CN109110917A - 磁性污泥零排放污水连续处理工艺及专用装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁性污泥零排放污水连续处理工艺及其专用装置，污水经过活性污泥曝气池、臭氧水解槽和脱臭氧槽的处理，依据于微生物在极端环境里死亡自溶原理以及磁粉对污泥的吸附依赖形成便于分离的高浓度污泥，建立了一套连续的磁性污泥快速分离臭氧污泥自溶耦合连续污水处理新工艺，可以使污泥减量，甚至于可以实现污泥的零排放。此外，本发明还具有能耗低、费用少等优点，使用后可以克服传统处理方法中的缺陷，填补污水处理领域的空白。

Description

磁性污泥零排放污水连续处理工艺及专用装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是一种磁性污泥零排放污水连续处理工艺及专用装置。

背景技术

随着城市生活污水以及工业废水处理量的增加，剩余污泥的产量也在迅速增大，仅市政我国每年产生3000万吨-4000万吨含水率在80％左右的市政污泥。预计到2020年，我国的市政污泥产量将达到6000万吨-9000万吨。污泥的体积远远小于污水体积，但是用于污泥的处置花费可以占到甚至超越整个污水处理厂日常消耗的50％以上，对污水处理排放的剩余污泥的处理处置是多年来困扰人们的问题，尤其近年经济、环境和法规等因素日益严格的限制，使得污泥常规处置方法的应用越来越困难，所以在这一背景下，各种污泥减量技术应运而生。剩余污泥的减量化可分为污泥的后续减量化和过程减量化。污泥过程减量化是指在污水的处理过程中，通过改变工艺的运行过程，或者采用一定的技术手段，在保证不影响污水出水水质的前提下，使剩余污泥的产量达到最小化，从根本上减少污泥的产率，诸如好氧—沉淀—厌氧 (OSA)、高溶解氧曝气工艺、好氧—厌氧交替处理工艺以及两段式污泥减量工艺等都可以从生化处理过程实现污泥减量。但是由于毕竟是生化方法，最终剩余污泥仍然会发生，仍然需要通过后续处理实现资源化、无害化的处理。而后续污泥的减量化可以通过物理、化学、生物或者联合工艺等手段，但必须考虑到过程的经济效益和环境效益。剩余污泥尤其是二沉池的剩余污泥，体积大，含水率很高，处理起来很难，也是剩余污泥减量化的一个瓶颈问题。

以目前比较常见的生活污水处理为例，往往采用活性污泥法，最终经过二沉池将活性污泥进行分离，其中一部分回流至进水处与污水混合提供大量微生物，另一部分送至污泥池，进行后续处理。该方式虽然被广泛使用，但是其在脱水处理过程中能耗大，而且产生的固体污泥的处理处置过程很困难，所以污泥零排放技术成为目前人们追求的目标。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种能够改善污泥中微生物去除效果、实现连续处理的磁性污泥零排放污水连续处理工艺及专用装置。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种磁性污泥零排放污水连续处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

首先，在活性污泥曝气池内投加活性污泥和磁粉，预处理后的污水和回流的磁性活性污泥由预处理污水进口进入活性污泥曝气池内，经过曝气后，在第一磁性转鼓及第一刮泥板的作用下进行分离，脱去磁性污泥处理水经过过渡区排出，且其中一部分水由净水水泵回流至第一刮泥板上方，冲洗刮下来的磁性污泥，刮下的磁性污泥在带有倾斜的刮刀和净水水泵的作用下，依靠自身的势能，流入所指定的出处，即：分离出的带有磁性的活性污泥，一部分通过磁性污泥回流管路回流至预处理污水进口，另一部分由剩余磁性污泥回流管路经调节池，由第二水泵将剩余磁性污泥送至文丘里臭氧微气泡发生器，再输送到臭氧水解槽，其余的部分经调节池，由第二水泵直接送入臭氧水解槽；

然后，带有磁性的剩余活性污泥在臭氧水解槽内，与臭氧微气泡文丘里发生器快速分散成微小气体的臭氧发生接触，由臭氧微气泡文丘里发生器分散的微小气泡，相当于微曝，增加了臭氧的溶解度和停留时间，加大与微生物接触的几率，活性污泥在臭氧作用下微生物死亡，发生自溶，形成可以生物降解的碳水化合物污染物；磁性物质也随之游离于污水之中，同时活性污泥夹带的生物不能降解的物质也存在于此；

