CN107188310A - 一种强化缺氧‑好氧‑沉淀‑厌氧工艺污泥减量的方法 - Google Patents

一种强化缺氧‑好氧‑沉淀‑厌氧工艺污泥减量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于污水处理技术领域，公开了一种强化缺氧‑好氧‑沉淀‑厌氧工艺污泥减量的方法。本发明方法是将污水引入缺氧池为反硝化过程提供碳源，污水流经曝气池进行好氧处理和硝化过程，曝气池末端的泥水混合物抽送至缺氧池实现反硝化，曝气池中污水引入沉淀池进行自然沉淀，实现泥水分离；沉淀池中的沉淀污泥抽至厌氧池，在厌氧池中安装搅拌装置和填料装置，在填料装置中添加20~30%体积量的填料，加污泥附着比表面积，通过控制厌氧池的温度和搅拌速度，能够实现80%的污泥减量效果，使缺氧‑好氧‑沉淀‑厌氧工艺污泥减量效果显著增加。同时本发明对厌氧池出流方式进行了改造，出流管设在池壁处，出流为重力溢流，节省能耗，有效提高了综合利用率。

Description

一种强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及污泥减量技术，具体涉及一种强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法。
背景技术
活性污泥法是最常见的污水生物处理技术，世界范围内90%以上的城市污水和50%左右的工业废水都采用活性污泥法处理，但自其应用于污水处理以来，一个主要的问题就是产生大量的剩余污泥。污泥处理的费用已经占到整个污水厂运行费用的50%~60%。而且随着经济社会的发展，污水处理量正不断增大，处理要求也将不断提高，产生的大量剩余污泥是活性污泥工艺面临的最大瓶颈。
剩余污泥处置是完整的污水处理工艺的一部分，因此应着力于在污水处理过程中，即源头上减少污泥的产生量。在多种污泥原位减量技术中，好氧-沉淀-厌氧(oxic-settling-anaerobic，OSA)工艺以其减量效果明显、无需添加任何化学药剂、无二次污染、工艺简单、能耗低等特点被认为是较理想的减量途径之一。
A+OSA工艺将传统A/O脱氮工艺与OSA污泥减量工艺有机的组合在一起，可以在保证出水水质的情况下实现污泥减量。但该工艺仍处于研究阶段，生产运行中的稳定性和可靠性还存在问题，且根据污泥处置现状，非常有必要对A+OSA工艺的污泥减量效能进行强化，而目前关于这方面的具体可行的措施还有待进一步探究。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种可显著增加A+OSA工艺污泥减量效果，操作简单，且不会增加运行成本的强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，包括如下步骤：
（1）将污水引入缺氧池为反硝化提供碳源；污水流入曝气池进行好氧处理和硝化过程；
（2）以150%~200%硝化液回流比将曝气池末端的泥水混合物抽送至缺氧池，曝气池中剩余的污水引入沉淀池进行自然沉淀，实现泥水分离；
（3）以50%~100%污泥回流比将沉淀池中的部分沉淀污泥抽至厌氧池，厌氧池中设有连续搅拌装置和填料装置，所述填料装置中填料体积填充率为20~30%；调节厌氧池温度和连续搅拌装置转速，控制厌氧池溶解氧浓度为0.2~0.3mg/L；厌氧池中污泥停留5~9h后抽至缺氧池上部，实现污泥回流；将沉淀池中剩余污泥通过排泥管排出。
进一步的，所述曝气池的污泥浓度为2500~3000mg/L。
进一步的，所述填料装置为两同心网筒围成的环形空间，两网筒与厌氧池具有相同的圆心，外面直径较大的网筒直径小于厌氧池直径；两网筒直径之差略大于填料直径；在环形空间上方设有对应的环形盖子，以将填料限制在环形空间内方便填料的固定。
进一步的，所述填料为内部多褶皱球形的聚丙烯或聚乙烯材料，其比表面积更大，相当于增大了微生物附着生长的厌氧池池壁面积；所述填料粒径大于所述网筒网眼直径。
进一步的，所述厌氧池为密封装置，池顶盖处设有通气孔，池壁上设有出流管，出流方式为重力溢流；厌氧池进水管上设有提升水泵。
进一步的，所述厌氧池内温度为20~25℃，通过水浴控制厌氧池内温度；搅拌速度100-120r/min。
