CN1706751A - 一种城市污水中的污泥综合处理方法及*** - Google Patents

一种城市污水中的污泥综合处理方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种城市污水中的污泥综合处理方法及***，该方法处理城市污水经过混凝反应后在沉淀池进行固液分离，污泥在重力作用下沉入沉淀池底后，还依次包括a重力浓缩减容、b向浓缩后的污泥中添加碳源和复合生物活性分解酶、c通过高压泥浆泵将污泥泵入换热器进行加热、d厌氧反应、e沼泥脱水等步骤。使用该方法和***可实现资源的再利用，回收大量的生物能源(沼气)及优质有机复混肥的原料(沼泥)，充分利用这些资源可进一步降低污水处理厂的运行成本。

Description

一种城市污水中的污泥综合处理方法及***
技术领域
本发明涉及一种城市污水中的污泥综合处理方法及***，特别涉及一种可实现资源再利用的污泥综合处理方法及***。
背景技术
目前，国内外对城市污水处理过程中所产生污泥的处理方法是以下几种方法，厌氧、兼氧、填埋、焚烧等等。这些方法处理污泥的前提必须是由生化处理污水所产生的污泥，因为对污泥进行无害化处理需完全依靠微生物对有机污染物进行降解及分解，微生物在降解或分解有机污染物的过程中需要有足够的营养物维持自身生存和繁衍，这样就要求污泥中含有均衡的营养物，而生化处理城市污水所产生的污泥完全能够满足微生物的需求。
但是物化处理城市污水所产生的污泥，其营养物含量远远低于生化处理所产生的污泥，所以说业内人士普遍认为，物化处理污水所产生的污泥无法进行生化无害化处理。目前，对物化处理城市污水所产生的污泥只能采用填埋、焚烧的方法。可是填埋物化处理城市污水所产生的污泥，因为污泥中含有大量的有害细菌、病毒、病菌及其它有机污染物，会对环境造成严重的二次污染。采用焚烧的方法处理物化处理城市污水所产生的污泥因其燃烧值低、含水量高，需要消耗大量的能源，会大大增加污泥处理费用，又白白浪费一些原本能够回收的宝贵资源。
发明内容
针对现状，本发明的目的是提供一种可实现资源的再利用，回收部分生物能源及有机复混肥原料的污泥综合处理方法，
本发明的另一目的是提供使用该方法的污泥综合处理***。
为实现上述的目的，本发明提出一种城市污水处理中的污泥综合处理方法：城市污水经过混凝反应后在沉淀池进行固液分离，污泥在重力作用下沉入沉淀池底后，还依次包括如下步骤：
a重力浓缩减容：将沉淀池内沉淀的污泥泵入污泥浓缩池，利用重力进一步浓缩减容处理；
b向浓缩后的污泥中添加碳源和复合生物活性分解酶；
c通过高压泥浆泵将污泥泵入换热器进行加热；
d厌氧反应：将污泥泵入厌氧反应器进行厌氧处理，产生沼气和沼泥；
e沼泥脱水：将经过厌氧处理后的沼泥通过高压泥浆泵泵入沼泥脱水机进行脱水。
城市污水在经过一系列处理后，在沉淀池内进行固液分离，上清液继续进行污水净化，沉淀后的污泥含水率还较高，通常含水率在97％以上，而且体积也较大，采用本方法所述的步骤a使污泥浓缩减容，经过步骤a后的污泥中含水率降至94-96.5％，体积可减少三分之二。沉淀后的污泥从沉淀池泵入污泥浓缩池。
本发明的方法对污泥处理采用厌氧中温消化技术，即利用厌氧反应产生沼气和沼泥。本发明所述步骤b是向经过重力浓缩的污泥添加碳源和复合生物活性分解酶。所述碳源选自醇类、糖类或淀粉类物质，所述复合生物活性分解酶选自包含脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶或木质纤维素酶中的两种或以上的复合酶。添加少量碳源是为解决污水物化处理产生的污泥BOD含量低的缺憾及厌氧菌营养物不足的问题。采用同时添加的碳源和微量复合生物活性分解酶或者采用先将碳源用微量复合生物活性分解酶进行分解后再添加。优选将添加的碳源首先用微量复合生物活性分解酶对其进行分解效果更好。另一方面，污水除油处理产生的废弃油、油脂、蛋白质等等对提高产沼量也有益处，为了使产沼量提高，本发明的优选方案还包括将污水处理过程中，除油步骤得到的蛋白质、油或脂类废弃物与碳源和复合生物活性分解酶一起添加到厌氧反应器中进行厌氧处理。
经过步骤c的污泥通过高压泥浆泵泵入换热器进行加热，加热温度范围在39～42℃。
在本发明所述的步骤d中，污泥在厌氧反应器中进行污泥的无害化及减容处理，污泥中的有机污染物、蛋白、脂肪酸等等被厌氧菌分解后产生沼气，污泥变为沼泥。其停留时间为150～300小时。将沼气储存在沼气储罐中，并将剩余沼泥进行脱水处理。
