公布日：2022.07.29
申请日：2022.05.11
分类号：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C02F101/38(2006.01)N
摘要
一种污泥原位微通道碳源化利用方法，即将污泥进行降粘处理后，利用微通道污泥原位碳源化装置两级反应器对污泥进行热解，在同等热源条件下，增加了污泥受热面积，提高热解效率，使污泥微生物蛋白彻底分解产生乙酸盐类、脂肪及脂肪分解产物、糖类等物质；热解后的泥浆中添加氨氮消去剂，使氨基酸物质中的氨氮基团，在氨氮消去剂的作用下转化为氮气，或水解为羟基、硝基等，降低了污泥降解液中氨氮含量，可作为碳源回用于污水脱氮除磷系统；同时充分利用污水厂已有的装置对降解泥渣深度无害化处理，可大幅降低污泥深度处理的设备投资及处理成本，具有显著的社会经济效益。
权利要求书
1.一种污泥原位微通道碳源化利用方法，其步骤为：（1）将污泥通过计量螺旋输送至双轴搅拌机中，在搅拌机的前段和中段先后加入预降粘剂、降粘剂，利用溢流挡板控制浆液流出，中段溢流出的泥浆进入尾段缓冲池；（2）搅拌机缓冲池流出的降粘泥浆通过高压泵分别输送到微通道污泥原位碳源化装置一级反应器和二级反应器的管程；一级反应器中热源走壳程，对管程中的降粘泥浆进行热解处理，使降粘泥浆中微生物化学物质破壁溶出；（3）一级反应器流出的热解泥浆通过计量泵定量添加氨氮消去剂后，进入二级反应器的壳程，对二级反应器管程中的降粘泥浆进行预热，同步完成一级反应器热解泥浆的热能利用及氨氮消去反应；（4）从二级反应器管程流出的预热降粘泥浆被泵送入一级反应器管程进行热解处理；（5）从二级反应器壳程流出的泥浆降解液通过离心机分成液相和渣相，液相作为碳源回用于污水脱氮除磷系统；渣相夹带一部分作为碳源的液相，送入污水厂入水口单元，通过格栅池进入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用将渣相中夹带的有机碳源成分洗出后随污水一起进入脱氮除磷系统，淘洗剩余的无害泥沙矿化渣在旋流沉砂池中被分离开来，进一步处理利用。
2.根据权利要求1所述的一种污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征为：所述双轴搅拌机内壳采用有机硅树脂、酚醛树脂、环氧树脂或聚酯树脂进行防腐。
3.根据权利要求1所述的一种污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征为：所述预降粘剂为H2SO4、HCl、HNO3中的一种或几种，pH为1-3，添加量为污泥体积百分比的0.1-1%。
4.根据权利要求1所述的一种污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征为：所述降粘剂为Ca(OH)2、MgO、CaO、Mg(OH)2、KMnO4中的一种或几种，添加量为0.5-2g/L污泥。
5.根据权利要求1所述的一种污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征为：所述氨氮消去剂为H2O2、Ca(ClO)2、NaClO、HClO中的一种或几种，添加量为污泥体积百分比的1-3%。
6.根据权利要求1和5所述的一种污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征为：所述热解处理的温度为120-200℃，热解处理的时间为30-60min。
7.根据权利要求1和5所述的一种污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征为：所述从二级反应器壳程流出的泥浆降解液可不进行分离直接以混合液的形式送入污水厂入水口单元，通过格栅池进入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用将混合液中有机碳源成分洗出后随污水一起进入脱氮除磷系统，淘洗剩余的无害泥沙矿化渣在旋流沉砂池中被分离开来，进一步处理利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种污泥原位微通道碳源化利用方法，即将污泥进行降粘处理后，利用微通道污泥原位碳源化装置对污泥进行热解，使污泥微生物蛋白彻底分解产生乙酸盐类、脂肪及脂肪分解产物、糖类等物质后，作为碳源回用于污水脱氮除磷系统，本发明专利技术和设备与污水处理厂系统配合使用，实现污泥原位碳源化利用。