进一步的，所述缺氧池为连续流运行状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1. 本发明是在传统A+OSA工艺的厌氧池中添加填料，填料的体积填充率控制为20～30%，增加污泥附着比表面积，能够实现80%的污泥减量效果，使A+OSA工艺污泥减量效果显著增加。
2. 本发明厌氧池中设置连续搅拌装置，通过调节搅拌强度控制厌氧池中的溶解氧，控制溶解氧为0.2~0.3mg/L，使污泥连续回流，污泥减量效果明显提高，提高率达到20%以上。
3. 本发明对厌氧池出流方式进行了改造，出流管设在池壁处，出流为重力溢流，节省能耗。
4. 本发明只需在厌氧池中添加少量填料，容易改造，无需新增反应装置与设备，污泥处理成本保持不变。
附图说明
图1为常规A+OSA工艺流程示意图；
图2为本发明实施例3 A+OSA（T）工艺流程示意图；
图3为本发明实施例3 A+OSA（T）工艺与常规A+OSA工艺污泥减量效果图；
图4为本发明实施例3 A+OSA（T）工艺与常规A+OSA工艺水质处理效果图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
实验污泥取自重庆市鸡冠石污水处理厂传统AAO工艺正常运行的好氧段污泥，接种污泥的混合液悬浮固体浓度（MLSS）缺氧区和曝气区为3000mg/L，厌氧池为6000mg/L。
本发明一种强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，如图1所示，包括如下步骤：
（1）在A+OSA工艺的厌氧池中加入搅拌装置和填料装置，填料装置为两个圆柱形不锈钢同心网筒围成的环形空间；在两个网筒之间添加内部多褶皱球形的聚丙烯材料，控制填充比为20%；在厌氧池池壁相应位置处开孔设置出流管，并引至缺氧池上部；
（2）将污水引入缺氧池为反硝化提供碳源；污水流入曝气池进行好氧处理和硝化过程，曝气池的污泥浓度为2500mg/L；
（3）以150%硝化液回流比将曝气池末端的泥水混合物抽送至缺氧池，曝气池中剩余的污水引入沉淀池进行自然沉淀，实现泥水分离；
（4）以50%污泥回流比将沉淀池中的部分沉淀污泥抽至厌氧池，调节厌氧池温度为20℃，搅拌速度120r/min，厌氧池溶解氧浓度为0.2mg/L；厌氧池中污泥停留5h后利用重力溢流的方式流入缺氧池，实现污泥回流；将沉淀池中剩余污泥通过排泥管排出。
实施例2
实验污泥取自重庆市鸡冠石污水处理厂传统AAO工艺正常运行的好氧段污泥，接种污泥的混合液悬浮固体浓度（MLSS）缺氧区和曝气区为3000mg/L，厌氧池为6000mg/L。
本发明一种强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，如图1所示，包括如下步骤：
（1）在A+OSA工艺的厌氧池中加入搅拌装置和填料装置，填料装置为两个圆柱形不锈钢同心网筒围成的环形空间；在两个网筒之间添加内部多褶皱球形的聚丙烯材料，控制填充比为20%；在厌氧池池壁相应位置处开孔设置出流管，并引至缺氧池上部；
（2）将污水引入缺氧池为反硝化提供碳源；污水流入曝气池进行好氧处理和硝化过程，曝气池的污泥浓度为2500mg/L；
（3）以150%硝化液回流比将曝气池末端的泥水混合物抽送至缺氧池，曝气池中剩余的污水引入沉淀池进行自然沉淀，实现泥水分离；
（4）以50%污泥回流比将沉淀池中的部分沉淀污泥抽至厌氧池，调节厌氧池温度为20℃，搅拌速度120r/min，厌氧池溶解氧浓度为0.2mg/L；厌氧池中污泥停留5.56h后利用重力溢流的方式流入缺氧池，实现污泥回流；将沉淀池中剩余污泥通过排泥管排出。
实施例3
实验污泥取自重庆市鸡冠石污水处理厂传统AO工艺正常运行的好氧段污泥，接种污泥的混合液悬浮固体浓度（MLSS）缺氧区和曝气区为3000mg/L，厌氧池为6000mg/L。
本发明一种强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，如图1所示，包括如下步骤：
