一種零價(jià)鐵強(qiáng)化污泥厭氧預(yù)反應(yīng)裝置及污泥預(yù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預(yù)反應(yīng)裝置及其處理方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種零價(jià)鐵強(qiáng)化污泥厭氧預(yù)反應(yīng)裝置及污泥預(yù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]剩余污泥是利用活性污泥法處理市政污水過程中產(chǎn)生的廢棄物。隨著我國人口數(shù)量的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水污染問題日趨嚴(yán)重，大量建設(shè)污水處理廠已成為必然的舉措，如此高的污水處理量，必然導(dǎo)致剩余污泥量的增加。目前全國對(duì)于剩余污泥的處理和處置技術(shù)尚未成熟，僅有不到1/3的污水廠有剩余污泥穩(wěn)定處理設(shè)施，90%以上的城市污泥未得到妥善處理，污泥二次污染現(xiàn)象非常普遍。剩余污泥的處理投資和運(yùn)行費(fèi)用巨大，大約占整個(gè)污水處理廠投資和運(yùn)行費(fèi)用的30%?70%，給城市污水處理廠帶來沉重的負(fù)擔(dān)。
[0003]利用厭氧消化技術(shù)處理剩余污泥能夠同時(shí)達(dá)到污泥減量和生產(chǎn)甲烷的目的。然而，傳統(tǒng)厭氧消化過程一般發(fā)酵效率較低，導(dǎo)致了停留時(shí)間長(zhǎng)、污泥減量率低，為了克服這些缺點(diǎn)，通常需要使用一些預(yù)處理手段促進(jìn)污泥的分解，如投加酸堿處理、熱處理、微波處理等，但由于這類方法一般都成本高、能耗大，因此難以得到有效推廣，人們?nèi)匀辉趯ふ乙环N更廉價(jià)方便的污泥厭氧發(fā)酵促進(jìn)方法。
[0004]零價(jià)鐵作為一種價(jià)廉易得的還原性材料，已被廣泛應(yīng)用于污水處理、地下水凈化和土壤修復(fù)中。零價(jià)鐵能降低體系的氧化還原電位(ORP)，把零價(jià)鐵加入到厭氧系統(tǒng)中，能夠創(chuàng)造一個(gè)更有利于微生物生長(zhǎng)的厭氧環(huán)境，可以顯著提高有機(jī)物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸和甲烷的效率。此外，零價(jià)鐵還能使丙酸產(chǎn)量下降，因?yàn)榈脱趸€原電位能抑制丙酸型發(fā)酵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種零價(jià)鐵強(qiáng)化污泥厭氧預(yù)反應(yīng)裝置及污泥預(yù)處理方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需在現(xiàn)有厭氧消化反應(yīng)器前端增設(shè)一個(gè)預(yù)反應(yīng)裝置環(huán)節(jié)，就可以大大增加剩余污泥厭氧消化效率，通過該裝置對(duì)污泥的處理方法，可以促進(jìn)污泥的減量化，同時(shí)提高污泥厭氧消化工藝的甲烷產(chǎn)量，甲烷作為清潔能源，節(jié)能環(huán)保。
[0006]一種零價(jià)鐵強(qiáng)化污泥厭氧預(yù)反應(yīng)裝置，包括:污泥輸送泵、零價(jià)鐵填料儲(chǔ)料倉、管式螺旋輸送機(jī)和喂料機(jī)、零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)反應(yīng)器、攪拌器；
[0007]所述污泥輸送泵、零價(jià)鐵填料儲(chǔ)料倉、管式螺旋輸送機(jī)和喂料機(jī)及零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)反應(yīng)器為封閉系統(tǒng)，采用密封連接，可以保證預(yù)反應(yīng)器內(nèi)的厭氧環(huán)境，杜絕氧氣的介入；
[0008]所述管式螺旋輸送機(jī)和喂料機(jī)使用碳鋼制造，均包括管狀槽體，法蘭，螺旋葉片，軸承和齒輪電機(jī)。管式螺旋輸送機(jī)和喂料機(jī)通過法蘭分別與零價(jià)鐵填料儲(chǔ)料倉底部和零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)反應(yīng)器的頂部相連接，組成封閉系統(tǒng)，零價(jià)鐵填料通過管式螺旋輸送機(jī)和喂料機(jī)每4 h向零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)反應(yīng)器進(jìn)料一次，每次進(jìn)料量是污泥進(jìn)料量的2% -5%。
