[发明专利]一种基于水力空化耦合好氧消化的污泥减量装置及污泥减量方法

说明书

本发明涉及一种基于水力空化耦合好氧消化的污泥减量装置及污泥减量方法。将剩余污泥置于反应槽中，启动循环冷却系统，保持反应槽内温度为25±2℃；启动水泵，通过水泵将剩余污泥通过进水管泵入水力空化装置中进行空化破解，通过阀门Ⅱ调节水力空化装置的入口压力；经空化破解后的剩余污泥，随出水管回流至反应槽中，往复空化循环200～240min。关闭阀门Ⅰ，将空化单元内的剩余污泥全部排至反应槽中，关闭阀门Ⅱ和阀门Ⅳ，启动搅拌器和鼓风机，调节气量调节阀，持续曝气消化10d。本发明的污泥减量方法操作简单、无副产物生成、无二次污染、处理时间短、处理效率高。

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体的涉及一种基于水力空化耦合好氧消化技术的污泥减量装置及方法。

背景技术

剩余污泥作为污水处理过程中产生的主要副产物，具有含水率高，体积庞大，成分复杂等特点。出于环境、经济、法规等方面的考虑，以经济有效的手段对剩余污泥进行减量化处理是至关重要的。污泥消化作为实现污泥稳定和污泥减量的主要技术，具有稳定化程度高，投资运行成本低，操作管理方便、最终产物无臭以及上清液BOD₅浓度低等优点。

在好氧消化过程中，微生物通过分解作用将污泥中大量蛋白质、脂肪和碳水化合物等大分子有机物转化为小分子有机物，这些有机物的转化、分解有利于改善污泥的脱水性能，降低污泥致病风险并减少污泥刺激性气味的释放，最终使污泥的体积显著减小。然而，剩余污泥结构复杂，其胞外聚合物难以通过常规机械手段破碎，这导致其中的溶解性有机物无法被水相中的微生物分解，最终导致好氧消化过程存在处理时间长、处理效率过低等问题。

发明内容

针对现阶段剩余污泥好氧消化处理时间长、处理效率过低的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、处理时间短、处理效率高、没有副产物生成、不会造成二次污染的水力空化耦合好氧消化技术的污泥减量装置和污泥减量方法。

为实现本发明的目的，本发明采取的技术方案是：一种基于水力空化耦合好氧消化的污泥减量装置，包括反应槽，反应槽外设有循环冷却系统，包括空化单元和消化单元；所述空化单元包括进水管、水泵、水力空化装置、出水管和调压支管，进水管一端与反应槽出口连接，另一端通过水泵后与水力空化装置入口连接，进水管上设有阀门Ⅰ、阀门Ⅲ、压力表和流量计，出水管一端与水力空化装置出口连接，另一端与反应槽的入口连接，出水管上设有阀门Ⅳ，调压支管一端与反应槽连接，另一端连接在水泵和阀门Ⅲ之间的进水管上，调压支管上设有阀门Ⅱ；所述消化单元包括搅拌器、微孔曝气器和鼓风机，搅拌器安装在反应槽内，微孔曝气器安装在反应槽的底部，微孔曝气器通过输气管与鼓风机连接，输气管上设有气量调节阀。

优选的，上述基于水力空化耦合好氧消化的污泥减量装置，反应槽上设有pH计、DO计和取样阀。

优选的，上述基于水力空化耦合好氧消化的污泥减量装置，所述水力空化装置是孔板装置。

一种基于水力空化耦合好氧消化的污泥减量方法，利用上述的污泥减量装置，包括如下步骤：

1)水力空化预处理过程：将剩余污泥置于反应槽中，启动循环冷却系统，保持反应槽内温度为25±2℃；启动水泵，通过水泵将剩余污泥通过进水管泵入水力空化装置中进行空化破解，通过阀门Ⅱ调节水力空化装置的入口压力；经空化破解后的剩余污泥，随出水管回流至反应槽中，往复循环200～240min。

2)消化过程：关闭阀门Ⅰ，将空化单元内的剩余污泥全部排至反应槽中，关闭阀门Ⅱ和阀门Ⅳ，启动搅拌器和鼓风机，调节气量调节阀，持续曝气消化10d。

优选的，上述一种基于水力空化耦合好氧消化的污泥减量方法，调节反应槽中加入的剩余污泥的浓度为6000～7000mg/L。

优选的，上述一种基于水力空化耦合好氧消化的污泥减量方法，通过阀门Ⅱ调节水力空化装置的入口压力为2.5±0.5bar。