理厂处于即使 建得起，也养不起的困境。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种污水处理厂 污水污泥的深度处理和综合利用工艺，使污水和污泥成为能够循环利用的 资源，形成污水处理厂零排放的生态产业链。
为实现上述目的，本发明提供一种污水污泥的深度处理和综合利用工 艺，包括如下步骤：步骤1，将污水在厌氧池中进行厌氧水解反应，然后 引入曝气池进行好氧反应;步骤2，将经过好氧反应处理后的水体，引入 反硝化反应池进行反硝化反应;步骤3，将经反硝化反应处理后的水体进 一步处理成达到国家规定的中水水质标准的中水，中水在使用后进入城市 污水排水管网系统、又返回厌氧池中以继续执行步骤1，其中，执行上述 步骤1至步骤3时产生活性污泥，将活性污泥处理成为肥料、建筑材料和 土壤改良剂中的一种或多种。
优选地，将所述活性污泥依次经过有机溶剂萃取可降解塑料、以及对 萃取可降解塑料后的剩余残渣进行重金属稳定化处理，以制取肥料、建筑 材料和土壤改良剂中的一种或多种;或者，将所述活性污泥依次经过酸法 水解/碱法水解提取微生物蛋白，以及对提取微生物蛋白后的剩余残渣进行 重金属稳定化处理，以制取肥料、建筑材料和土壤改良剂中的一种或多种; 或者，将所述活性污泥依次经过有机溶剂萃取可降解塑料、酸法水解/碱法 水解提取微生物蛋白，以及对提取微生物蛋白后的剩余残渣进行重金属稳 定化处理，以制取肥料、建筑材料和土壤改良剂中的一种或多种;或者， 将所述活性污泥直接经重金属稳定化处理后，以制取肥料、建筑材料和土 壤改良剂中的一种或多种。
优选地，重金属稳定化处理中使用硫化氢、硫化钡、硫化钠、硫化钙 中的一种或多种作为稳定剂，以使重金属转变成遇水不溶性的重金属硫化 物，或使用硅酸钠所述稳定剂，以使重金属转变成硅酸盐。
优选地，在以碱法水解提取微生物蛋白的情形下，对于以碱法水解提 取微生物蛋白时所形成的重金属氢氧化物，进行加热脱水后形成水不溶性 氧化物。
优选地，建筑材料包括蛋白塑料。
优选地，将经反硝化反应处理后的水体，依次经过臭氧催化氧化反应、 膜法脱盐、消毒灭菌，使得出水达到国家规定的中水水质标准;或者，将 经反硝化反应处理后的水体，依次经过臭氧催化氧化反应、消毒灭菌，使 得出水达到国家规定的中水水质标准。
优选地，用膜法、超声波法、微波法、超临界氧化法、高级化学氧化 法中的任一种代替臭氧催化氧化反应。
优选地，臭氧催化氧化反应采用载纳米二氧化钛的活性炭作为催化剂。
优选地，在进行厌氧水解反应时，水中的溶解氧DO≤1.5mg/L;在进 行好氧反应处理时，水中的溶解氧DO≥3.0mg/L;在进行反硝化反应时， 水中的溶解氧DO≤2.0mg/L。
优选地，厌氧池、曝气池、反硝化反应池中均采用悬浮滤料、卵石、 各种砂石料、活性悬浮颗粒污泥、活性污泥、各种塑料制品中的一种或多 种作为微生物载体，微生物载体的用量为1-10%(体积百分含量)。
本发明的有益效果在于：通过将曝气池的前端的水体进行厌氧水解反 应，然后再依次进行好氧处理和反硝化反应处理，将经反硝化反应处理后 的水体进一步处理成达到国家规定的中水水质标准的中水，本发明能够产 生符合国家规定的中水以循环利用，而且本发明还将活性污泥生产可降解 塑料、微生物蛋白、农用复合肥、土壤改良剂等，从而使得污水污泥成为 能够循环利用的资源，形成了一个零排放的生态产业链。