最后，含有自溶分解而成的碳水化合物污染物以及磁性物质等的污水进入脱臭氧槽，在脱臭氧槽内经过空气曝气，将溶解在污水中的、没有用完的少量臭氧，经过空气，吹脱除去，避免给后续的工艺带来不利影响，并在第二磁性转鼓及第二刮泥板的作用下对磁性物质进行分离，分离后的磁粉再次回到活性污泥曝气池，其余不能生物降解的无机物质，相当于泥类物质由脱臭氧槽底部的排泥口排出，处理后的水由第一水泵输送至活性污泥曝气池的预处理污水进口。

一种磁性污泥零排放污水连续处理工艺的专用装置，其特征在于：主要包括活性污泥曝气池、臭氧水解槽、脱臭氧槽、臭氧发生器、臭氧微气泡文丘里发生器、多个气泵及多个水泵；

活性污泥曝气池主要由池体、第一磁性转鼓和第一刮泥板组成，池体为顶部敞口式结构，池体左侧壁的上部安装预处理污水进口，池体内部由竖直隔板分割为曝气区和过渡区，曝气区与预处理污水进口连通，该曝气区的内底部安装曝气管，该曝气管与一个位于池体外部的第一气泵连接，位于池体内部的曝气管上制出多个出气孔；曝气区与过渡区连接处的过渡区上方设置第一磁性转鼓，在第一磁性转鼓的右侧设置第一刮泥板，该第一刮泥板的折弯处上方设置一个污泥输送管路，该污泥输送管路连接一个设置在池体外部的净水水泵；池体的右侧壁上部为出水口，该出水口连接两条支路，其中一条支路与净水水泵连接，另一条支路连接后续处理工序；池体的右侧壁的下部为污泥出口，其通过污泥泵直接连接污泥池，或者直接连接臭氧水解槽；

第一刮泥板的折弯处上方通过磁性污泥回流管路与预处理污水进口回流连接，第一刮泥板的折弯处上方通过剩余磁性污泥回流管路连接调节池，该调节池与第二水泵连接；第二水泵连接两条支路，其中一条支路通过阀门连接臭氧微气泡文丘里发生器，该臭氧微气泡文丘里发生器的变径喉口连接臭氧发生器，该臭氧发生器连接第二气泵，臭氧微气泡文丘里发生器的出口端与安装在臭氧水解槽内底部的臭氧管连通，第二水泵的另一条支路通过阀门与臭氧水解槽的右侧上端进口连接，且该臭氧水解槽的右侧上端进口还通过污泥泵与活性污泥曝气池底部的污泥出口连接；

臭氧水解槽为上端开口式结构，该臭氧水解槽的左侧上端出口连接脱臭氧槽，该脱臭氧槽的顶部为开口式结构，该脱臭氧槽内底部安装空气管，该空气管位于靠近进口端的一侧，该空气管连接第二气泵，在脱臭氧槽出口端一侧的上方安装第二磁性转鼓，该第二磁性转鼓与第一磁性转鼓的磁性相同，在第二磁性转鼓左侧设置第二刮泥板，该第二刮泥板的折弯处的下方设置竖板，该第二刮泥板的折弯处的上方通过连接管与活性污泥曝气池的底部连通；脱臭氧槽左侧下部设置排泥口，脱臭氧槽左侧上部设置水出口，该水出口通过第一水泵连接活性污泥曝气池的预处理污水进口。

而且，第一刮泥板和第二刮泥板均是由两个倾斜设置的斜板连接而成。

而且，所述的第一刮泥板的折弯处下方设置下竖直板。

而且，所述的排泥口位于第二刮泥板的下方，且位于竖板的左侧。

本发明的优点和有益效果为：

本发明是一种新型的处理工艺，其不仅可以实现过程的简便节能，而且还可以使污泥减量，甚至于可以实现污泥的零排放。本发明依据于微生物在极端环境里死亡自溶原理以及磁粉对污泥的吸附依赖形成便于分离的高浓度污泥，建立了一套连续的磁性污泥快速分离臭氧污泥自溶耦合连续污水处理新工艺，实现了污泥的减量化。

