[发明专利]生物污泥零排放污水处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理及污泥减量技术，具体涉及一种通过从污泥减量工艺的回流污泥管线上嵌入活性污泥与无机砂分离器的方式实现有机生物污泥零排放的技术。

背景技术

随着城市污水产生量的增长和处理率的提高，作为污水处理副产物剩余污泥的数量不可避免的大幅度增长。如何经济、有效并且安全地处置源源不断产生的大量污泥，已成为污水处理领域亟须解决的问题。在这种背景下，以减少污水厂剩余污泥量为目的的各种污泥源头减量化技术应运而生，特别是基于降低细菌细胞的合成量、强化微生物的隐性生长和利用微型动物捕食作用的研究取得了较为显著的成果。但迄今为止，通过比对已开发的各种污泥减量技术可以发现，每种技术都存在着各式各样的缺点，其中最为棘手的是随着剩余污泥产生量的减少，曝气池污泥中的VSS/MLSS比值降低、无机物质含量积累增加，使得曝气池反应效率降低，影响系统的污水处理及污泥减量效果，而且还会加剧污水处理设备的磨损，影响污水处理及污泥减量系统的正常运行。因此，如何在确保污水处理及污泥减量效果的前提下实现活性污泥与无机砂的分离是污泥减量技术研究中必须面对的技术难题，尤其是面对日趋严峻的活性污泥二次污染问题，研发出一种能够实现生物污泥零排放的污水处理装置及方法具有更重要的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种可实现生物污泥零排放的旁路嵌入生物污泥与无机砂分离器的污水处理装置及方法。该处理装置采用OSA（好氧-沉淀-缺氧/厌氧）工艺作为污泥减量主体工艺，同时在主体污泥减量系统的剩余污泥回流管线上嵌入旁路生物污泥与无机砂分离器。

本发明的技术方案如下：

本发明提出的嵌入活性污泥与无机砂分离器的生物污泥零排放的污水处理装置包括由曝气池、二沉池和厌氧解偶联池组成的OSA污泥减量主体，好氧—厌氧的交替循环可促进分解代谢活性，使分解代谢和合成代谢相分离，实现污泥减量。在OSA污泥减量主体中，原污水通过进水管进入曝气池，曝气池出水端与二沉池进水端之间由污水管连接，二沉池由顶端污水管排出系统出水，二沉池底部与厌氧解偶联池5进水端之间由回流污泥管连接。

装置还包括生物污泥与无机砂分离器，厌氧解偶联池底部与生物污泥与无机砂分离器进料口之前通过回流污泥管连接，生物污泥与无机砂分离器溢流出泥口与曝气池进口端由回流污泥管连接，生物污泥与无机砂分离器底流口通过污泥管排除剩余污泥。

所述曝气池分为预反应区和主反应区，预反应区主要起生物选择器作用，使活性污泥在预反应区经历一个高负荷的吸附阶段，主反应区主要起降解作用，使活性污泥在主反应区经历较低负荷的基质降解阶段，抑制丝状菌繁殖引起的污泥膨胀。

所述二沉池采用辐流式结构，曝气池出来的泥水混合液进入二沉池通过沉淀工序完成泥水分离，出水达标排放，同时二沉池也能起到污泥浓缩作用。

所述厌氧解偶联池采用上部圆筒状、下部圆锥状的结构形式，厌氧解偶联池通过实现微生物分解代谢和合成代谢相分离以进行污泥减量的同时，还能起到水解酸化的作用，使来自二沉池的部分回流浓缩污泥在该池中分解，活性污泥中携带的部分无机砂得以分离，有助于提高后续无机砂分离器的分离效果。厌氧解偶联池可通过调节进水口位置来控制所需的污泥停留时间，在厌氧解偶联池内设加热棒调节温度。

在曝气池和厌氧解偶联池中均设有搅拌器，对泥水混合液进行搅拌混合；

本发明还提出一种利用上述装置进行污水处理的方法，步骤如下：

（1）让污水和来自生物污泥与无机砂分离器的活性污泥一并进入曝气池，水力停留时间控制在4.5-5.25h，曝气池由预反应区和主反应区两部分组成，预反应区主要起生物选择器作用，使活性污泥在预反应区经历一个高负荷的吸附阶段，随后在主反应区经历较低负荷的基质降解阶段，可有效抑制丝状菌繁殖引起的污泥膨胀。来自生物污泥与无机砂分离器的污泥具有较高的活性，有利于促进在曝气池中实现微生物的能量恢复、吸磷脱氮和有机污染物的去除。

（2）经曝气池生物反应后的混合液进入二沉池，水力停留时间约1.7h，通过沉淀工序完成泥水分离，出水上清液达标排放、部分沉淀污泥通过回流污泥管进入厌氧解偶联池。