[发明专利]厌氧及低溶解氧剩余污泥水解发酵产酸的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及厌氧+低溶解氧剩余污泥水解发酵产酸的装置和方法，属于污泥污水处理技术领域。 

背景技术

活性污泥法是目前处理城市生活污水的一种有效方式，但因污水中生物可利用的碳源不足，生物脱氮除磷效果不好，出水很难达到一级A排放标准。要想提高生物脱氮除磷效率，需投加碳源，其中的一种途径就是加入化学合成的碳源，然而这种方法无疑增加了水厂的运行成本。另一方面活性污泥法处理过程中由于污泥的不断增殖会产生大量的剩余污泥。由于剩余污泥含水率高，有恶臭，且含有毒化学物质和病原微生物，若不加以控制，势必造成二次污染。 

短链脂肪酸（SCFAs）是生物脱氮除磷所需的优质碳源。近年来，利用有机物含量高的污泥进行厌氧水解酸化获取SCFAs备受关注。这不仅能为生物脱氮除磷系统提供碳源，还能使污泥减量，降低污泥的处理处置费用。目前，促进剩余污泥厌氧水解酸化产酸的技术有超声、微波、热解、酶促、表面活性剂法等，然而这些技术存在产酸效率低、产酸所需时间长、运营成本高等问题，难以应用于实际污水处理厂。 

因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何利用微生物技术，提出一种有效的反应装置和方法，使得剩余污泥在水解酸化过程中能长期高效的转化为SCFAs，进而为生物脱氮除磷系统提供碳源，提高生物脱氮除磷效率。 

发明内容

本发明的目的就是为了提高产酸量、缩短产酸时间而提出的厌氧+低溶解氧剩余污泥水解发酵产酸的装置和方法，进而将剩余污泥中的碳源应用到城市生活污水处理厂，降低运营成本，提高生物脱氮除磷效率。 

本发明的目的是通过以下解决方案来解决的：1、厌氧+低溶解氧剩余污泥水解发酵产酸的装置，其特征在于：设有氮气机1、剩余污泥水解发酵反应器2、空压机3、剩余污泥产酸反应器4、碳源贮存池5、可编程过程控制器6； 

所述氮气机1联合第一气体流量计1.1、第一气量调节阀1.2、第一曝气头1.3构成曝氮气系统，通过曝气管路与剩余污泥发酵反应器2连接； 

所述剩余污泥水解发酵反应器2为一封闭池体，设有进泥泵2.1、进泥管2.2、第一搅拌器2.3、发酵液输出管2.4、第一电动阀2.5，内设有pH传感器2.6、第一溶解氧DO传感器2.7，上述传感器分别与pH测定仪2.8、第一DO测定仪2.9连接，第一电动阀2.5设在发酵液输出管2.4上； 

所述空压机3联合第二气体流量计3.1、第二气量调节阀3.2和第二曝气头3.3构成曝气系统，通过曝气管路与剩余污泥产酸反应器4连接； 

所述剩余污泥产酸反应器4为一封闭池体，设有发酵液输入管4.1，通过发酵液输出管2.4、发酵液输入管4.1与剩余污泥水解发酵反应器2连接，另设有第二搅拌器4.2、碳源输出管4.3、第二电动阀4.4，内设有第二溶解氧DO传感器4.5，上述传感器4.5与第二溶解氧DO测定仪4.6连接，第二电动阀4.4设在碳源输出管4.3上； 

所述碳源贮存池5设有出水管5.1、排泥管5.2，通过碳源输出管4.3与剩余污泥产酸反应器4相连； 

所述可编程过程控制器6，内置有曝氮气继电器6.1、进泥泵继电器6.2、第一搅拌器继电器6.3、第一电动阀继电器6.4、曝氧气继电器6.5、第二搅拌器继电器6.6、第二电动阀继电器6.7，上述继电器经接口分别与氮气机1、进泥泵2.1、第一搅拌器2.3、第一电动阀2.5、空压机3、第二搅拌器4.2、第二电动阀连接4.4，另置有数据信号接口分别与pH测定仪2.8、第一溶解氧测定仪2.9、第二溶解氧测定仪4.6连接。 

利用所述的厌氧+低溶解氧剩余污泥水解发酵产酸的装置实现剩余污泥发酵产酸的方法，其特征在于包括以下步骤： 

1）启动系统： 

将相同体积、污泥浓度为6500-10000mg/L的剩余污泥分别投至水解发酵反应器和产酸反应器； 

通过可编程过程控制装置实现水解发酵反应器和产酸反应器的搅拌器搅拌；通过可编程过程控制装置控制水解发酵反应器的pH在9.5-10.0，溶解氧DO=0；当DO>0时，氮气机将自动开启，经吹脱作用将反应器内的DO赶出，当DO=0时，氮气机自动关闭；通过可编程过程控制装置、气体流量计及气体调节阀控制产酸反应器内的溶解氧DO在0.2-0.8mg/L；剩余污泥进入水解发酵反应器，厌氧、碱性条件下不能生存的微生物发生细胞破壁现象，胞内大分子有机物释放到细胞外，在专性厌氧菌即水解发酵菌的水解作用下，大分子有机物被转化为小分子有机物；而后进入产酸反应器，上述小分子有机物将被转化成短链脂肪酸；