申请日20200714
公开(公告)日20201002
IPC分类号C02F11/00; C02F11/02; C02F11/04; C02F3/34; C12M1/33; C12M1/42; C02F101/30
摘要
本发明涉及以活性污泥法作为污水处理工艺的生活污水和工业废水处理技术领域，尤其涉及一种污泥减量及碳源回用的超声波处理系统，包括污泥切割机、污泥泵、超声波污泥处理设备、压力表、流量计、污泥浓度计和控制系统。本系统破坏污泥絮体结构和污泥中微生物细胞壁，使细胞质和酶从细胞中溶出，这些有机质回流至生化池一部分作为补充脱氮除磷碳源，另一部分作为营养源被厌氧或好氧微生物消耗掉，实现从根本上、实质上减少污泥产生量。本系统是一套自动化程度高、模块化、声能转化率高、便于运输安装、适合市政污水处理厂的超声波污泥处理系统。
权利要求书
1.一种污泥减量及碳源回用的超声波处理系统，主要包括超声波污泥处理系统，其特征在于：所述的超声波污泥处理系统进料口与生化污水处理系统的污泥浓缩池排泥口相连通，所述的超声波污泥处理系统出料口与生化污水处理系统的厌氧或缺氧段相连通;其中，所述的超声波污泥处理系统包括污泥切割机(2)、污泥泵(3)、超声波污泥处理设备(4)、压力表(7)、流量计(8)、污泥浓度计(6)和控制系统(5);所述的污泥切割机预处理生化污水处理系统的浓缩池污泥，污泥切割机(2)出口连接污泥泵(3)，污泥泵(3)与超声波污泥处理设备(4)相连，超声波污泥处理设备(4)的出口连接流量计(8)，流量计(8)与压力表(7)相连，压力表(7)与污泥浓度计(6)相连，再经管道回流至生化污水处理系统厌氧或缺氧段，构成一套能够碳源回用的超声波原位污泥减量系统。
2.根据权利要求1所述的污泥减量及碳源回用的超声波处理系统，其特征在于：所述污泥切割机(2)安装于超声波污泥处理设备(4)的前端，有利于减少后端超声波污泥处理设备的损耗。
3.根据权利要求1所述的污泥减量及碳源回用的超声波处理系统，其特征在于：所述污泥浓度计(6)、压力表(7)、污泥泵(3)、流量计(8)与控制系统(5)协同工作，确保超声波污泥处理系统的作用效果。
4.根据权利要求1所述的污泥减量及碳源回用的超声波处理系统，其特征在于：所述超声波污泥处理设备(4)包含进出泥管道、反应釜、超声波换能器、智能电源和隔声系统。
5.根据权利要求1所述的污泥减量及碳源回用的超声波处理系统，其特征在于：所述污泥切割机与污泥泵之间、超声波污泥处理设备前后、超声波污泥处理系统与水处理系统污泥浓缩池和厌氧或缺氧段连通的污泥管道之间分别设置阀门。
6.根据权利要求1所述的污泥减量及碳源回用的超声波处理系统，其特征在于：所述的超声波污泥处理设备(4)采用2～8只反应釜串联连接，所述超声波换能器的频率为20kHz～50kHz，恒定功率为1kW～2kW的工作条件下运行。
说明书
一种污泥减量及碳源回用的超声波处理系统
技术领域
本发明涉及污泥处理和市政污水处理技术领域，主要是一种污泥减量及碳源回用的超声波处理系统。
背景技术
随着经济发展过程中对环境保护意识的不断加强，城镇污水处理行业在过去的二十年里迅速发展，我国城镇污水处理率从1998年的不足16.2%上升至2017年底的95%，环境效益显著。住房和城乡建设部“全国城镇污水处理管理信息系统”数据统计结果显示，2017年底我国已建成城镇污水处理厂5192座，污水处理能力达1.93亿m3/d，为保障国家的污水减排目标实现和水环境改善，做出了巨大贡献。当前，我国污水处理厂每年产生的市政污泥(含水率为80%)已超过3000万t，伴随污水处理量的增加剩余污泥也大量增加，污泥处理处置形势十分严峻。