本发明通过臭氧对剩余污泥进行处理，让微生物死亡自溶，转化为无生命特征的化学物质，然后通过吹气脱臭氧，消除过程的臭氧，被自溶后形成的污染物可以重新回到活性污泥水处理***加以连续处理，形成一个污泥零排放的集成工艺，进而降低了处理成本、简化了工艺，本方法与污泥过程减量化有着本质的区别，污泥的后续减量化主要是在污泥产生后再通过一定的深度处理，比如深度曝气，厌氧发酵等，这些过程不仅需要消耗大量的能源，而且还需要保温，运维十分复杂。而本发明采用的是过程减量化控制，使用磁性污泥，在磁性转鼓的作用下，分离污泥，减少一个传统的二沉池，剩余污泥采用臭氧自溶特性，将微生物转化为碳水化合物，实现过程的污泥减量化，甚至于污泥的零排放。

本发明采用了臭氧微曝技术，提高臭氧在水相中的溶解度，和停留时间，臭氧经过臭氧微气泡文丘里发生器超速粉碎，达到了微曝效果，臭氧变成小气泡，增大了与微生物接触的表面积，增加了臭氧的停留时间，增加了溶解度，提高了臭氧利用率，提高了微生物的自溶率，促进了微生物的分解。

本发明具有能耗低、费用少、泥量少、无污泥、零排放和无污染等诸多优点，使用后可以克服传统处理方法中的缺陷，填补污水处理领域的空白。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

为了便于理解本发明工艺的处理过程，在此首先对本工艺所使用的专用装置的结构进行详细介绍：

一种磁性污泥零排放污水连续处理工艺的专用装置，主要包括活性污泥曝气池3、臭氧水解槽19、脱臭氧槽22、臭氧发生器20、臭氧微气泡文丘里发生器 17、多个气泵及多个水泵。

活性污泥曝气池主要由池体、曝气管路***、第一磁性转鼓7和第一刮泥板 9组成，池体为顶部敞口式结构，池体左侧壁的上部安装预处理污水进口4，池体内部由竖直隔板8分割为曝气区和过渡区，曝气区与预处理污水进口连通，该曝气区的内底部安装曝气管5，该曝气管与一个位于池体外部的第一气泵2连接，位于池体内部的曝气管上制出多个出气孔；曝气区与过渡区连接处的过渡区上方设置第一磁性转鼓，在第一磁性转鼓的右侧设置第一刮泥板，该第一刮泥板是由两个倾斜设置的斜板连接而成的，该第一刮泥板的折弯处下方设置下竖直板10，该下竖直板在***启动时或者遇到突发事件不能稳定运行时，可以起到过渡分离的作用。该第一刮泥板的折弯处上方设置一个污泥输送管路，该污泥输送管路连接一个设置在池体外部的净水水泵12。池体的右侧壁上部安装污水处理后的出水口11，该出水口连接两条支路，其中一条支路与净水水泵连接，另一条支路连接后续处理工序，以便于对排出的水进行深度处理或者自然排放。池体的右侧壁下部为污泥出口，是专门为***启动或长期使用后，过渡区可能会沉降一些污泥或者颗粒物，需要及时排出，这部分可以直接去污泥池，也可以直接送至臭氧水解槽。

带有一定倾斜角的第一刮泥板的折弯处上方通过磁性污泥回流管路6与预处理污水进口回流连接，第一刮泥板的折弯处上方通过剩余磁性污泥回流管路13连接调节池15，该调节池与第二水泵16连接。第二水泵连接两条支路，其中一条支路通过阀门连接臭氧微气泡文丘里发生器，该臭氧微气泡文丘里发生器的变径喉口连接臭氧发生器，该臭氧发生器连接第二气泵23，臭氧微气泡文丘里发生器的出口端与安装在臭氧水解槽内底部的臭氧管18连通。第二水泵的另一条支路通过阀门与臭氧水解槽的右侧上端进口连接，且该臭氧水解槽的右侧上端进口还通过污泥泵14与活性污泥曝气池底部的污泥出口连接。

臭氧水解槽为上端开口式结构，该臭氧水解槽的左侧上端出口连接脱臭氧槽，该脱臭氧槽的顶部为开口式结构，该脱臭氧槽内底部安装空气管21，该空气管位于靠近进口端的一侧，该空气管连接第二气泵，在脱臭氧槽出口端一侧的上方安装第二磁性转鼓25，该第二磁性转鼓与第一磁性转鼓的磁性相同。在第二磁性转鼓左侧(靠近出口端一侧)设置第二刮泥板26，第二刮泥板也是由两个倾斜设置的斜板连接而成的，该第二刮泥板的折弯处的下方设置竖板24，该第二刮泥板的折弯处的上方通过连接管与活性污泥曝气池的底部连通；脱臭氧槽左侧下部设置排泥口，该排泥口位于第二刮泥板的下方，且位于竖板的左侧。脱臭氧槽左侧上部设置水出口，该水出口通过第一水泵1连接活性污泥曝气池的预处理污水进口。

