[发明专利]一种剩余活性污泥碳源回收装置和方法

说明书

本发明公开了一种剩余活性污泥碳源回收装置及方法，所述碳源回收装置包括储泥池、反应柱、微气泡发生系统、臭氧发生器、微网组件和出水泵，所述反应柱下部区域内部装有套筒，所述储泥池的进泥管伸入所述套筒底部，所述套筒顶部和底部通过管道与所述微气泡发生系统连接，所述臭氧发生器产生的气体接入所述微气泡发生系统，所述微网组件安装在所述反应柱上部区域，所述出水泵与微网组件连接，通过本发明，可实现剩余污泥中的碳源回收。

技术领域

本发明涉及剩余活性污泥处理及资源化领域，特别是涉及一种剩余活性污泥碳源回收装置和方法。

背景技术

近年来我国对环境问题越来越重视，污水处理能力也不断提升，2015年我国城镇污水处理能力达到1.7亿吨/天。我国约有90%的污水处理厂采用活性污泥法工艺，相应的每年会产生超过625万吨干固体剩余活性污泥，如果处理不当会造成二次污染。另一方面，在我国部分省市尤其是南方地区，由于人均生活用水量大、部分地区采用合流制排水系统和地下水渗入管道等原因，污水处理厂存在进水碳源不足的问题，限制了反硝化效率。而剩余活性污泥含有大量微生物细胞，可以回收其中的碳源补充到污水处理系统的进水中。

利用臭氧实现剩余活性污泥碳源回用是近年来出现的一种新型工艺。臭氧对污泥的作用包括直接氧化和间接氧化，直接氧化即臭氧可以选择性地与不饱和芳香化合物、不饱和脂肪族化合物和一些官能团发生反应，间接氧化即臭氧分解产生具有极强氧化活性的羟基自由基，无选择性发生氧化反应。通过以上作用，臭氧使剩余活性污泥微生物的细胞壁、细胞膜破坏，富含碳源的胞内物质溶出。但是，已有技术往往关注臭氧与剩余活性污泥的作用，缺乏对反应后的混合液进行高效固液分离的过程。例如，公开号为CN106673381A的中国发明专利申请公开了一种污泥处理装置及方法，其中污泥处理装置包括污泥分配池、抽吸泵、接触池和碳源转化池，碳源转化池内的下部安装有臭氧曝气器，上部设有尾气出口和碳源溢流出口，碳源溢流出口处连通碳源储存池。在碳源转化池内，控制臭氧浓度25~150mg/L使得污泥细胞壁刚好被氧化分解，促进细胞内溶解性的细胞质被释放出来，溶解性细胞质作为碳源向上流动，并溢流排出，而细胞壁碎片向下沉淀。

然而需要指出的是，在该现有技术中，污泥与臭氧反应后由于胞内物质和胞外聚合物的释放，细胞碎片的表面点位、粘附性能等会发生改变，沉降性能随之会急剧下降，若仅利用重力进行固液分离可能无法达到良好的分离效果，并且细胞碎片随溶解性碳源流出后进入后续污水处理系统，固体颗粒并不能被反硝化利用，而且会加剧污水处理系统的固体负荷和剩余污泥产量。此外，传统的曝气盘式曝气产生的臭氧气泡直径较大，上升速度快、破裂时间短，造成传质效率较低、臭氧利用率较低。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种剩余活性污泥碳源回收装置和方法，其利用微气泡臭氧氧化剩余活性污泥，将污泥内碳源释放至液相，并利用微网进行高效的固液分离，从而实现剩余污泥中的碳源回收。

为达上述及其它目的，本发明提出一种剩余活性污泥碳源回收装置，包括储泥池、反应柱、微气泡发生系统、臭氧发生器、微网组件和出水泵，所述反应柱下部区域内部装有套筒，所述储泥池的进泥管伸入所述套筒底部，所述套筒顶部和底部通过管道与所述微气泡发生系统连接，所述臭氧发生器产生的气体接入所述微气泡发生系统，所述微网组件安装在所述反应柱上部区域，所述出水泵与微网组件连接。

优选地，所述反应柱由下至上包括泥斗、反应区、过渡区和分离区，所述套筒设置于所述反应区，所述微网组件安装在所述分离区。

优选地，所述反应区内的套筒的上部为圆台形、下部为圆柱形。

优选地，所述分离区的直径大于过渡区的直径，所述分离区与过渡区连接部分的倾斜角度大于60°。

优选地，所述微气泡发生系统包括依次串联接于所述套筒顶部和底部的循环泵、压力计、流量计以及微气泡喷嘴，所述臭氧发生器的出气管道与所述微气泡喷嘴的进气口连接。