[发明专利]一种利用超声和碱处理的污泥减量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业污泥处理技术，具体地涉及一种利用“超声波预处理+ 碱处理+污泥曝气消解”的工艺处理工业剩余污泥的方法。属于污水处理领域。

背景技术

活性污泥法是世界上应用最广泛的污水生物处理技术，我国城市生活污水 处理厂中，目前80％的污水处理厂都在采用活性污泥法。剩余污泥是污水处理 厂运行过程中产生的一种副产物，是一种重要的有机废弃物，极容易对环境产 生二次污染。资料显示，到2010年年底，我国城镇污水处理量将达343亿立 方米，我国污水处理率达到70％，届时将相应的产生2200多万吨的污泥，且 年增长率大于10％。

目前常见的污泥减量工艺包括污泥质量减量和污泥体积减量，污泥体积减 量工艺主要包括浓缩、压滤以及脱水等，主要是去除污泥中的水分，实现污泥 体积的减量，但脱水后的污泥含水率依然比较高(80％)，同时在填埋以及再利 用的过程中容易产生二次污染。

污泥的质量减量方法包括强化隐性生长、解偶联代谢、微型生物捕食等。 其中酸碱预处理是一种常见的生化工艺，广泛运用于剩余污泥的预处理中，酸 碱预处理可以胁迫污泥中的细菌微生物，破裂细胞，达到融胞析出内源性物质 的作用，提高剩余污泥的再次生化降解性，并且通过回流隐性生长，达到污泥 减量化的目的。

超声波是一种频率范围在20kHz～10MHz之间的纵波，当超声波辐射液体 时，产生一系列空化作用和声化学作用，可以降低污泥的粒径，增加污泥的比 表面积，同时还能促进污泥的融胞作用。

申请号201310072194的专利申请《一种回流污泥碱处理-酸化的源头污泥 减量工艺》中介绍了一种利用碱处理进行污泥减量的工艺。该工艺在传统A₂O 污水处理工艺的污泥回流段增加碱处理-酸化过程，结合污泥碱处理与厌氧技术， 通过碱处理、厌氧酸化的作用降低污水生物处理过程中剩余污泥的产量，该工 艺具有操作方便、能耗低、污泥处理效果显著的优势，污泥减量20％～90％。

《“酸-碱预处理促进剩余污泥厌氧消化的研究”(环境科学，袁光环、周兴 求、伍健东，2014,6(33),1918-1922)》利用投加酸碱对污泥进行预处理，提高剩 余污泥的厌氧消化速率，污泥减量效果明显，并且酸碱联合处理的方式比酸碱 单独处理更有利于污泥厌氧消化和污泥减量。

利用酸碱预处理污泥，并通过污泥回流进行隐性生长的污泥减量方法由于 其工艺简单、易于在原有设备上改造，因此受到广泛的关注，但是由于酸碱处 理污泥时，反应效率较慢，污泥停留时间比较长，又在一定程度上限制了其在 工业上的进一步应用。

发明内容

针对现有技术存在的缺点，本发明公开了一种利用超声和碱处理的污泥减 量方法，旨在利用超声波预处理污泥，提高后续污泥酸碱处理时的反应效率， 通过“超声预处理+碱处理+污泥曝气消解”工艺处理剩余污泥，提供一种工艺 简单、运行费用低的剩余污泥减量处理工艺，实现剩余污泥的减量化。

本发明的技术方案如下：

一种利用超声和碱处理的污泥减量方法，包括如下步骤：

步骤1)超声预处理：用超声预处理剩余污泥，超声强度0.1～0.9W/mL， 超声处理时间5～40min；

步骤2)碱处理：上述预处理后的剩余污泥进入碱处理反应池，加入碱液， 调节pH在9～11之间，100rpm磁力搅拌下，反应时间2～10h；

步骤3)中和：碱处理后的剩余污泥中加入酸液，调节pH至6～8之间；

步骤4)污泥曝气消解：中和后的剩余污泥跟未经处理的生污泥按照1:1的 比例混合，采用微孔曝气法，维持氧含量在3～5mg/L，曝气反应时间10～40h。

在上述技术方案的基础上，剩余污泥的MLSS为8000mg/L～10000mg/L， 所含污水COD为300～500mg/L，pH为6～7；

在上述技术方案的基础上，步骤1)中，超声强度优选0.3～0.7W/mL，剩 余污泥在超声中的处理时间优选10～30min；

在上述技术方案的基础上，步骤2)中，剩余污泥中加入的碱液为KOH或 NaOH，剩余污泥在碱处理池中的停留反应时间优选4～8h；

在上述技术方案的基础上，步骤3)中，碱处理后的剩余污泥中和时加入的 酸为盐酸或者硫酸。