（1）在常规A+OSA工艺的厌氧池中加入填料装置，填料装置为两个圆柱形不锈钢同心网筒围成的环形空间；在两个网筒之间添加内部多褶皱球形的聚丙烯材料，控制填充比为25%；在厌氧池池壁相应位置处开孔设置出流管，并引至缺氧池上部；
（2）将污水引入缺氧池为反硝化提供碳源；污水流入曝气池进行好氧处理和硝化过程，曝气池的污泥浓度为3000mg/L；
（3）以200%硝化液回流比将曝气池末端的泥水混合物抽送至缺氧池，曝气池中剩余的污水引入沉淀池进行自然沉淀，实现泥水分离；
（4）以100%污泥回流比将沉淀池中的部分沉淀污泥抽至厌氧池，调节厌氧池温度为25℃，搅拌速度100r/min，厌氧池溶解氧浓度为0.25mg/L；厌氧池中污泥停留7.14h后抽至缺氧池上部，实现污泥回流；将沉淀池中剩余污泥通过排泥管排出。
实施例4
实验污泥取自重庆市鸡冠石污水处理厂传统AAO工艺正常运行的好氧段污泥，接种污泥的混合液悬浮固体浓度（MLSS）缺氧区和曝气区为3000mg/L，厌氧池为6000mg/L。
本发明一种强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，如图1所示，包括如下步骤：
（1）在常规A+OSA工艺的厌氧池中加入搅拌装置和填料装置，填料装置为两个圆柱形不锈钢同心网筒围成的环形空间；在两个网筒之间添加内部多褶皱球形的聚丙烯材料，控制填充比为30%；在厌氧池池壁相应位置处开孔设置出流管，并引至缺氧池上部；
（2）将污水引入缺氧池为反硝化提供碳源；污水流入曝气池进行好氧处理和硝化过程，曝气池的污泥浓度为3000mg/L；
（3）以180%硝化液回流比将曝气池末端的泥水混合物抽送至缺氧池，曝气池中剩余的污水引入沉淀池进行自然沉淀，实现泥水分离；
（4）以80%污泥回流比将沉淀池中的部分沉淀污泥抽至厌氧池，调节厌氧池温度为23℃，搅拌速度100r/min，厌氧池溶解氧浓度为0.25mg/L；厌氧池中污泥停留8.75h后抽至缺氧池上部，实现污泥回流；将沉淀池中剩余污泥通过排泥管排出。
实施例5
实验污泥取自重庆市鸡冠石污水处理厂传统AAO工艺正常运行的好氧段污泥，接种污泥的混合液悬浮固体浓度（MLSS）缺氧区和曝气区为3000mg/L，厌氧池为6000mg/L。
本发明一种强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，如图1所示，包括如下步骤：
（1）在常规A+OSA工艺的厌氧池中加入搅拌装置和填料装置，填料装置为两个圆柱形不锈钢同心网筒围成的环形空间；在两个网筒之间添加内部多褶皱球形的聚丙烯材料，控制填充比为30%；在厌氧池池壁相应位置处开孔设置出流管，并引至缺氧池上部；
（2）将污水引入缺氧池为反硝化提供碳源；污水流入曝气池进行好氧处理和硝化过程，曝气池的污泥浓度为3000mg/L；
（3）以180%硝化液回流比将曝气池末端的泥水混合物抽送至缺氧池，曝气池中剩余的污水引入沉淀池进行自然沉淀，实现泥水分离；
（4）以80%污泥回流比将沉淀池中的部分沉淀污泥抽至厌氧池，调节厌氧池温度为23℃，搅拌速度100r/min，厌氧池溶解氧浓度为0.25mg/L；厌氧池中污泥停留9h后抽至缺氧池上部，实现污泥回流；将沉淀池中剩余污泥通过排泥管排出。
对比例
以常规A+OSA工艺作为对照组，实验条件相同，其工艺流程如图1所示。
试验结果
图3给出了本发明实施例3 A+OSA工艺与常规A+OSA工艺正常运行阶段污泥减量化效果比对，可以看出，在厌氧池添加填料后，污泥减量效果明显提高，提高率约在20%左右。
图4给出了本发明实施例3A+OSA工艺与常规A+OSA工艺正常运行阶段水质处理效果比对，可以看出，在厌氧池添加填料，并没有显著影响A+OSA工艺的污染物去除能力，出水可以达标排放。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将污水引入缺氧池为反硝化提供碳源；污水流入曝气池进行好氧处理和硝化过程；
（2）以150%~200%硝化液回流比将曝气池末端的泥水混合物抽送至缺氧池实现反硝化，曝气池中剩余的污水引入沉淀池进行自然沉淀，实现泥水分离；