本方法步骤e所述的沼泥经脱水后含水率为75～80％，沼泥的有机质含量约为65％左右，可以用于制造有机复混肥的原料或土壤改良剂。尤其是在北方还可制作成干旱地区的植树造林专用的储水型有机复混肥。优选方案采用高压隔膜泵泵入板框式压滤机进行脱水。
本发明的方法利用厌氧处理产生的沼气进行生物能源再利用(发电或取暖)，降低污水处理成本。将沼气储罐中的沼气与柴油按照7∶3～9∶1的比例混合后作为燃料供给沼柴混合发电机发电，为污水处理***中各用电设备提供电源。例如为各种风机类或泵类供电。而发电机冷却循环水又为加热污泥的换热器提供热能。
为实现本发明的另一目的，设计一种城市污水处理中的污泥综合处理***，包括沉淀池，其特征在于：还包括污泥浓缩池、高压泥浆泵、换热器、厌氧反应器、沼气储罐和沼泥脱水机，其中，
所述沉淀池的排泥泵接口与污泥浓缩池进泥口通过管道连接，污泥浓缩池的出泥口通过管道依次与高压泥浆泵、换热器、厌氧反应器、高压泥浆泵和沼泥脱水机相连接；
所述沼气储罐进气口与厌氧反应器的出气口通过管道连接，并设有流量计、安全放气阀。
其中所述沉淀池优选斜管沉淀池，污泥泵优选高压隔膜泵，所述沼泥脱水机优选板框式压滤机。
本发明所述的污泥综合处理***，其中还包括沼柴混合发电机，所述沼柴混合发电机的冷却循环水出水口和进水口通过管道分别与换热器的进水口和出水口相连接，发电机通过导线与各用电设备相连。
本发明所述的污泥综合处理***，其优选方案还包括将除油设施中的蛋白质、油或脂类废弃物排出管道与进入高压泥浆泵的管道相连。
本发明的有益效果如下：
可实现资源的再利用，回收大量的生物能源(沼气)及优质有机复混肥的原料(沼泥)，充分利用这些资源可进一步降低污水处理厂的运行成本。
附图说明
图1是本发明城市污水处理中的污泥综合处理***一较佳实施例的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的较佳实施例的详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
在图1所示的实施例中，包括一斜管沉淀池1，还包括污泥浓缩池2、高压泥浆泵3、换热器4、厌氧反应器5、高压泥浆泵6、沼泥脱水机7、沼气储罐8、沼柴混合发电机9和柴油储罐10，其中，
斜管沉淀池1的排泥泵接口与污泥浓缩池2的进泥口通过管道连接，污泥浓缩池2的出泥口通过污泥管道依次连接高压泥浆泵3、换热器4和厌氧反应器5，厌氧反应器5的出泥口通过污泥管道依次连接高压泥浆泵6和沼泥脱水机7。该实施中，高压泥浆泵3和高压泥浆泵6都采用高压隔膜泵。沼泥脱水机7为板框式压滤机。
所述沼气储罐8进气口与厌氧反应器5的出气口通过管道连接。并通过沼气管路连接到沼柴混合发电机9。
所述沼柴混合发电机9的冷却循环水出水口和进水口通过管道分别与换热器的进水口和出水口相连接，形成热水管路和回水管路。所述沼柴混合发电机9通过导线与各用电设备相连。
在该实施例中，污水处理设备中的斜管沉淀池1的上清液流经气浮除油池11去除油污。气浮除油池11的分离出的蛋白质、油或脂类废弃物通过管道与污泥浓缩池2与高压泥浆泵3之间的管路连接，油脂等废弃物与碳源和复合生物活性分解酶可同时通过高压泥浆泵3泵入换热器4。
在该实施例中，污泥浓缩池2的产生的分离液和沼泥脱水机7产生的滤液通过回水管路流回污水处理的集水泵房12。
城市污水在经过一系列处理后，在斜管沉淀池1内进行充分固液分离，上清液继续进行污水净化，沉淀后的污泥含水率仅为97％左右。污泥泵入污泥浓缩池2，经过再次重力浓缩将污泥中含水率降至95％左右，用高压隔膜泵3将污泥连同首先用微量复合生物活性分解酶(脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、木质纤维素酶)对其进行分解的碳源(醇类)，以及气浮除油池11产生的油脂等废弃物一同泵入换热器4对污泥进行加热，将污泥加热到40℃左右，进入厌氧反应器停留250小时后。产生的沼气被储存在沼气储罐8中，经过厌氧处理后的污泥，已被消解为沼泥，用高压隔膜泵6泵入沼泥脱水机7(板框式压滤机)进行脱水，脱水后的无害沼泥用作有机复混肥或土壤改良剂的原料。
本发明的实施例的方法将储存在沼气储罐8中沼气与柴油储罐10中的柴油经管路分别进入沼柴混合发电机9，沼气和柴油按照80∶20的比例混合后，供给沼柴混合发电机9作为燃料，发电机发出的电为污水及污泥处理***中各用电设备提供能源，沼柴混合发电机9冷却循环水又为加热污泥的换热器4提供了热能。

