申請日2016.05.17
公開(公告)日2016.07.27
IPC分類號C02F11/00; C02F11/06; C02F11/04
摘要
本發明涉及一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統及其應用，該系統由高鐵酸鉀污泥減量組件及活性污泥組件構成，高鐵酸鉀污泥減量組件包括藥劑儲存罐，并聯的兩個氧化水解池，與氧化水解池連接的分流器，該分流器與活性污泥組件連通，活性污泥組件由依次連接的厭氧池、缺氧池、好氧池及二次沉淀池組成，所述的二次沉淀池與分流器連通。與現有技術相比，本發明適用于污水處理廠的污泥原位減量，在削減污泥產量的同時提升出水水質。
權利要求書
1.一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統，其特征在于，該系統由高鐵酸鉀污泥減量組件及活性污泥組件構成，
所述的高鐵酸鉀污泥減量組件包括
藥劑儲存罐，
并聯的兩個氧化水解池，
與氧化水解池連接的分流器，該分流器與活性污泥組件連通，
所述的活性污泥組件由依次連接的厭氧池、缺氧池、好氧池及二次沉淀池組成，所述的二次沉淀池與分流器連通。
2.根據權利要求1所述的一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統，其特征在于，所述的藥劑儲存罐內儲存高鐵酸鉀，出口處通過加藥泵與兩個氧化水解池連通。
3.根據權利要求1所述的一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統，其特征在于，所述的氧化水解池連接有回流泵，經管道與活性污泥組件的進口端連通。
4.根據權利要求3所述的一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統，其特征在于，所述的回流泵經管道與厭氧池連通。
5.如權利要求1-4中任一項所述的利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統的應用，其特征在于，采用以下步驟：
(1)活性污泥組件的末端排出的回流污泥經分流器進入一個氧化水解池中;
(2)藥劑儲存罐通過加藥泵將高鐵酸鉀泵入上述氧化水解池中，池體內置攪拌以保證藥劑與污泥均勻混合，污泥在氧化水解池內被高鐵酸鉀水解，再經回流泵控制下回流至活性污泥組件的進口端;
(3)在水解后的污泥回流至活性污泥組件進口端時，活性污泥組件的末端排出的回流污泥經分流器進入另一個氧化水解池中，重復步驟(2)的過程，實現整個系統的持續污泥減量過程。
6.根據權利要求5所述的一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統的應用，其特征在于，步驟(1)中回流污泥進入氧化水解池的回流比為25%～75%。
7.根據權利要求5所述的一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統的應用，其特征在于，所述的氧化水解池中高鐵酸鉀的濃度為200-600mg/L。
8.根據權利要求5所述的一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統的應用，其特征在于，所述的氧化水解池內的攪拌速度控制在50-500rpm。
9.根據權利要求5所述的一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統的應用，其特征在于，兩個氧化水解池交替運行時間為6-48小時。
說明書
一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統及其應用
技術領域
本發明屬于環境保護與水資源合理利用技術領域，尤其是涉及一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統及其應用，適用于污水處理廠的污泥原位減量，在削減污泥產量的同時提升出水水質。
背景技術
活性污泥法自面世以來，以其較低的成本，較好的出水水質，較強的普適性，成為當前污水處理廠的主流工藝，但隨之帶來的問題是污水處理的同時會產生大量的剩余污泥。近年來，我國的污水處理設施建設得到了顯著加強，污水處理率也在逐年提高，污泥量同步顯著增加。截至2014年底，我國運行城鎮污水處理廠近4000座，污水處理量接近1.5億m3/d，年產生含水率80%的剩余污泥3500多萬噸。
