专利名称：剩余活性污泥脱水方法
技术领域：
本发明涉及污水处理工艺，特别是一种剩余活性污泥脱水方法。
背景技术：
随着科技的进步和经济的发展，人们对环境质量的要求越来越高，各 国政府对环境污染的治理力度也再不断加强，市政污水以及其他有机污水 的生化处理技术得到普遍的认知和推广，然而，这些污水的处理过程产生 的大量剩余活性污泥的处理处置，又成了困扰治理环境污染的一道难题。
长期以来，对于剩余活性污泥的处理处置问题，从业的专家学者和工 程技术人员提出了很多方案，归纳起来这些方案的基本思路主要是土地 填埋、污泥焚烧或间接焚烧、制造有机肥料。而且，这些剩余活性污泥的 处理处置方案都根据不同地区、污泥的不同特点在不同程度上得到推广和 应用，但无论哪种方案，都无法避免地需要剩余活性污泥的浓縮脱水技术 的支持。目前剩余活性污泥浓縮脱水的技术中，最典型的剩余活性污泥浓 縮脱水技术，就是在经过沉淀浓縮后的剩余活性污泥中加入有机高分子絮 凝剂，使污泥中的胶体类物质和固形物凝聚成絮状后，在输入固液分离设 备对污泥进行脱水浓縮，如图1所示，从剩余活性污泥浓縮脱水的典型流 程看，投加有机高分子絮凝剂是非常重要的一个步骤，而由此引发的次生 污染问题已经开始引起业界人士的严重关注。
图1中因为在剩余活性污泥的浓縮过程中经絮凝剂加药装置投加了大 量的有机高分子絮凝剂，使得任何一种污泥的处理处置方案都面临严重的 次生污染问题1、有机高分子絮凝剂普遍具有难于生物降解性、强吸水性 和吸附性，如果这些特性不能得到消除，使剩余活性污泥无论采用什么方
3式直接投放到环境中，都会随着季节和气候的变化，呈现出不易干化或干 化后土壤板结以及抑制土壤通透性的严重污染问题。故此，在剩余活性污 泥脱水过程投加有机高分子絮凝剂，使得浓縮后的剩余活性污泥的任何土 地处理或土地利用的方案都失去了实施的意义。2、有机高分子絮凝剂在污 泥浓縮过程中起吸附和凝聚作用的主要是分子上的胺基集团，虽然焚烧或 间接焚烧后的污泥能够消除有机高分子絮凝剂直接投放到环境中的影响， 但焚烧过程就不可避免地产生氮氧化物，这类物质是形成酸雨的一种重要 「大1素，因此，在剩余活性污泥浓縮过程投加有机高分子絮凝剂，也使剩余 活性污泥的焚烧和间接焚烧的处理处置方案实际上变成了一种污染转移的 方案。3、有机高分子絮凝剂在剩余活性污泥的浓縮过程中的投加量一般为
0.25-0.3千克/千吨水左右，当污泥脱水干化至含水率达到30%左右时，剩 余污泥中有机高分子絮凝剂的含量约为浓縮过程投加量的几十倍，因次， 从有机高分子絮凝剂的残余数量上看，也是不容忽视的一个严重污染问题。
正是由于目前剩余活性污泥脱水过程使用的有机高分子絮凝剂的污染 问题引起了广泛的关注，从业的专家学者以及工程技术人员，正在投入大 量的资源，研制和开发容易被微生物降解的由生物方法合成的或者有生物 材料加工的有机高分子絮凝剂，并且取得重大突破，部分产品己经开始面 市，但由于价格比由化工材料合成的高分子絮凝剂更高，目前尚未得到普 遍推广。而且，即使这种新材料的使用能够得到推广，为此而投资的生产 设施在运行过程中仍然需要关注排放废弃物的污染防治问题。
此外，有机高分子絮凝剂价格昂贵，使剩余活性污泥脱水的成本居高 不下，也是使制约剩余活性污泥浓縮脱水技术的应用和推广受到抑制的一 个重要因素，因此，寻找减少或不投加有机高分子絮凝剂，将是降低剩余 活性污泥浓縮脱水成本和减少剩余活性污泥处理处置效率的重要途径。
如图1所示的生物方法处理有机污水和市政污水，实质上就是利用微生物的生命代谢活动，把污水中的有机污染物质转化为二氧化碳、水和微 生物体的过程。微生物体本身属于天然生物质，通过大量的科学实验研究， 有机和市政污水生化处理过程产生的大量的剩余活性污泥，有机质含量高， 氨氮、有机磷以及钾和各种微量元素含量不仅含量高，而且进行肥料转化 或作为单细胞产品利用的价值是非常巨大的，但由于污泥脱水过程投加大 量化学成分，堵塞了进行肥料转化或作为单细胞产品利用的资源化利用的 通路。因此，以充分利用剩余活性污泥的生物价值为目标，以减少高分子 有机絮凝剂使用，降低剩余活性污泥脱水成本以及由此引发的次生污染为 手段的剩余活性污泥无害化处理的新方法，也就自然成了广大从业的专家、 学者和工程技术人员更热心投入的课题。