一种磁性污泥零排放污水连续处理工艺，其包括以下步骤：

首先，在活性污泥曝气池内投加活性污泥和磁粉，磁粉为氧化铁磁粉，粒径范围150-250目；这些磁粉被吸附在活性污泥上，形成带有磁性的活性污泥，改变原有活性污泥的特性。预处理后的污水和回流的磁性活性污泥由预处理污水进口进入活性污泥曝气池内，经过曝气后，这些污水在好氧微生物的作用下，得到了降解，不断流入到出口，通过出水堰上的第一磁性转鼓，磁性污泥被带有磁性的转鼓所吸附，从水相中分离，随着转鼓的旋转，在第一刮泥板的作用下刮下，得到分离。脱去磁性污泥处理水经过过渡区排出，即：分离后的出水，经过过渡区，再由出口排出，且其中一部分水由净水水泵回流至第一刮泥板上方，冲洗刮下来的磁性污泥。

刮下的磁性污泥在带有倾斜的刮刀和净水水泵的作用下，依靠自身倾斜角的势能(由于利用自身的势能，因此可极大的减少能耗)，流入所指定的出处，即：分离出的带有磁性的活性污泥，一部分通过磁性污泥回流管路回流至预处理污水进口，另一部分作为剩余磁性污泥由剩余磁性污泥回流管路经调节池，由第二水泵将剩余磁性污泥送至文丘里臭氧微气泡发生器，再输送到臭氧水解槽，其余的部分经调节池，由第二水泵直接送入臭氧水解槽。

然后，带有磁性的剩余活性污泥在臭氧水解槽内，与臭氧微气泡文丘里发生器快速分散成微小气体的臭氧发生接触，由臭氧微气泡文丘里发生器分散的微小气泡，相当于微曝，增加了臭氧停留时间，加大与微生物接触的几率，提高了臭氧的利用率，降低了能耗，活性污泥在臭氧作用下微生物死亡，发生自溶，形成可以生物降解的碳水化合物污染物；磁性物质也随之游离于污水之中，同时活性污泥夹带的生物不能降解的物质也存在于此。

最后，含有自溶分解而成的碳水化合物污染物以及磁性物质等的污水进入脱臭氧槽，在脱臭氧槽内经过空气曝气，将溶解在污水中的、没有用完的少量臭氧，经过空气，吹脱除去，大大地降低水相中的臭氧量，确保进入到污水处理***，不影响活性污泥的活性，避免给后续的工艺带来不利影响，并在第二磁性转鼓及第二刮泥板的作用下对磁性物质进行分离，在第二磁性转鼓及第二刮泥板的作用下分离出的磁粉再次送回到活性污泥曝气池，剩下的微生物难以降解的颗粒物，也就是说一些泥渣，缓慢沉降，由脱臭氧槽底部的排泥口排出，即：其余不能生物降解的无机物质，相当于泥类物质由脱臭氧槽底部的排泥口排出，处理后的水由第一水泵输送至活性污泥曝气池的预处理污水进口。

Claims (5)

1.一种磁性污泥零排放污水连续处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

首先，在活性污泥曝气池内投加活性污泥和磁粉，预处理后的污水和回流的磁性活性污泥由预处理污水进口进入活性污泥曝气池内，经过曝气后，在第一磁性转鼓及第一刮泥板的作用下进行分离，脱去磁性污泥处理水经过过渡区排出，且其中一部分水由净水水泵回流至第一刮泥板上方，冲洗刮下来的磁性污泥，刮下的磁性污泥在带有倾斜的刮刀和净水水泵的作用下，依靠自身的势能，流入所指定的出处，即：分离出的带有磁性的活性污泥，一部分通过磁性污泥回流管路回流至预处理污水进口，另一部分由剩余磁性污泥回流管路经调节池，由第二水泵将剩余磁性污泥送至文丘里臭氧微气泡发生器，再输送到臭氧水解槽，其余的部分经调节池，由第二水泵直接送入臭氧水解槽；