剩余污泥具有含水率高、體積大、難脫水等特點，常規處理剩余污泥的方法是先通過濃縮脫水處理，再經過焚燒、衛生填埋和土地利用等方式對其進行最終處置。但傳統處置方式所需要的資金投入量過高，導致污水處理廠難堪重負。由于剩余污泥中含有有害化學物質、微生物、寄生蟲及重金屬等，處理不當會造成嚴重后果。所以無論是衛生填埋還是焚燒，都會遇到選址困難等問題，同時還存在二次污染問題。污泥減量技術是解決剩余污泥問題的重要途徑之一。
現有的污泥過程減量技術以好氧-沉淀-厭氧(OSA)工藝較為普遍，該工藝具有效果明顯、能耗低、不需添加任何化學試劑等優點，被認為是較理想的污泥原位減量方法。但該工藝需額外建設反應池，前期成本投入較大。在現有污水處理廠采用該工藝還普遍會受到廠區面積、管路設計等因素的制約。
中國專利CN102531313A公開了一種利用高鐵酸鹽處理污泥，促進污水處理廠剩余污泥脫水和厭氧消化，從而使污泥減量的方法。剩余污泥經過24小時的濃縮后，濃縮污泥先經高鐵酸鹽氧化處理;然后分成兩條路線：一是直接加入絮凝劑，脫水，填埋或焚燒;二是進入厭氧消化裝置，使污泥中的大部分有機物被降解，然后再加入絮凝劑，進行脫水，最后填埋或焚燒。然而，上述方法均屬于污泥末端脫水減容或穩定化處理技術，對于在污水處理工藝過程中通過投加高鐵酸鉀實現污泥原位減量并未涉及。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統及其應用，在減少污泥產率的同時，還可增加碳源來提高污水處理系統的反硝化效果，并且由于副產物具有一定混凝性能，該法還可以去除系統內一定量的磷，調理污泥便于后續處理處置。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
一種利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統，主要由高鐵酸鉀污泥減量組件及活性污泥組件組成。剩余污泥回流進入高鐵酸鉀污泥減量組件后，使用高鐵酸鉀進行氧化破解促使污泥溶胞。破解后污泥先厭氧水解，使污泥溶出物進一步分解，再回流至活性污泥工藝前端，通過活性污泥的降解作用使之徹底分解，減少系統污泥產量。
所述的高鐵酸鉀污泥減量組件包括
藥劑儲存罐，
并聯的兩個氧化水解池，
與氧化水解池連接的分流器，該分流器與活性污泥組件連通，
所述的活性污泥組件由依次連接的厭氧池、缺氧池、好氧池及二次沉淀池組成，所述的二次沉淀池與分流器連通。
所述的藥劑儲存罐內儲存高鐵酸鉀，出口處通過加藥泵與兩個氧化水解池連通。
所述的氧化水解池連接有回流泵，經管道與活性污泥組件的進口端連通。
所述的回流泵經管道與厭氧池連通。
利用高鐵酸鉀氧化的污泥減量系統的應用，采用以下步驟：
(1)活性污泥組件的末端排出的回流污泥經分流器進入一個氧化水解池中;
(2)藥劑儲存罐通過加藥泵將高鐵酸鉀泵入上述氧化水解池中，池體內置攪拌以保證藥劑與污泥均勻混合，污泥在氧化水解池內被高鐵酸鉀水解，再經回流泵控制下回流至活性污泥組件的進口端;
(3)在水解后的污泥回流至活性污泥組件進口端時，活性污泥組件的末端排出的回流污泥經分流器進入另一個氧化水解池中，重復步驟(2)的過程，實現整個系統的持續污泥減量過程。
步驟(1)中回流污泥進入氧化水解池的回流比為25%～75%。
所述的氧化水解池中高鐵酸鉀的濃度為200-600mg/L。
所述的氧化水解池內的攪拌速度控制在50-500rpm。
兩個氧化水解池交替運行時間為6-48小時。
回流入活性污泥組件前端的破解污泥具有大量碳源，可以用于反硝化提高脫氮效果。由于高鐵酸鉀的加入，在破解污泥過程中，高鐵酸鉀反應生成含Fe(Ⅲ)產物，由于三價鐵的水解產物具有混凝除磷能力，故而可以有效改善污泥沉降性能，提高系統的除磷效果。
本發明在污水處理工藝回流管線中側流投加高鐵酸鉀短時反應后再進行水解酸化，則既能發揮高鐵酸鉀的水解溶胞優勢，又能充分利用高鐵酸鉀破壞胞外聚合物和細胞壁的優勢促進水解酸化，提升污泥減量效率。
本發明對現有活性污泥工藝進行改進，增加高鐵酸鉀污泥減量系統后、可使污泥產量減少40%以上。在較少污泥產量同時，本發明污水處理性能與原AAO系統基本相同，出水水質穩定符合要求。本發明具有投入成本小、設備簡易、運行穩定、管理方便、占地小等優點，可以滿足當前污水處理廠污泥減量的需要。
與現有技術相比，本發明具有以下優點：
(1)污泥減量效果明顯，系統出水水質穩定達標。該系統污泥減量40%以上，且溶胞后的污泥可作為反硝化碳源，提升脫氮效果。
(2)系統構建投入成本小、運行維護簡單。本發明對場地要求不高，也無需建設占地較大的反應池，建設費用較低。減量系統可持續運行，減少人力成本，而回流比例、藥劑投入均可以根據實際情況進行調整，可操作性能好。
(3)由于鐵元素的加入，系統污泥沉降性能得到改善利于后續污泥處理處置過程，同時該法可以進一步提升系統除磷能力，改善出水水質。
