申请日2019.07.19
公开(公告)日2019.10.11
IPC分类号C02F11/10; C02F11/12; C02F11/121; C02F11/122; C02F9/04; C05C11/00; C02F101/10; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种生化污泥内碳源利用方法，涉及污泥处理技术领域，主要为了解决现有方法带来的水质超标、影响污泥活性的问题;步骤如下：1)污水厂生化污泥进行热水解处理;2)生化污泥经热水解处理后，将污泥热水解产物与污水处理厂处理出水进行混合，在混合液中投加氯化镁进行反应，再将混合液进行沉淀;3)将沉淀后的底部污泥残渣进行板框压滤脱水处理，4)将沉淀后的上部液体砂滤处理，然后进行纳滤膜分离处理;本申请将生化污泥热水解产物依次进行水洗、氯化镁药剂反应、沉淀分离、砂滤处理和纳滤膜分离处理，分离去除热水解产物中的大部分含氮、含磷化合物以及惰性杂质，处理后的热水解产物可作为碳源回用于污水厂生化处理系统。
权利要求书
1.一种生化污泥内碳源利用方法，其特征在于，步骤如下：
1)污水厂生化污泥经浓缩和常规机械脱水后，含水率为80-85%，将其进行热水解处理;
2)生化污泥经热水解处理后，将污泥热水解产物与污水处理厂处理出水进行混合，然后在混合液中投加氯化镁进行反应，再将混合液进行沉淀;
3)将沉淀后的底部污泥残渣进行板框压滤脱水处理;
4)将沉淀后的上部液体先进行砂滤处理，去除液体中的颗粒性杂质;然后进行纳滤膜分离处理;液体中的有机物被纳滤膜截留，得到的纳滤截留液回流用作污水厂生化处理系统反硝化所需碳源，液体中的铵根离子、氯离子透过纳滤膜，透过液中富集了氨氮，进一步制成氮肥。
2.根据权利要求1所述的生化污泥内碳源利用方法，其特征在于，步骤1)中所述污泥热水解过程的工艺参数如下：热水解温度为160-180℃，热水解压力为0.55-0.6MPa，热水解反应时间30min。
3.根据权利要求1或2所述的生化污泥内碳源利用方法，其特征在于，步骤2)中污泥热水解产物与污水厂处理出水的体积比为1：5-10。
4.根据权利要求3所述的生化污泥内碳源利用方法，其特征在于，步骤2)中混合搅拌反应时间为30min。
5.根据权利要求4所述的生化污泥内碳源利用方法，其特征在于，步骤2)中氯化镁投加浓度为混合液中磷质量浓度的4-4.5倍，搅拌反应时间为30min。
6.根据权利要求1所述的生化污泥内碳源利用方法，其特征在于，步骤2)中沉淀时间为2-3h。
7.根据权利要求1所述的生化污泥内碳源利用方法，其特征在于，步骤4)中压滤脱水得到泥饼的含水率为55-60%。
说明书
一种生化污泥内碳源利用方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，具体是一种生化污泥内碳源利用方法。
背景技术
我国大部分城市生活污水、工业污水目前普遍存在进水有机物浓度偏低、碳氮比值偏低的问题，使得生物反硝化脱氮所需的碳源不足，导致处理出水总氮难以达标。往往需要投加葡萄糖、乙酸钠等外部碳源，以维持反硝化脱氮所需碳源，这既增加了污水处理药剂耗费，又增大了污水厂剩余污泥产量。另外，由于污水生化处理过程中产生大量剩余污泥，如能通过对生化污泥进行处理使污泥中的有机质释放出来，并利用释放出的有机质作为污水处理反硝化脱氮所需碳源，则即可以节省污水处理所需外加碳源的耗费，又可以使生化污泥资源化，降低污水厂总体运行成本。
