CN101391837B - 利用城市污水管网实施污泥减量的方法 - Google Patents

Abstract

利用城市污水管网实施污泥减量的方法，它涉及污泥减量的方法。它解决了现有污泥处理占地面积大、污染范围广、处理费用高的问题。本发明在城市污水管网的污水处理厂与检查井之间设置污泥输送管道，在污泥输送管道上对污泥输送管道内的污泥中的微生物细胞进行破碎处理；在城市污水干管或主干管上设置生物反应器，并对检查井和生物反应器内施加曝气，经破碎和生物反应器减量后的污泥输入污水处理厂。本发明与传统的城市污水处理方法相比，具有成本低、投资小、效率高、处理效果好、减轻了后续处理工艺的负担、缩小了后续处理构筑物的体积和降低了工程造价，在适宜的条件下，污泥可能出现零增长甚至负增长，污泥得到有效的减量。

Description

利用城市污水管网实施污泥减量的方法

技术领域

本发明涉及污泥减量的方法。

背景技术

污泥是污水处理过程中产生的固体废物。随着污水处理事业的发展，污水处理厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高，污泥的产生量也将会大幅度地增加。同时，污泥处理的投资和运行费用巨大，可占整个污水处理厂投资及运行费用的25％-65％，已成为城市污水处理厂所面临的沉重负担。污泥处理的通常做法是：先经过浓缩、稳定、脱水等预处理后，进行最终的处置。目前，污水处理厂新产生的污泥一般含水率较高，体积较大，必须浓缩脱水后再进行相应的处理。常规的处置方法有：卫生填埋、焚烧和土地利用等。卫生填埋、污泥的热处理、土地利用、建筑材料以及生物法等。卫生填埋：卫生填埋对土地性质要求较高，需要大面积的场地和大量的运输费用，地基需作防渗处理以免污染地下水等，填埋最终并未避免环境污染，只是延缓了污染的时间，所以近年来污泥填埋处置所占比例越来越小。热处理：热处理所需设备、能源及操作费用非常高，并且污泥中的物质在燃烧时会产生二次污染，所以限制了其在污泥处理方面的应用。土地利用：尽管污泥的土地利用具有低能耗、可回收利用养分等优点，但污泥中的重金属、有机物及N、P等可能会对地表水及地下水造成污染，如果有害物质被植物吸收，很容易危害到人体的健康。建筑材料：与热处理相似，污泥作为建筑材料同样会产生二次污染，有可能会产生大量的有害气体，严重危害人们的健康。

发明内容

本发明为了解决现有污泥处理占地面积大、污染范围广、处理费用高，热处理所需设备、能源及操作费用非常高，并且污泥中的物质在燃烧时会产生二次污染，污泥中的重金属、有机物及N、P等可能会对地表水及地下水造成污染的问题，提供了一种利用城市污水管网实施污泥减量的方法，解决上述问题的具体技术方案如下：

本发明城市污水管道污泥减量方法，该方法包含在城市污水管网的污水处理厂与检查井之间设置污泥输送管道，在城市污水管网干管或主干管上设置生物反应器，并对检查井和生物反应器内施加曝气，经城市污水管网干管或主干管和生物反应器减量后的污泥输入污水处理厂。

本发明利用城市污水管网的污水处理厂与检查井之间设置污泥输送管道，污泥在污泥输送管道和城市污水管网主干管运行过程中污泥中微生物菌群生存环境经历了由好氧到厌氧的交替，在环境交替及生物反应器中实现了污泥的减量；同时由于后续厌氧微生物的作用，剩余污泥量将大幅度降低。与传统的城市污水处理方法相比，具有成本低、投资小、效率高、处理效果好、减轻了后续处理工艺的负担、缩小了后续处理构筑物的体积和降低了工程造价，在适宜的条件下，污泥可能出现零增长甚至负增长，不但提高了城市污水处理效果，还使污泥得到有效的减量。本发明的独特之处在于利用了传统意义上起到污水传输功能的污水管道，将其作为生物反应器的主要部分，降低了后续处理工艺的负荷，缩小了后续处理构筑物的体积，节省了后续处理构筑物的空间，大幅度降低传统城市污水处理厂的建筑投资及运营成本，改变了传统意义上污水处理观念。

附图说明

图1是本发明方法的系统框图。图中9为泵。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1描述本实施方式。本实施方式在城市污水管网的污水处理厂与检查井之间设置污泥输送管道2，在城市污水管网干管或主干管4上设置生物反应器7，并对检查井5和生物反应器7内施加曝气，经城市污水管网干管或主干管4和生物反应器7减量后的污泥输入污水处理厂1进行再循环。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于它还包含有在污泥输送管道2上对污泥输送管道内的污泥中的微生物细胞进行预破碎处理装置3。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二的不同点在于预破碎处理装置3选用超声装置、微波装置、臭氧和/或ClO₂投加装置。

采用超声波破碎，破碎微生物细胞利用超声波在液体中的分散效应，使液体产生空化的作用，从而使液体中的固体颗粒或细胞组织破碎。超声波会在液体中产生强大的压力波，这个压力波则会形成千百万的微观气泡，随着高频振动，气泡将迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时，由于液体间相互碰撞产生强大的冲击波，在其周围产生上千个大气压的压力(即超声空化)，该能量足以将细胞及各类无机物质破碎重组。经超声波作用后的污泥有利于微生物的利用及微生物得更替，能够更好地实现污泥减量。