[0009]所述零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)反應(yīng)器整體為圓柱形，頂部配有攪拌器，通過攪拌器的機(jī)械攪拌，使得零價(jià)鐵與污泥在預(yù)反應(yīng)器中充分混合，同時(shí)提高零價(jià)鐵的反應(yīng)效率，反應(yīng)器底部設(shè)有卸料裝置，將反應(yīng)后的零價(jià)鐵與污泥的混合產(chǎn)物輸送至后續(xù)的厭氧消化罐中。
[0010]作為一種舉例說明，為了保證整個(gè)預(yù)反應(yīng)裝置的壓力平衡，所述零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)反應(yīng)器頂部裝有安全閥，當(dāng)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部壓力過高時(shí)，可以打開安全閥，將裝置內(nèi)部的壓力氣體排出，保證整個(gè)反應(yīng)裝置的安全性。
[0011 ] 作為優(yōu)選實(shí)施例的一種舉例說明，
[0012]一種污泥預(yù)處理方法:
[0013]首先，污泥泵將接收池中的污泥泵入零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)反應(yīng)器中，輸送采用半連續(xù)方式，每4小時(shí)向預(yù)反應(yīng)器中輸送定量的污泥,來料污泥的含固率控制在5% -15%之間；
[0014]其次，零價(jià)鐵填料從零價(jià)鐵填料儲(chǔ)料倉底部通過管式螺旋輸送機(jī)和喂料機(jī)定量投加到零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)反應(yīng)器中，每4h向零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)反應(yīng)器進(jìn)料一次，零價(jià)鐵填料與污泥的投配比控制在2% -5%之間；
[0015]再次，污泥與零價(jià)鐵填料通過預(yù)反應(yīng)器頂部的攪拌器進(jìn)行機(jī)械攪拌，使得零價(jià)鐵填料與污泥充分接觸混合，預(yù)反應(yīng)器中污泥和零價(jià)鐵填料的混合和反應(yīng)時(shí)間控制在3h。零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)反應(yīng)器為封閉的厭氧系統(tǒng)，零價(jià)鐵填料，作為一種廉價(jià)的還原劑，與厭氧系統(tǒng)結(jié)合能夠加速有機(jī)物的水解和酸化，其機(jī)理是通過降低氧化還原電位(ORP)，來創(chuàng)造一個(gè)更有利于微生物生長(zhǎng)的厭氧環(huán)境。同時(shí)通過零價(jià)鐵強(qiáng)化的預(yù)反應(yīng)器，可以提高后續(xù)污泥厭氧消化的產(chǎn)甲烷效率，其原理在于:首先，零價(jià)鐵能提高水解酸化酶的活性，促進(jìn)固體污泥的水解和分解成短鏈脂肪酸；其次，零價(jià)鐵能富集耗氫微生物，包括同型產(chǎn)乙酸菌和耗氫產(chǎn)甲烷菌，使體系維持較低的氫氣分壓，有利于產(chǎn)甲烷的進(jìn)行。
[0016]最后，反應(yīng)后的污泥與零價(jià)鐵填料的混合物通過反應(yīng)器底部的卸料裝置輸送至后續(xù)的厭氧消化裝置。
[0017]本發(fā)明的有意效果是:該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作、維護(hù)方便，通過增設(shè)該零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)處理裝置環(huán)節(jié)，能有效促進(jìn)污泥的減量化，提高后續(xù)污泥的厭氧消化效率和甲烷產(chǎn)量，降低了污泥的處理成本，同時(shí)甲烷屬于清潔能源，既能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值又節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0018]圖1是一種零價(jià)鐵強(qiáng)化污泥厭氧預(yù)反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖
[0019]圖2是一種污泥預(yù)處理方法的優(yōu)選實(shí)施例的方法流程框圖
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]參照?qǐng)D1所示，一種零價(jià)鐵強(qiáng)化污泥厭氧預(yù)反應(yīng)裝置，包括:污泥輸送泵101、零價(jià)鐵填料儲(chǔ)料倉102、管式螺旋輸送機(jī)103和喂料機(jī)104、零價(jià)鐵強(qiáng)化預(yù)反應(yīng)器105、攪拌器106 ；
[0022]所述污泥輸送泵101、零價(jià)鐵填料儲(chǔ)料倉