热水解是一种生化污泥溶胞破壁处理技术。该技术采用高温、高压对生化污泥进行热水解与闪蒸处理，使生化污泥中的胞外聚合物和大分子有机物发生水解，并破坏污泥中微生物的细胞壁，使微生物胞内的碳水化合物、蛋白质及脂肪发生水解，转化为糖类、氨基酸和脂肪酸等易生物降解有机物，该部分物质可作为污水处理反硝化脱氮所需碳源。但由于热水解产物中，除了转化生成的易生物降解物质外，还含有氮、磷化合物以及不溶性惰性杂质;如将热水解产物不经处理直接回流至原污水处理系统，一方面会造成污水处理的氮、磷负荷增加，使污水厂出水水质可能超标，另一方面会造成惰性杂质在生化系统中的累积，影响污泥活性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生化污泥内碳源利用方法，。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种生化污泥内碳源利用方法，步骤如下：
1)污水厂生化污泥经浓缩和常规机械脱水后，含水率为80-85%，将其进行热水解处理;
2)生化污泥经热水解处理后，将污泥热水解产物与污水处理厂处理出水进行混合，然后在混合液中投加氯化镁进行反应，再将混合液进行沉淀;
3)将沉淀后的底部污泥残渣进行板框压滤脱水处理;
4)将沉淀后的上部液体先进行砂滤处理，去除液体中的颗粒性杂质;然后进行纳滤膜分离处理;液体中的有机物被纳滤膜截留，得到的纳滤截留液回流用作污水厂生化处理系统反硝化所需碳源，液体中的铵根离子、氯离子透过纳滤膜，透过液中富集了氨氮，进一步制成氮肥。
在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：
在一种可选方案中：步骤1)中所述污泥热水解过程的工艺参数如下：热水解温度为160-180℃，热水解压力为0.55-0.6MPa，热水解反应时间30min。
在一种可选方案中：步骤2)中污泥热水解产物与污水厂处理出水的体积比为1：5-10。
在一种可选方案中：步骤2)中混合搅拌反应时间为30min。
在一种可选方案中：步骤2)中氯化镁投加浓度为混合液中磷质量浓度的4-4.5倍，搅拌反应时间为30min。
在一种可选方案中：步骤2)中沉淀时间为2-3h。
在一种可选方案中：步骤4)中压滤脱水得到泥饼的含水率为55-60%。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)在热水解过程中，生化污泥中微生物的细胞壁被破坏，微生物细胞内的碳水化合物、蛋白质及脂肪发生水解，转化为糖类、氨基酸和脂肪酸等可溶性或微溶性物质;
(2)在混合水洗过程中，污泥热水解反应生成的可溶性或微溶性物质经稀释转移至水洗液中;
(3)在药剂反应过程中，投加的氯化镁与污泥热水解产物中的含氮、含磷化合物反应，生成磷酸铵镁沉淀;
(4)在沉淀分离过程中，污泥热水解产物中的不溶性惰性残渣被分离去除，同时，污泥热水解产物中的大部分含氮与含磷化合物通过形成磷酸铵镁沉淀被去除;污泥热水解产物中的可溶性或微溶性的易生物降解有机物在沉淀池上部液体中，回流至污水厂生化处理系统，既可以用作反硝化脱氮所需碳源，又不会增加污水厂氮、磷处理负荷;
(5)由于沉淀分离后的底部污泥残渣无机质含量高，混合液挥发性悬浮固体浓度与混合液悬浮固体浓度的比值为30-40%;因此该污泥残渣的脱水性能好，经板框压滤脱水后得到的泥饼含水率相比常规生化污泥脱水泥饼的含水率低，为55-60%;
(6)沉淀池上部液体中含有污泥热水解生成的可溶性易生物降解有机物、以及未和含磷化合物形成沉淀的含氮化合物，该含氮化合物的主要形式是铵根离子，将沉淀池上部液体先经砂滤处理去除颗粒性杂质，再进行纳滤膜截留分离处理;水中的一价离子(铵根离子和氯离子等)可透过纳滤膜，而水中的有机物则被纳滤膜截留，即通过纳滤处理将液体中的有机物和氨氮实现了分离;
(7)经纳滤膜处理后，得到的截留液中富含糖类、氨基酸和脂肪酸等易生物降解有机物，可回流至污水厂生化处理系统，既可以用作反硝化脱氮所需碳源，又不会增加污水厂氮、磷处理负荷;而纳滤透过液中富集了氨氮，可进一步制成氮肥。（发明人：魏伟;肖凡;胡伟）
