[发明专利]一种利用催化臭氧氧化消除污泥膨胀的方法及装置

说明书

本发明公开了一种利用催化臭氧氧化消除污泥膨胀的方法及装置，该方法所用装置包括生物反应池、二沉池、臭氧发生器和膜曝气组件，臭氧发生器连接膜曝气组件，膜曝气组件内设中空纤维微孔膜并置于污泥池中，污泥池分别连通二沉池和生物反应池，生物反应池二沉池与连通。通过控制臭氧投加量，通过减压阀实现无泡供臭氧的模式；膜曝气组件所使用的膜为疏水性中空纤维微滤膜，表面负载有催化剂。城镇污水厂发生污泥丝状膨胀时，将该处理装置置于污泥池中，每天运行0.3～1h，经过7～21d的时间可消除污泥膨胀问题，为污水厂污泥膨胀的消除提供了一种新的方法，并且该技术处理成本仅为其它臭氧氧化技术的30‑60％。

技术领域

本发明属于污水生物处理领域，涉及一种利用氧化技术控制污水处理厂污泥膨胀的方法及装置。

背景技术

活性污泥法是城镇污水处理厂应用最广泛的污水处理技术，常用的工艺有A²/O(厌氧/缺氧/好氧)、氧化沟、序批式活性污泥法、CASS工艺等；虽然具有处理费用低、不引起二次污染等优点，但运行过程也存在一些问题，其中最常见的就是污泥膨胀问题。污泥膨胀一直是城镇污水处理厂运行过程中需要解决的重要问题之一，污泥丝状膨胀不仅导致出水水质不达标，还会增加剩余污泥后续的处理成本。

污泥膨胀一般用污泥体积指数(SVI)来表征，当SVI值大于200mL/g时，就认为污泥发生了膨胀，出现污泥沉降性能下降，泥水分离困难，出水SS增加等问题，甚至影响污水处理效果及后续的污泥处理。污泥膨胀通常可分为丝状菌污泥膨胀和非丝状菌污泥膨胀。研究表明，90％以上的城市污水处理厂污泥膨胀是由丝状菌引起的。

目前，控制丝状污泥膨胀的方法主要有投加絮凝剂、投加氧化剂、改变工艺参数、微生物种群结构调整等。投加絮凝剂虽可暂时改善污泥沉降效果，但投药费用昂贵，容易引起二次污染，且一旦停止投药，膨胀问题复发，不能从根本上解决问题；微生物种群结构调整是预防措施，在发生污泥膨胀之后不能起到明显的效果；改变工艺参数有一定的局限性，例如冬季低温引发的污泥膨胀，提高温度是不现实的。

投加氧化剂可以减轻污泥膨胀的现象，但需要综合考虑氧化剂的种类、投加方式以及投加量。另外，通过投加臭氧氧化剂减轻污泥膨胀的现象，臭氧氧化的过程可以不引入二次污染物；但由于臭氧是气体，在氧化过程中必须考虑传质效率问题。

再者，目前污水处理系统中最常用的装置是曝气器，其他的还有文丘里喷射器、静态混合器等装置，这些装置有各自的局限性。首先，曝气器的传质系数很低，导致动力消耗大，造成浪费；文丘里喷射器和静态混合器传递系统在传质方面优于曝气器，但需要考虑许多复杂的因素。文丘里喷射器需要高的压力梯度才能正常工作；随着注入气体流量的增加，需要增压泵来将压力增加到足够的水平；静态混合器需要整个主流被加压；所以文丘里喷射器和静态混合器会造成大量的能耗。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种利用催化臭氧氧化消除污水处理厂污泥膨胀的方法及装置，在不引入二次污染的前提下，消除污泥丝状膨胀的现象，为污水厂的稳定运行及后续的污泥处理提供依据。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种利用催化臭氧氧化消除污泥膨胀的方法，包括：

1)构建消除污泥膨胀装置：将膜曝气组件与臭氧发生器相连，膜曝气组件内设有中空纤维微孔膜，将膜曝气组件置于污泥池中，污泥池分别连通生物反应池和二沉池，生物反应池混合液管道连通二沉池；

2)每天通过臭氧发生器通入膜曝气组件中臭氧的时间为0.3～1h，通入浓度为0.06～0.3g-O₃/g-MLSS，通入方式为无泡供臭氧；

3)控制污泥池中污泥的停留时间为0.5～1.5min，经过7～21d周期，污水厂污泥SVI降低到150mL/g以下，至此，消除污水处理厂污泥的丝状膨胀。