公布日：2023.12.01
申请日：2023.07.28
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C05F7/00(2006.01)I;C05F17/00(2020.01)I;C05G3/00(2020.01)I;C02F1/24(2023.01)I;C02F1/20(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/
66(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，生化剩余污泥含有大量活性微生物，强碱性条件下其胞外聚合物中残留、吸附的难降解有机物及自身呼吸氧化产生的有机物羟基和羧基解离产生静电斥力，加速上述有机物分解，并使胞外聚合物大范围溶胀和溶解。起到保护作用的胞外聚合物被破坏后，暴露于高pH环境中的细胞壁和细胞膜不能承受膨胀压力失衡，细胞发生破裂，细胞内聚合有机物从固相转移到水中，即分解成脂肪酸、多糖和氨基酸类的小分子可溶性易降解营养物质。依据上述碱解原理，本发明提供一种剩余生化污泥资源化利用工艺，该工艺能够碱解剩余生化污泥生产氮磷营养物，即减少氮磷工业营养剂的投加量，同时实现污泥减量。
权利要求书
1.一种碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)污水经过预处理；(2)步骤(1)中预处理出水进入生化系统反应池中与生化污泥充分接触并发生反应，停留时间为30h，得到反应后的泥水；(3)步骤(2)中泥水进入生化沉淀池，停留时间为6h；沉淀后上清液进入高级氧化处理工艺，生化污泥回流至生化系统反应池前端；(4)步骤(3)中的生化沉淀池中的剩余生化污泥排放至污泥碱解池；污泥碱解池包括在线pH计、泥位计、液碱加药管线、搅拌设备、碱解氮磷营养物投加设备、未碱解无机质污泥排放设备；(5)待污泥碱解池满后，启动搅拌设备，在搅拌状态下投加碱液，投加碱液时间为1h；(6)步骤(5)结束后，搅拌碱解过程中实时在线监测pH值，保证pH值为8～9；(7)搅拌设备运行5h后停止，污泥中50±10％的有机质组分发生碱解反应，碳氮磷质量浓度比为30:3:1；未碱解的无机物在下层沉积；(8)实时监测泥位计，通过污泥排放设备将步骤(7)中未碱解污泥排至污泥处理系统；(9)将步骤(8)中污泥碱解池内剩余碱解氮磷营养物投加至生化反应池前端，投加时间为16h，在投加过程中投加工业营养剂。
2.根据权利要求1所述的碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，其特征在于，步骤(1)中预处理包括混合酸析、气浮、吹脱、中和絮凝和沉淀。
3.根据权利要求2所述的碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，其特征在于，步骤(2)中的预处理出水的pH值为6～9。
4.根据权利要求3所述的碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，其特征在于，步骤(2)生化污泥浓度为3000±500mg/L、污泥泥龄为20d，预处理出水在缺氧反应池停留6h，好氧池停留24h。
5.根据权利要求4所述的碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，其特征在于，步骤(4)中剩余生化污泥排放频次为1次/d，污泥含水率为99％。
6.根据权利要求5所述的碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，其特征在于，在剩余生化污泥排放至污泥碱解池的过程中，搅拌设备不启动，且排放至碱解池满的时间控制在1h内。
7.根据权利要求6所述的碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，其特征在于，步骤(5)中投加碱液为氢氧化钠溶液，浓度为0.1g/L。
8.根据权利要求7所述的碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，其特征在于，步骤(8)中未碱解污泥在污泥处理系统中经过二次沉降浓缩，阳离子PAM药剂调理污泥颗粒、高压隔膜压滤后，形成含水率50±10％的泥饼，输送带运至能源中心，进行焚烧处理。
9.根据权利要求8所述的碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，其特征在于，步骤(9)中在投加过程中投加工业营养剂使污水中碳氮磷质量浓度比为100：5：1；工业营养剂投加速率与碱解氮磷营养物速率不同。
10.根据权利要求9所述的碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，其特征在于，污泥碱解池在生化系统调试初始阶段作为污泥转运投加池，将接种污泥与过滤水在池体内充分混合，再投加至生化反应池前端。
发明内容
发明目的：本发明提供的一种碱解剩余生化污泥生产氮磷营养物工艺可以通过提炼回收碳氮磷元素，产生部分可利用资源，还实现污泥减量。
技术方案：本发明提出的一种碱解生化剩余污泥生产氮磷营养物工艺，包括以下步骤：
(1)污水经过预处理后，上清液进入生化系统反应池；
(2)步骤(1)中预处理出水在生化系统反应池中与生化污泥充分接触并发生反应，停留时间为30h；
(3)步骤(2)中泥水进入生化沉淀池，停留时间为6h；沉淀后上清液进入高级氧化处理工艺，生化污泥回流至生化系统反应池前端；
(4)步骤(3)中的生化沉淀池中的剩余生化污泥排放至污泥碱解池；污泥碱解池包括在线pH计、泥位计、液碱加药管线、搅拌设备、碱解氮磷营养物投加设备及管线和未碱解无机质污泥排放设备及管线；
(5)待污泥碱解池满后，启动搅拌设备，在缓慢搅拌状态下投加碱液，投加碱液时间为1h；
(6)步骤(5)结束后，搅拌碱解过程中实时在线监测pH值，保证pH值为8～9；
(7)搅拌设备运行5h后停止，污泥中50±10％的有机质组分发生碱解反应，碳氮磷质量浓度比为30:3:1；未碱解的无机物在下层沉积，静置沉降1h；
(8)实时监测泥位计，通过污泥排放设备将步骤(7)中未碱解污泥排至污泥处理系统，排泥时间为1h；
(9)将步骤(8)中污泥碱解池内剩余碱解氮磷营养物投加至生化反应池前端，投加时间为16h，在投加过程中仍需投加工业营养剂。
优选地，步骤(1)中预处理包括混合酸析、气浮、吹脱、中和絮凝和沉淀。
优选地，步骤(2)中的预处理出水的pH值为6～9。
优选地，步骤(2)生化污泥浓度为3000±500mg/L、污泥泥龄为20d，预处理出水在缺氧反应池停留6h，好氧池停留24h。
优选地，步骤(4)中剩余生化污泥排放频次为1次/d，污泥含水率为99％。
优选地，在剩余生化污泥排放至污泥碱解池的过程中，搅拌设备不启动，且排放至碱解池满的时间控制在1h内。
优选地，步骤(5)中投加碱液为氢氧化钠溶液，浓度为0.1g/L。
优选地，步骤(8)中未碱解污泥在污泥处理系统中经过二次沉降浓缩，阳离子PAM药剂调理污泥颗粒、高压隔膜压滤后，形成含水率50±10％的泥饼，输送带运至能源中心，进行焚烧处理。
优选地，步骤(9)中在投加过程中投加工业营养剂要保证污水中碳氮磷质量浓度比为100：5：1；工业营养剂投加速率与碱解氮磷营养物速率不同。
优选地，污泥碱解池在生化系统调试初始阶段可作为污泥转运投加池，将接种污泥与过滤水在池体内充分混合，再投加至生化反应池前端。
有益效果：
1、粘胶纤维污水缺少氮磷元素，生化污泥碱解液中含有大量氮磷营养元素，可以替代尿素、磷酸一铵等工业营养剂，污水处理成本降低；
2、通过剩余生化污泥碱解工艺，回收排放剩余生化污泥，充分利用资源；
3、剩余生化污泥经过碱解反应后，污泥量减少50％，输送至能源中心焚烧处理，污泥处理费用减少50％。
（发明人：梁翌;张雷;余小明;秦元武）
