專利名稱：一種超聲破解剩余污泥回流補(bǔ)充反硝化碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水生物處理領(lǐng)域，主要涉及一種補(bǔ)充碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝。
背景技術(shù)：
富營養(yǎng)化問題是當(dāng)今世界面臨的主要水污染問題之一，而氮、磷是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素。隨著公眾環(huán)境意識的提高和國內(nèi)外對氮、磷排放限制標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格。 生物脫氮技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的污水脫氮技術(shù)，即通過硝化菌、反硝化菌作用實現(xiàn)氮的去除，充足的碳源是實現(xiàn)高效反硝化作用的關(guān)鍵。一般認(rèn)為，當(dāng)生物池進(jìn)水C/N低于3. 4 時，需要外加碳源來保證良好的生物脫氮效果，而我國大部分城市污水處理廠進(jìn)入生物池的污水C/N比均低于此值，污水中有機(jī)碳源不足導(dǎo)致生物脫氮效率低下。為提高生物脫氮效率，實現(xiàn)出水總氮(TN)達(dá)標(biāo)排放，需要投加甲醇、乙醇補(bǔ)充有機(jī)碳源，這樣就增加了污水處理廠運(yùn)行成本。可見，碳源問題的解決與否關(guān)系著生物脫氮效率的高低與城市污水處理廠運(yùn)行成本的高低。剩余污泥內(nèi)存在大量有機(jī)碳源，如何利用這部分有機(jī)物提高生物脫氮效率，減少污泥排放量，進(jìn)行二次利用，這對我國低碳氮比污水生物脫氮技術(shù)發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種超聲破解剩余污泥回流補(bǔ)充反硝化碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝，解決目前污泥排放量大，反硝化碳源外加成本高的問題。本發(fā)明的超聲破解剩余污泥回流補(bǔ)充反硝化碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝包括如下步驟1)超聲破解剩余污泥20% -50%的剩余污泥濃縮至含固率為2-4%之后，經(jīng)管道輸送至多探頭式超聲處理器進(jìn)行連續(xù)破解，經(jīng)超聲破解后，污泥中大量有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、多糖、脂類物質(zhì)等溶出進(jìn)入水相。超聲破解剩余污泥最佳條件為破解污泥濃度1-4% ；破解時間5-60min，破解所用超聲處理器形式為多探頭式，超聲頻率為18-30kHz，探頭直徑為20-40mm，超聲聲能密度為 0. 2-;3kW/m3。2)破解污泥混合液水解酸化破解后污泥混合液進(jìn)入水解酸化池進(jìn)行水解酸化處理，經(jīng)充分水解酸化，污泥混合液中慢速生物降解物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、多糖、脂類等物質(zhì)分解為揮發(fā)性脂肪酸類物質(zhì)，如乙酸、丙酸、丁酸等，這類物質(zhì)可作為反硝化菌碳源，實現(xiàn)生物反硝化脫氮。水解酸化池最佳水力停留時間為l_4h。3)破解液回流的生物脫氮新工藝水解酸化后污泥混合液回流至生物缺氧池前端，反硝化細(xì)菌利用其為碳源，將污水中硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮氣，實現(xiàn)生物脫氮。缺氧池最佳水力停留時間為2_4h。本發(fā)明通過大量試驗研究，比較了不同條件下(如聲強(qiáng)、聲能密度、超聲作用時間、超聲反應(yīng)器形式等)超聲破解剩余污泥的有機(jī)碳源溶出效果，并綜合考慮超聲能耗、超聲破解污泥后有機(jī)物濃度、水解產(chǎn)物等要素，選擇合適超聲反應(yīng)條件破解剩余污泥，并將其破解液回流至缺氧池補(bǔ)充進(jìn)水中有機(jī)物，獲得一種新工藝以及最佳工藝運(yùn)行參數(shù)(如污泥破解程度、水力停留時間等)。與傳統(tǒng)AO(缺氧-好氧)生物脫氮工藝相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于充分利用剩余污泥中碳源，無需外加碳源，提高生物脫氮效率。本發(fā)明可以應(yīng)用于AO脫氮污水處理廠生物處理工藝升級改造、新建生物脫氮工藝等，經(jīng)推廣后可以提高生物脫氮效率，減少污泥產(chǎn)量，充分利用剩余污泥中碳源，實現(xiàn)污泥資源化，降低運(yùn)行費用，產(chǎn)生顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本發(fā)明應(yīng)用于缺氧-好氧生物脫氮工藝的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實施例110% -20%的剩余污泥進(jìn)入多探頭超聲反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行超聲破解預(yù)處理，超聲反應(yīng)器頻率為20kHz，探頭直徑為20mm，聲能密度為2. lkW/m3，剩余污泥含固率為2.6%，破解時間為5min。破解后污泥混合液進(jìn)入水解酸化池進(jìn)行水解酸化反應(yīng)2. 