具体实施方式四：本实施方式的污泥输送管道2中的污泥经微生物细胞进行预破碎处理后直接投加到检查井5或生物反应器7内(还能投加到干管的检查井5中)，投加点为一处或多处。

污泥的投加量与污泥输送管道2内污泥的浓度、污泥输送管道2的管径以及污泥输送管道2内污水的流量有关，在加入污泥处进行曝气。

污泥的投加时间要根据该地区用水量大小而定，要选择在用水高峰期进行投加。

污泥输送管道2在污泥输送周期完成后，输送一段时间的水，清理污泥输送管道2中的污泥，防止堵塞管道。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于在城市污水管道主干管4中加入填料，填料采用软性或半软性填料，增加微生物与城市污水的接触面积，提高城市污水的去除率。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于仅在生物反应器7内施以曝气，使污泥在主干管4中进行间歇式好氧、厌氧处理，曝气以鼓风机8输入，曝气采用空气。

具体实施方式七：本实施方式的预处理装置3采用一个或多个串联的超声装置、微波装置、臭氧和/或ClO₂投加装置方式。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于生物反应器7可由污水提升泵站改造而成。

具体实施方式九：本实施方式的生物反应器7，采用接触氧化、膜生物反应器、IC反应塔或SBR。

本发明污泥减量方法经历的过程：

一、污水厂产生的剩余污泥经污泥输送管道2进入检查井5中；

二、污泥进行充氧：从检查井5中逐量加入活性污泥，同时向检查井5中施加曝气，污泥中的细菌可分泌出粘性物质，并相互粘连形成菌胶团，而其表面附有的粘性物质对城市污水中的有机物颗粒、胶体物质有较强吸附能力。微生物在此过程中大量繁殖，水中的DO不断被消耗，污水中的有机污染物经需氧微生物作用氧化分解成简单的无机物，如CO₂、H₂O、硝酸盐和磷酸盐等，使污水得到初步净化；

三、城市污水中溶解氧逐渐减少，菌群进行交替：此阶段为污水微生物处理由好氧向厌氧的过度阶段，此时城市污水中的溶解氧正在逐渐减少，由于条件的改变，部分好氧微生物停止生长，另有部分好氧微生物死亡，兼氧微生物逐渐成为优势菌群，主要存在大量兼性好氧菌和兼性厌氧菌，COD、BOD₅浓度降低趋缓；

四、厌氧微生物成为优势菌群，城市污水处理进入厌氧期：一般污泥投加点到污水处理厂的管道长达几公里至几十公里，随着城市污水中溶解氧的消耗殆尽，此过程产生的大量好氧微生物停止生长或死亡，使污泥得到减量。此时微生物菌群以厌氧和兼性微生物为主，部分管底的厌氧微生物进入水体，水体中原有的厌氧或兼氧微生物沉积于管底，缩短了厌氧微生物处理污水的适应期。城市污水中有机物进一步被去除，COD降低。同时，城市污水中的部分无机氮源通过反硝化作用生成N₂溢出，达到脱氮的目的；

五、合适的厌氧环境，促进污泥的厌氧消化：在适合的厌氧环境下，有机物质在厌氧微生物作用下，首先由产酸菌分解有机物产生有机酸、醇、CO₂、N₂、H₂、H₂S等，然后再由产甲烷菌还原为CH₄和CO₂。产生的气泡从水中逸出，从而进一步使污泥得到了减量。其次，通过厌氧消化，大部分病原菌或蛐虫卵被杀灭或作为有机物被分解，使污泥达到无害化。污泥经消化以后，其中的部分有机氮转化成了氨氮，提高了污泥的肥效。此时城市污水的水体COD、BOD₅浓度较低，微生物以厌氧菌为主，且部分处于衰亡期。

Claims (9)

1.利用城市污水管网实施污泥减量的方法，其特征在于在城市污水管网的污水处理厂(1)与检查井(5)之间设置污泥输送管道(2)，在城市污水管网干管或主干管(4)上设置生物反应器(7)，并对检查井(5)和生物反应器(7)内施加曝气，经城市污水管网干管或主干管(4)和生物反应器(7)减量后的污泥输入污水处理厂(1)。

2.根据权利要求1所述的利用城市污水管网实施污泥减量的方法，其特征在于它还包含有对污泥输送管道(2)内的污泥中的微生物细胞进行预破碎处理装置(3)。

3.根据权利要求2所述的利用城市污水管网实施污泥减量的方法，其特征在于预破碎处理装置(3)采用超声装置、微波装置、臭氧和/或ClO₂投加装置。

4.根据权利要求2或3所述的利用城市污水管网实施污泥减量的方法，其特征在于预破碎处理装置(3)采用一个或多个串联的超声装置、微波装置、臭氧和/或投加ClO₂投加装置。

5.根据权利要求1所述的利用城市污水管网实施污泥减量的方法，其特征在于还包含有在城市污水管网的主干管(4)中加入填料。

6.根据权利要求1所述的利用城市污水管网实施污泥减量的方法，其特征在于仅在生物反应器(7)内施以曝气。

7.根据权利要求1所述的利用城市污水管网实施污泥减量的方法，其特征在于生物反应器(7)采用接触氧化、膜生物反应器、IC反应塔或SBR。

8.根据权利要求5所述的利用城市污水管网实施污泥减量的方法，其特征在于填料采用软性或半软性填料。

9.根据权利要求1或6所述的利用城市污水管网实施污泥减量的方法，其特征在于曝气采用鼓风机(8)输入，曝气采用空气。

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