本发明包括以下步骤：（1）将污泥通过计量螺旋输送至双轴搅拌机中，在搅拌机的前段和中段先后加入预降粘剂、降粘剂，利用溢流挡板控制浆液流出，中段溢流出的泥浆进入尾段缓冲池；（2）搅拌机缓冲池流出的降粘泥浆通过高压泵分别输送到微通道污泥原位碳源化装置一级反应器和二级反应器的管程；一级反应器中热源走壳程，对管程中的降粘泥浆进行热解处理，使降粘泥浆中微生物化学物质破壁溶出；（3）一级反应器流出的热解泥浆通过计量泵定量添加氨氮消去剂后，进入二级反应器的壳程，对二级反应器管程中的降粘泥浆进行预热，同步完成一级反应器热解泥浆的热能利用及氨氮消去反应；（4）从二级反应器管程流出的预热降粘泥浆被泵送入一级反应器管程进行热解处理；（5）从二级反应器壳程流出的泥浆降解液通过离心机分成液相和渣相，液相成分主要是污泥微生物蛋白彻底分解脱氨基后的取代乙酸盐类，脂肪及脂肪分解产物，糖类等物质，作为碳源回用于污水脱氮除磷系统；渣相中主要为原污泥中含有的泥沙类物质及磷、铁、铝等絮凝剂分解矿化渣，为稳定无害化的机械杂质，同时夹带一部分作为碳源的液相，该股物料送入污水厂入水口单元，通过格栅池进入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用将渣相中夹带的有机碳源成分洗出后随污水一起进入脱氮除磷系统，淘洗剩余的无害泥沙矿化渣在旋流沉砂池中被分离开来，进一步处理利用。
所述微通道污泥原位碳源化装置为申请人在先申请的“一种合体式微通道污泥原位热解碳源化装置”（申请号：2022210217289）或“一种自搅拌式微通道污泥原位碳源化装置”（申请号：2022210217240），若采用自搅拌式微通道污泥原位碳源化装置一级反应器需配备加热器用于加热热解液。同时，可根据工艺需要开启双轴搅拌机与二级反应器之间阀门，控制降粘泥浆是否流入二级反应器。
所述从二级反应器壳程流出的泥浆降解液可不进行分离直接以混合液的形式送入污水厂入水口单元，通过格栅池进入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用将混合液中有机碳源成分洗出后随污水一起进入脱氮除磷系统，淘洗剩余的无害泥沙矿化渣在旋流沉砂池中被分离开来，进一步处理利用。
所述双轴搅拌机内壳采用有机硅树脂、酚醛树脂、环氧树脂或聚酯树脂进行防腐。
所述预降粘剂为H2SO4、HCl、HNO3中的一种或几种，pH为1-3，添加量为污泥体积百分比的0.1-1%。
所述降粘剂为Ca(OH)2、MgO、CaO、Mg(OH)2、KMnO4中的一种或几种，添加量为0.5-2g/L污泥。
所述氨氮消去剂为H2O2、Ca(ClO)2、NaClO、HClO中的一种或几种，添加量为污泥体积百分比的1-3%。
所述热解处理的温度为120-200℃，热解处理的时间为30-60min。
本发明的有益效果：（1）本发明采用污泥原位微通道碳源化利用装置对污泥进行热解处理，在同等热源条件下，增加了污泥受热面积，提高热解效率，使污泥微生物蛋白彻底分解产生乙酸盐类、脂肪及脂肪分解产物、糖类等易生物降解的有机物，作为碳源回用于污水脱氮除磷系统，实现污泥的原位碳源化利用。
（2）本发明在污泥进入微通道碳源化利用装置前，对污泥进行降粘预处理，分阶段高效破坏污泥的絮状体结构，不仅降低了污泥在微通道碳源化利用装置管程中的输送阻力，同时使絮体内微生物暴露出来，有利于污泥热解破壁溶出胞内物质。
（3）本发明在一级反应器流出的热解泥浆中添加氨氮消去剂，使氨基酸物质中的氨氮基团，在氨氮消去剂的作用下转化为氮气，或水解为羟基、硝基等，以降低污泥降解液作为碳源自身的氨氮含量。
（4）本发明污泥原位碳源化工艺，充分利用污水厂已有的装置对降解泥渣深度无害化处理，可大幅降低污泥深度处理的设备投资及处理成本，具有显著的社会经济效益。
（发明人：赵建福;蒋悦;王健芳）