Claims (13)

1、一种城市污水处理中的污泥综合处理方法，城市污水经过混凝反应后在沉淀池进行固液分离，污泥在重力作用下沉入沉淀池底后，其特征在于：还依次包括如下步骤：
a重力浓缩减容：将沉淀池内沉淀的污泥泵入污泥浓缩池，利用重力进一步浓缩减容处理；
b向浓缩后的污泥中添加碳源和复合生物活性分解酶；
c通过高压泥浆泵将污泥泵入换热器进行加热；
d厌氧反应：将污泥泵入厌氧反应器进行厌氧处理，产生沼气和沼泥；
e沼泥脱水：将经过厌氧处理后的沼泥通过高压泥浆泵泵入沼泥脱水机进行脱水。
2、根据权利要求1所述的污泥综合处理方法，其特征在于：经过步骤a后的污泥的含水率降至94-96.5％。
3、根据权利要求1所述的污泥综合处理方法，其特征在于：所述步骤b是采用同时添加的碳源和微量复合生物活性分解酶或者采用先将碳源用微量复合生物活性分解酶进行分解后再添加。
4、根据权利要求1所述的污泥综合处理方法，其特征在于：所述步骤b所述碳源选自醇类、糖类或淀粉类物质，所述复合生物活性分解酶选自包含脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶或木质纤维素酶中的两种或以上的复合酶。
5、根据权利要求1所述的污泥综合处理方法，其特征在于：所述步骤b还包括将污水处理过程除油步骤得到的蛋白质、油或脂类废弃物与碳源和复合生物活性分解酶一起添加。
6、根据权利要求1所述的污泥综合处理方法，其特征在于：步骤c的加热温度范围在39～42℃。
7、根据权利要求1所述的污泥综合处理方法，其特征在于：所述步骤d污泥在厌氧反应器中停留时间为150～300小时。
8、根据权利要求1所述的污泥综合处理方法，其特征在于：所述步骤e的沼泥经脱水后的含水率为70～80％，沼泥用于制造有机复混肥或土壤改良剂的原料。
9、根据权利要求8所述的污泥综合处理方法，其特征在于：还包括将厌氧反应器内产生的沼气储存在沼气储罐内，并使用沼气储罐中的沼气与柴油按照7∶3～9∶1的比例混合后作为燃料供给沼柴混合发电机发电，为污水处理***中各用电设备提供电源，并且发电机冷却循环水为加热污泥的换热器提供热能。
10、一种城市污水处理中的污泥综合处理***，包括沉淀池，其特征在于：还包括污泥浓缩池、高压泥浆泵、换热器、厌氧反应器、沼气储罐和沼泥脱水机，其中，
所述沉淀池的排泥泵接口与污泥浓缩池进泥口通过管道连接，污泥浓缩池的出泥口通过管道依次与高压泥浆泵、换热器、厌氧反应器、高压泥浆泵和沼泥脱水机相连接；
所述沼气储罐进气口与厌氧反应器的出气口通过管道连接。
11、根据权利要求10所述的污泥综合处理***，其特征在于：还包括沼柴混合发电机，所述沼柴混合发电机的冷却循环水出水口和进水口通过管道分别与换热器的进水口和出水口相连接。
12、根据权利要求10所述的污泥综合处理***，其特征在于：所述沉淀池为斜管沉淀池，所述高压泥浆泵为高压隔膜泵，所述沼泥脱水机为板框式压滤机。
13、根据权利要求10所述的污泥综合处理***，其特征在于：还包括将污水处理中除油设施中的蛋白质、油或脂类废弃物排出管道与进入高压泥浆泵的管道相连。
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