申请日2017.12.18
公开(公告)日2018.06.01
IPC分类号C02F11/06; C02F11/00
摘要
本发明提供了一种与卡鲁赛尔氧化沟耦合的超声臭氧复合污泥减量方法及其设备，属于剩余污泥处理技术领域;所述方法包括以下步骤：1)将卡鲁赛尔氧化沟的剩余污泥与臭氧混合获得气液混合物;所述臭氧的量为0.01～0.1gO3/gTSS;2)所述气液混合物在超声处理下进行增压污泥减量获得减量化混合液;所述超声频率为50～100KHz，所述超声的声能密度为0.2～0.3w/ml;3)将所述减量化混合液进行磷回收获得磷回收料液，固液分离所述磷回收料液得到的上清液，将所述上清液回流至卡鲁赛尔氧化沟。本发明提供的方法操作简单、成本低、无二次污染。
权利要求书
1.一种与卡鲁赛尔氧化沟耦合的超声臭氧复合污泥减量方法，包括以下步骤：
1)将卡鲁赛尔氧化沟的剩余污泥与臭氧混合获得气液混合物;所述臭氧的量为0.01～0.1gO3/gTSS;
2)所述气液混合物在超声处理下进行增压污泥减量，获得减量化混合液;所述超声处理的频率为50～100KHz，所述超声处理的声能密度为0.2～0.3w/ml;
3)将所述减量化混合液进行磷回收，获得磷回收料液，固液分离所述磷回收料液得到的上清液，将所述上清液回流至卡鲁赛尔氧化沟。
2.根据权利要求1所述的污泥减量方法，其特征在于，步骤2)中所述增压污泥减量的压力为0.05～0.08Mpa，增压污泥减量的时间为45～60min。
3.根据权利要求1或2所述的污泥减量方法，其特征在于，所述增压污泥减量中料液的pH值为6～8。
4.根据权利要求1所述的污泥减量方法，其特征在于，所述磷回收为：向所述减量化混合液中添加碱化剂和磷回收剂。
5.根据权利要求1或4所述的污泥 减量方法，其特征在于，磷回收的时间为20～30min。
6.根据权利要求1所述的污泥减量方法，其特征在于，所述上清液的20～25%体积回流到预缺氧区;50～60%体积回流到好氧区;15～30%体积回流到氧化沟缺氧区。
7.权利要求1～6任意一项所述污泥减量方法使用的设备，包括卡鲁赛尔氧化沟体系，其特征在于，还包括与所述卡鲁赛尔氧化沟体系剩余污泥出料口顺次连接的剩余污泥泵、超声臭氧复合反应器、磷回收反应器和磷回收分离器;
所述设备还包括臭氧发生器，所述臭氧发生器的臭氧出口通过管线与所述剩余污泥泵的入口连接;
所述超声臭氧复合反应器设置超声波发生器，并通过管线与内循环泵和内循环泵射流器连接;
所述磷回收分离器上清液的出口通过管线与所述卡鲁赛尔氧化沟体系连接。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述超声臭氧复合反应器采用密闭圆柱形反应器，所述超声臭氧复合反应器的入料口通过管线与剩余污泥泵的出口连接。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述臭氧发生器的臭氧出口通过管线分别与所述内循环泵射流器的入口和所述剩余污泥泵的入口连接，所述超声臭氧复合反应器的高度直径之比为1:1～1:0.6。
10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述的超声臭氧复合反应器内部设置若干个负载MnO的不锈钢筛网，所述不锈钢筛网的孔径为100～120目，当不锈钢筛网为多个时，相邻不锈钢筛网的垂直间距为200～300mm。
11.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述超声波发生器包括多个杆式超声波发生器，所述杆式超声波发生器横纵交错设置在超声臭氧复合反应器中，垂直方向设置的超声波杆数与水平方向设置的超声波杆数比为2:(0.8～1.2)。
说明书
一种与卡鲁赛尔氧化沟耦合超声臭氧复合污泥减量方法及其设备
技术领域
本发明属于剩余污泥处理技术领域，具体涉及一种与卡鲁赛尔氧化沟耦合的超声臭氧复合污泥减量方法及其设备。
背景技术
活性污泥法是一种污水处理方法，由于该方法成本较低，出水水质好，适用范围广，已经成为当前污水处理厂使用的主要工艺。卡鲁赛尔氧化沟作为活性污泥污水处理技术的主要实施工艺的一种，因脱氮能力强，污泥产率系数低、占地面积小等原因，而被国内外污水处理厂广泛选用。卡鲁赛尔氧化沟工艺构筑物主要包括格栅、厌氧区、氧化沟、二沉池等，具有较高的COD、氨氮的去除效率，是目前技术较为成熟的污水处理工艺。