然后，带有磁性的剩余活性污泥在臭氧水解槽内，与臭氧微气泡文丘里发生器快速分散成微小气体的臭氧发生接触，由臭氧微气泡文丘里发生器分散的微小气泡，相当于微曝，增加了臭氧的溶解度和停留时间，加大与微生物接触的几率，活性污泥在臭氧作用下微生物死亡，发生自溶，形成可以生物降解的碳水化合物污染物；磁性物质也随之游离于污水之中，同时活性污泥夹带的生物不能降解的物质也存在于此；

最后，含有自溶分解而成的碳水化合物污染物以及磁性物质等的污水进入脱臭氧槽，在脱臭氧槽内经过空气曝气，将溶解在污水中的、没有用完的少量臭氧，经过空气，吹脱除去，避免给后续的工艺带来不利影响，并在第二磁性转鼓及第二刮泥板的作用下对磁性物质进行分离，分离后的磁粉再次回到活性污泥曝气池，其余不能生物降解的无机物质，相当于泥类物质由脱臭氧槽底部的排泥口排出，处理后的水由第一水泵输送至活性污泥曝气池的预处理污水进口。

2.一种如权利要求1所述的磁性污泥零排放污水连续处理工艺的专用装置，其特征在于：主要包括活性污泥曝气池、臭氧水解槽、脱臭氧槽、臭氧发生器、臭氧微气泡文丘里发生器、多个气泵及多个水泵；

活性污泥曝气池主要由池体、第一磁性转鼓和第一刮泥板组成，池体为顶部敞口式结构，池体左侧壁的上部安装预处理污水进口，池体内部由竖直隔板分割为曝气区和过渡区，曝气区与预处理污水进口连通，该曝气区的内底部安装曝气管，该曝气管与一个位于池体外部的第一气泵连接，位于池体内部的曝气管上制出多个出气孔；曝气区与过渡区连接处的过渡区上方设置第一磁性转鼓，在第一磁性转鼓的右侧设置第一刮泥板，该第一刮泥板的折弯处上方设置一个污泥输送管路，该污泥输送管路连接一个设置在池体外部的净水水泵；池体的右侧壁上部为出水口，该出水口连接两条支路，其中一条支路与净水水泵连接，另一条支路连接后续处理工序；池体的右侧壁的下部为污泥出口，其通过污泥泵直接连接污泥池，或者直接连接臭氧水解槽；

第一刮泥板的折弯处上方通过磁性污泥回流管路与预处理污水进口回流连接，第一刮泥板的折弯处上方通过剩余磁性污泥回流管路连接调节池，该调节池与第二水泵连接；第二水泵连接两条支路，其中一条支路通过阀门连接臭氧微气泡文丘里发生器，该臭氧微气泡文丘里发生器的变径喉口连接臭氧发生器，该臭氧发生器连接第二气泵，臭氧微气泡文丘里发生器的出口端与安装在臭氧水解槽内底部的臭氧管连通，第二水泵的另一条支路通过阀门与臭氧水解槽的右侧上端进口连接，且该臭氧水解槽的右侧上端进口还通过污泥泵与活性污泥曝气池底部的污泥出口连接；

臭氧水解槽为上端开口式结构，该臭氧水解槽的左侧上端出口连接脱臭氧槽，该脱臭氧槽的顶部为开口式结构，该脱臭氧槽内底部安装空气管，该空气管位于靠近进口端的一侧，该空气管连接第二气泵，在脱臭氧槽出口端一侧的上方安装第二磁性转鼓，该第二磁性转鼓与第一磁性转鼓的磁性相同，在第二磁性转鼓左侧设置第二刮泥板，该第二刮泥板的折弯处的下方设置竖板，该第二刮泥板的折弯处的上方通过连接管与活性污泥曝气池的底部连通；脱臭氧槽左侧下部设置排泥口，脱臭氧槽左侧上部设置水出口，该水出口通过第一水泵连接活性污泥曝气池的预处理污水进口。

3.根据权利要求2所述的一种磁性污泥零排放污水连续处理工艺的专用装置，其特征在于：所述的第一刮泥板和第二刮泥板均是由两个倾斜设置的斜板连接而成。

4.根据权利要求2所述的一种磁性污泥零排放污水连续处理工艺的专用装置，其特征在于：所述的第一刮泥板的折弯处下方设置下竖直板。

5.根据权利要求2所述的一种磁性污泥零排放污水连续处理工艺的专用装置，其特征在于：所述的排泥口位于第二刮泥板的下方，且位于竖板的左侧。