[发明专利]折流式初沉污泥水解酸化开发碳源装置及其污泥处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种折流式初沉污泥水解酸化开发碳源装置及其污泥处理方法，属于污水污泥处理与资源化领域。

背景技术

我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)对城镇污水处理厂的氮磷排放提出了更高的要求，脱氮除磷已成为城市污水处理的重要任务。我国许多城市污水属典型的低C/N废水，低碳氮比废水本身所能提供的碳源不能满足同步高效脱氮除磷的要求，解决碳源受限型废水碳源不足的问题已经迫在眉睫。

利用城市污泥进行水解酸化来开发生物脱氮除磷可利用的碳源是一种可行性较强的工艺，在获得生物可利用碳源的同时，实现污泥一定程度的稳定化和资源化。由于剩余污泥中含有大量聚磷菌在好氧段吸收的磷酸盐，若对剩余污泥进行水解酸化，会导致聚磷菌对磷的再次释放，而初沉污泥中富含脂肪酸，有机质含量在60％以上，是理想的资源化对象，且较剩余污泥而言无严重的氮磷释放问题。利用初沉污泥中的有机内碳源，将有效解决城市污水存在的碳源不足的问题并实现污泥减量化与资源化。

当前国内外采用的初沉污泥水解酸化技术主要是完全混合连续流反应器技术或上流式污泥床等技术。完全混合连续流反应器技术传质效率低，必须依靠机械搅拌增强传质效率，不利于节能，且完全混合连续流反应器占地面积较大，运行成本较高。上流式污泥床技术为了保证良好的污水分离效果，需设置三相分离器，该方法结构复杂、造价高、水解酸化效率较低。

发明内容

本发明目的是解决城市污水处理厂因碳源不足导致的氮磷去除效果差和剩余污泥量日益增大的问题。本发明采用的折流式初沉污泥水解酸化装置是一种由多格室组成的连续结构，近似多UASB串联而成的推流式反应器，兼具上流式活性污泥床与推流式反应器优点，传质效率高，同等底物转化率下所需容积较CSTR反应器小，且无需搅拌。

本发明的具体内容为：一种折流式初沉污泥水解酸化开发碳源装置，包括进泥管1、配泥槽2、出水管10以及由四个等容积的隔室依次连接而成的连续流结构，每个隔室的内部由导流板4分为导流室3和上流室6两部分，导流室3与上流室6容积比为1∶4；导流板4底部设置与水平成45°角的折板5，各隔室挡板7依次降低，其中隔室I至III的底部均设污泥放空口12，隔室IV的上流室上部设置高分子弹性滤料耦合生物膜载体9，使污泥固液分离，形成污泥固液分离区8，以丰富微生物种群及数量，强化产酸效果，并拦截生物固体，防止污泥流失。隔室IV的底部设排泥口13，并通过循环泵14与进泥管1连接，形成循环回路；装置外围设水浴11，水浴11底部设置放空口16，采用自动温控设备15控制温度。

本发明所提供的利用上述折流式初沉污泥水解酸化开发碳源装置处理污泥的方法，具体包括如下步骤：

a)通过计量蠕动泵将初沉污泥从进泥管1泵入该装置配泥槽2，并控制进泥流量HRT为24-36h；

b)污泥沿导流室3往下，经折板5进入上流室6，污泥往上通过隔室隔板7溢流至下一个相邻隔室的导流室，形成折流式推进，依次流经四个隔室及高分子弹性滤料耦合生物膜载体9后，酸化液经出水管10排出；

c)沉淀污泥通过第四隔室底部循环泵14回流至进泥管1，形成循环，剩余污泥通过排泥口13排除，根据测定污泥浓度采用控制剩余污泥排泥量的办法通过排泥口13排泥控制SRT为3-7d。

上述处理污泥方法，还可采用自动温控设备15控制装置水浴温度为30℃。

上述处理污泥方法，还可通过循环泵14控制回流污泥流量为进泥流量的1-2倍。

本发明涉及的折流式初沉污泥水解酸化开发碳源方法的关键是通过调整试验参数使体系中水解产酸菌富集占优，并抑制产甲烷菌减少甲烷产量，以达到产酸最大化目标。为了控制污泥发酵产酸过程，利用水解酸化作用从污泥中获取大量挥发性脂肪酸，本试验通过控制温度、水力停留时间和污泥停留时间等运行参数来强化产酸菌的富集，抑制产甲烷效应。本方法控制的HRT为24-36h，污泥停留时间为3-7d，控制装置水浴温度为30℃，循环泵流量为进泥流量的1-2倍。

其具体有益效果如下：

1.水解效率及VFA产率高。在温度为30℃，水力停留时间为24h，生物固体平均停留时间为3d的条件下，污泥酸化液的SCOD、VFAs最大值分别达到1182mg/L和602.8mg/L，VFA产率最大值达0.06mgVFAs/mgVSS，水解效率最大值达到3.6％，而同等条件下，CSTR反应器的污泥酸化液SCOD、VFAs最大值通常只有800mg/L和400mg/L左右。