卡鲁赛尔氧化沟工艺处理废水的过程中会产生大量的剩余污泥。由于剩余污泥的组成成分十分复杂，含水率高，含有致病菌和重金属等污染物，一旦处置失当则会造成二次污染风险。近年来，我国加强了污水处理设施的建设，污水处理能力逐渐增强，由此产生的污泥量也同步增加。目前，剩余污泥的常规处理方法是首先通过浓缩脱水、污泥消化等措施，减少其体积和含水量，再经过卫生填埋、焚烧、土地利用等方式对其进行最终处置。浓缩脱水仅仅是污泥的体积减少，并没有真正实现污泥的削减;污泥消化能够实现剩余污泥的减量，同时回收一部分甲烷，但是其占地面积大，其工艺较为复杂，一般用于大型污水处理厂，同时污泥消化回收甲烷受天气、工艺运行情况等条件限制，甲烷的回收过程稳定性较差，实现稳定运行难度较大;污泥填埋技术占用大量土地资源，并且由于剩余污泥量大且其中含有病原体和重金属等有害物质，有非常高的二次污染风险;焚烧工艺需要先实现污泥干化，消耗大量的能源，并且污泥焚烧技术有可能产生飞灰、SO2等二次污染;污泥生物处理土地利用技术主要是利用蚯蚓等生物实现污泥的减量化，但其占地面积大，并且污泥中重金属、有毒、有害物质的有可能泄露，造成二次污染。
传统的剩余污泥减量方法存在各种弊端，在目前剩余污泥量不断增加的形势下，如何简单、成本低、无二次污染的处理剩余污泥成为剩余污泥处理技术领域亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种操作简单、成本低、无二次污染的与卡鲁赛尔氧化沟耦合的超声臭氧复合污泥减量方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种与卡鲁赛尔氧化沟耦合的超声臭氧复合污泥减量方法，包括以下步骤：1)将卡鲁赛尔氧化沟的剩余污泥与臭氧混合获得气液混合物;所述臭氧的量为0.01～0.1gO3/gTSS;2)所述气液混合物在超声处理下进行增压污泥减量，获得减量化混合液;所述超声处理的频率为50～100KHz，所述超声处理的声能密度为0.2～0.3w/ml;3)将所述减量化混合液进行磷回收，获得磷回收料液，固液分离所述磷回收料液得到的上清液，将所述上清液回流至卡鲁赛尔氧化沟。
优选的，步骤2)中所述增压污泥减量过程的压力为0.05～0.08Mpa，增压污泥减量过程的时间为45～60min。
优选的，所述增压污泥减量过程中料液的pH值为6～8。
优选的，所述磷回收为：向所述减量化混合液中添加碱化剂和磷回收剂。
优选的，磷回收的时间为20～30min。
优选的，所述上清液的20～25%体积回流到预缺氧区;50～60%体积回流到好氧区;15～30%体积回流到氧化沟缺氧区。
本发明还提供了上述方法使用的设备，包括卡鲁赛尔氧化沟体系，还包括与所述卡鲁赛尔氧化沟体系剩余污泥出料口顺次连接的剩余污泥泵、超声臭氧复合反应器、磷回收反应器和磷回收分离器;所述设备还包括臭氧发生器，所述臭氧发生器的臭氧化气体出口通过管线与所述剩余污泥泵的入口连接;所述超声臭氧复合反应器内设置超声波发生器、所述超声臭氧复合反应器外设置内循环泵和内循环泵射流器;所述磷回收分离器上清液的出口通过管线与所述卡鲁赛尔氧化沟体系连接。
优选的，所述超声臭氧复合反应器采用密闭圆柱形反应器，所述超声臭氧复合反应器的入口通过管线与剩余污泥泵的出口连接。
优选的，所述臭氧发生器的臭氧出口通过管线分别与所述内循环泵射流器的入口和所述剩余污泥泵的入料口连接。
优选的，所述超声臭氧复合反应器的高度直径之比为1:1～1:0.6。
优选的，所述的超声臭氧复合反应器内部设置若干个负载MnO的不锈钢筛网，所述不锈钢筛网的孔径为100～120目，当不锈钢筛网为多个时，相邻不锈钢筛网的垂直间距为200～300mm。
优选的，所述超声波发生器包括多个杆式超声波发生器，所述杆式超声波发生器横纵交错设置在超声臭氧复合反应器中，垂直方向设置的超声波杆数与水平方向设置的超声波杆数比为2:(0.8～1.2)。
本发明的有益效果：本发明提供的与卡鲁赛尔氧化沟耦合的超声臭氧复合污泥减量方法，操作简单，在污泥减量过程中，采用高效臭氧水化和超声联合裂解的方式，提高臭氧的利用率，强化污泥的溶胞效果，实现活性污泥的高效减量，降低污泥减量过程的经济成本，提高减量技术的经济适用性;同时针对污泥减量后的有机物、氮、磷含量高的减量化混合液，采用磷回收和分线回流的方式，回收减量化混合液中的磷，并将含氮和有机物的上清液回流至卡鲁赛尔氧化沟，实现上清液的脱氮除磷。本发明所述方法与常规的污泥减量技术相比具有工艺控制简单，占地面积小，充分结合现有的水处理工程，对现有的污水处理系统影响较小，不存在二次污染的风险等优势，对中、小型污水处理厂，以及现有污水厂污泥处理系统的改造有着显著的优势。