5h，之后混合液回流至缺氧池前端，補(bǔ)充反硝化所需碳源。整個工藝于夏季連續(xù)運(yùn)行3個月，反硝化效果穩(wěn)定。監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水化學(xué)需氧量(COD) 100-200mg/L，總氮(TN) 40_50mg/L，二沉池出水 C0D50-60mg/L, TN 8-iang/L，出水達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)，而且減少了剩余污泥排放量，實現(xiàn)了污泥減量。實施例220% -25%的剩余污泥進(jìn)入多探頭超聲反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行超聲破解預(yù)處理，超聲反應(yīng)器頻率為18kHz，探頭直徑為25mm，聲能密度為1. 2kW/m3，破解時間為18min，剩余污泥含固率為2. 8%。破解后污泥混合液進(jìn)入水解酸化池進(jìn)行水解酸化反應(yīng)1.證，之后混合液回流至缺氧池前端，補(bǔ)充反硝化所需碳源。整個工藝于秋季連續(xù)運(yùn)行3個月，反硝化效果穩(wěn)定。監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水化學(xué)需氧量(COD) 100-200mg/L，總氮(TN) 30_45mg/L，二沉池出水 C0D50-60mg/L, TN 10-iang/L，出水達(dá)到一級 A 標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)。實施例330% -40%的剩余污泥進(jìn)入多探頭超聲反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行超聲破解預(yù)處理，超聲反應(yīng)器頻率為25kHz，探頭直徑為25mm，聲能密度為0. 8kW/m3，破解時間為45min，剩余污泥含固率為3%。破解后污泥混合液進(jìn)入水解酸化池進(jìn)行水解酸化反應(yīng)4h，之后混合液回流至缺氧池前端，補(bǔ)充反硝化所需碳源。整個工藝于冬季連續(xù)運(yùn)行3個月，反硝化效果穩(wěn)定。監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水化學(xué)需氧量(COD) 100-200mg/L，總氮(TN) 30_45mg/L，二沉池出水C0D50-60mg/L, TN 10_15mg/L，出水達(dá)到一級 A 標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)。
權(quán)利要求
1.一種超聲破解剩余污泥回流補(bǔ)充反硝化碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝，其特征在于，包括如下步驟(1)部分剩余污泥濃縮后，經(jīng)管道輸送至超聲處理器進(jìn)行連續(xù)破解；(2)破解后污泥混合液進(jìn)入水解酸化池進(jìn)行水解酸化處理；(3)水解酸化后污泥混合液回流至生物缺氧池前端，反硝化細(xì)菌利用其為碳源，將污水中硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲破解剩余污泥回流補(bǔ)充反硝化碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝， 其特征在于，所述步驟(1)超聲破解污泥的條件為20% -50%的剩余污泥濃縮至含固率為 2-4%之后，經(jīng)管道輸送至多探頭式超聲處理器進(jìn)行連續(xù)破解，破解污泥濃度1-4% ；破解時間5-60min，破解所用超聲處理器形式為多探頭式，超聲頻率為18_30kHz，探頭直徑為 20-40mm，超聲聲能密度為0. 2_3kW/m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲破解剩余污泥回流補(bǔ)充反硝化碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝， 其特征在于，所述步驟(2)水解酸化池水力停留時間為l_4h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超聲破解剩余污泥回流補(bǔ)充反硝化碳源促進(jìn)生物脫氮的工藝，包括如下步驟(1)部分剩余污泥濃縮后，經(jīng)管道輸送至超聲處理器進(jìn)行連續(xù)破解；(2)破解后污泥混合液進(jìn)入水解酸化池進(jìn)行水解酸化處理；(3)水解酸化后污泥混合液回流至生物缺氧池前端，反硝化細(xì)菌利用其為碳源，將污水中硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮氣。本發(fā)明的工藝充分利用剩余污泥中碳源，無需外加碳源，提高生物脫氮效率。本發(fā)明可以應(yīng)用于AO脫氮污水處理廠生物處理工藝升級改造、新建生物脫氮工藝等，經(jīng)推廣后可以提高生物脫氮效率，減少污泥產(chǎn)量，充分利用剩余污泥中碳源，實現(xiàn)污泥資源化，降低運(yùn)行費用，產(chǎn)生顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C02F3/30GK102515448SQ20111044332
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者季民, 王拓, 王芬 申請人:天津大學(xué)