（3）以50%~100%污泥回流比将沉淀池中的部分沉淀污泥抽至厌氧池，厌氧池中设有连续搅拌装置和填料装置，所述填料装置中填料体积填充率为20~30%；调节厌氧池温度和连续搅拌装置转速，控制厌氧池溶解氧浓度为0.2~0.3mg/L；厌氧池中污泥停留5~9h后抽至缺氧池上部，实现污泥回流；将沉淀池中剩余污泥通过排泥管排出。
2.根据权利要求1所述的强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，其特征在于：所述曝气池的污泥浓度为2500~3000mg/L。
3.根据权利要求1所述的强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，其特征在于：所述填料装置为两同心网筒围成的环形空间，两网筒与厌氧池具有相同的圆心，外面直径较大的网筒直径小于厌氧池直径；在环形空间上方设有对应的环形盖子，以将填料限制在环形空间内。
4.根据权利要求1所述的强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，其特征在于：所述填料为内部多褶皱球形的聚丙烯或聚乙烯材料，所述填料粒径大于所述网筒网眼直径。
5.根据权利要求1所述的强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，其特征在于：所述厌氧池为密封装置，池顶盖处设有通气孔，池壁上设有出流管，出流方式为重力溢流。
6.根据权利要求1所述的强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，其特征在于：所述厌氧池内温度为20~25℃，搅拌速度100-120r/min。
7.根据权利要求1所述的强化缺氧-好氧-沉淀-厌氧工艺污泥减量的方法，其特征在于：所述缺氧池为连续流运行状态。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111170462A (zh) * 2020-03-16 2020-05-19 南京大学 交替饥饿微氧厌氧耦合填料污泥侧流原位减量强化工艺
CN112759083A (zh) * 2021-01-12 2021-05-07 中山大学 污泥源减量装置及污泥源减量工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101544423A (zh) * 2009-04-29 2009-09-30 重庆大学 污泥减量的a/o脱氮污水处理工艺及装置
CN202337723U (zh) * 2011-11-21 2012-07-18 傅剑锋 污泥减量处理装置
CN106698876A (zh) * 2016-12-19 2017-05-24 上海电力学院 一种超声填料组合污泥减量装置及工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101544423A (zh) * 2009-04-29 2009-09-30 重庆大学 污泥减量的a/o脱氮污水处理工艺及装置
CN202337723U (zh) * 2011-11-21 2012-07-18 傅剑锋 污泥减量处理装置
CN106698876A (zh) * 2016-12-19 2017-05-24 上海电力学院 一种超声填料组合污泥减量装置及工艺

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111170462A (zh) * 2020-03-16 2020-05-19 南京大学 交替饥饿微氧厌氧耦合填料污泥侧流原位减量强化工艺
CN111170462B (zh) * 2020-03-16 2021-05-28 南京大学 交替饥饿微氧厌氧耦合填料污泥侧流原位减量强化工艺
CN112759083A (zh) * 2021-01-12 2021-05-07 中山大学 污泥源减量装置及污泥源减量工艺
CN112759083B (zh) * 2021-01-12 2022-07-08 中山大学 污泥源减量装置及污泥源减量工艺

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