我国目前污泥处理处置的方式主要包括污泥厌氧消化和好氧堆肥后的土地利用、焚烧、填埋、建材利用等。据住房和城乡建设部“城镇水务管理信息系统”统计，我国2018年上半年产生的1800万t市政污泥(含水率80%)中用于土地利用占26.5%，建材利用占14.4%，焚烧利用的占25.0%，卫生填埋的占24.1%，另有约9.3%的被其他方式综合处理。在上述处理处置的污泥中，采用露天堆放和外运的污泥部分未得到有效处置，在此过程中伴随着严重的重金属、有机污染物和细菌等有害物质的二次污染;采用卫生填埋处理的污泥虽然处理方法简单易行，但是污泥填埋占用大量土地资源，处理不当污泥的渗出液极易造成地下水污染。此外，目前污水处理厂普遍存在进水COD低的问题，无法满足脱氮除磷需要。主要原因是我国生活污水处理厂进水COD浓度低，污水中C/N较低，反硝化过程缺乏碳源。为实现污水达标排放，污水处理厂通常通过外加碳源(如甲醇、乙酸、葡萄糖等)来解决该问题，不仅增加污水处理厂运营成本，还会增加污泥产量。有机物是剩余污泥重要组成成分，将污泥中的有机物进行提取用作污水反硝化碳源，既可以有效降低污泥的产量，又可解决反硝化过程有机物不足的问题，是实现污泥减量化、资源化的有效途径。因此，无论从环境治理的迫切需要还是巨大的市场需求来谈，都要求我国污泥处理处置产业加快发展速度，以满足“美丽中国”建设下的环保需求和污染防治需求。
发明内容
本发明的目的是解决现有市政污水处理所面临的的上述问题，而提供一种污泥减量及碳源回用的超声波处理系统。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种污泥减量及碳源回用的超声波处理系统，主要包括超声波污泥处理系统，所述的超声波污泥处理系统进料口与生化污水处理系统的污泥浓缩池排泥口相连通，所述的超声波污泥处理系统出料口与生化污水处理系统的厌氧或缺氧段相连通;其中，所述的超声波污泥处理系统包括污泥切割机、污泥泵、超声波污泥处理设备、压力表、流量计、污泥浓度计和控制系统;所述的污泥切割机预处理生化污水处理系统的浓缩池污泥，污泥切割机出口连接污泥泵，污泥泵与超声波污泥处理设备相连，超声波污泥处理设备的出口连接流量计，流量计与压力表相连，压力表与污泥浓度计相连，再经管道回流至生化污水处理系统厌氧或缺氧段，构成一套能够碳源回用的超声波原位污泥减量系统。
更进一步的，所述污泥切割机安装于超声波污泥处理设备的前端，有利于减少后端超声波污泥处理设备的损耗。
更进一步的，所述污泥浓度计、压力表、污泥泵、流量计与控制系统协同工作，确保超声波污泥处理系统的作用效果。
所述超声波污泥处理设备包含进出泥管道、反应釜、超声波换能器、智能电源和隔声系统。
更进一步的，所述污泥切割机与污泥泵之间、超声波污泥处理设备前后、超声波污泥处理系统与水处理系统污泥浓缩池和厌氧或缺氧段连通的污泥管道之间分别设置阀门。
更进一步的，所述的超声波污泥处理设备采用2～8只反应釜串联连接，不易堵塞且超声处理均匀彻底。所述超声波换能器的频率为20kHz～50kHz，恒定功率为1kW～2kW的工作条件下运行。
本发明的有益效果为：
(1)超声波污泥处理系统破坏污泥絮体结构和污泥中微生物细胞壁，使细胞质和酶从细胞中溶出，继而使难以降解的有机物得以分解，使细胞内的蛋白质和酶溶于水，这些有机质回流进入生化池一部分作为补充脱氮除磷碳源，另一部分作为营养源被厌氧或好氧微生物消耗掉，实现从根本上、实质上减少污泥产量。对于污水活性污泥处理系统来说，大幅减少需要外排的污泥量，保护环境。
(2)超声波处理设备、污泥浓度计、压力表、流量计和阀门通过数据采集线与控制系统相连，实现数据的自动采集和设备的实时精确调控，节省劳动力，运行维护简单，对污泥处理行业的未来提供了必要的技术支持。（发明人朱广峰;楼成淦;王红玉;决洋洋;王波;陈旭明）