在有机污水和市政污水生化处理过程产生的大量剩余活性污泥，有机 质含量一般高达40%以上，在这些有机质中，近90%是属于各种微生物体。 微生物体的生命代谢活动，是有机污水和市政污水生化处理的主体，并且， 在微生物参与有机污水和市政污水处理过程中，是利用自身分泌的具有絮 凝作用的酶来相互吸附形成菌胶团的，这个现象本身，已经为实现剩余活 性污泥脱离水体创造了很好的条件，只要能够充分利用这些有利条件，配 备适当的设施手段，就完全可以实现剩余活性污泥与处理后的污水进行非 常彻底的分离，经有机污水和市政污水的生化处理装置，进入沉淀池就是 根据这个原理进行工作的。
一般情况下，剩余活性污泥的脱水过程，就是将沉淀池底部沉淀的剩 余活性污泥中投加有机高分子絮凝剂，使生活活性污泥在絮凝剂的作用下， 形成较大的絮凝状态的颗粒后，进入脱水装置实现固液分离的。沉淀池底
部沉淀的剩余活性污泥含水率一般仍然高达99%左右，微生物体自身分泌的
具有絮凝作用的酶，只能使微生物形成相互凝聚成细小的矾花，矾花之间 的间隙小，剩余活性污泥中含有的大量水分，没有适当的通路排出矾花以外，此外，有微生物体自身分泌的酶实现微生物体相互吸附的力也小如有 机高分子絮凝剂形成的吸附能力强，如果不加有机高分子絮凝剂而直接输 入到脱水机械，就会因为矾花细小不能形成脱水的通路和矾花不够密实， 容易破碎的原因，很难达到理想的分离效果。通过对现行的剩余活性污泥 脱水技术状况的分析，能够得出投加有机高分子絮凝剂的主要原因，就是 为了使进入脱水机械的剩余活性污泥能够形成粗大密实的絮凝体，以便于 形成剩余活性污泥中所含水分能够顺利排出的通路，而所有这些，又完全 是由于沉淀池底部排出的剩余活性污泥含水率太高造成的，因此，设法降 低进入脱水机械的剩余活性污泥的含水量，将是避免投加有机高分子絮凝 剂的有效途径。
发明内容
本发明是鉴于上述技术中存在的问题，本发明的目的在于提供- -种剩 余活性污泥脱水方法，以利于剩余活性污泥的生物价值的开发，减少高 分子有机絮凝剂使用，降低剩余活性污泥脱水的成本，起到节能减排的作 用，并克服对环境的次生污染。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种剩余活性污 泥脱水方法，该方法包括以下过程
进厂污水依次经污水生化处理系统、沉淀池，在经沉淀池沉淀 浓縮后的剩余活性污泥含水率高达99%，该剩余活性污泥通过管道进入浮
选装置，经浮选装置进一步浓縮后的剩余活性污泥的含水率可降低到95%， 同时经浮选装置分离的水分排出至脱出废水之中，也能够独立地排入污水 生化处理系统进行循环处理。
所述浮选装置是一种常用的固液分离装置，该装置的外形为方形的或 圆形的。
本发置代替了现行剩余活性污泥脱水工艺中的絮凝药剂投注装置，是对传统的 成熟的固液分离技术的一种重新组合，这种剩余活性污泥脱水工艺具有以 下优点
由于有机污水和市政污水处理过程产生的剩余活性污泥有机质含量 高、微生物体比重大的，其再利用的开发价值高，剩余活性污泥脱水工艺 为剩余活性污泥再利用价值的开发打开了更多的通路。
采用该剩余活性污泥脱水工艺，消除了剩余活性污泥处理处置过程的 次生污染问题，对于解决目前己经成为世界性难题的剩余活性污泥处理处 置问题有了更多的解决空间，是一项非常具有开发利用前景的节能技术。
该剩余活性污泥脱水工艺不仅是用浮选装置替代了絮凝剂投加装置， 消除了有机高分子絮凝剂的污染问题，而且，由于采用该工艺使输入脱水 机械的剩余活性污泥的体积流量大大降低，从总体上与现行的脱水工艺比 较，可降低脱水过程的运行成本。
图1为已有技术的剩余活性污泥的脱水流程图； 图2为本发明的剩余活性污泥的脱水流程图。
具体实施例方式
结合附图及实施例对本发明的剩余活性污泥脱水方法加以说明。 本发明的剩余活性污泥脱水方法设计思想是基于剩余活性污泥 脱水的主要大型设备基本就是离心脱水机、带式压滤机和真空过滤机，还 有部分小型污水处理单元采用板框压滤机。这些剩余活性污泥脱水设备的 大量使用实践，都证明一点，即输入到脱水设备的剩余活性污泥含水率越 低，机械效率和脱水效果则越好。所以，如何降低输入脱水设备的剩余活 性污泥中的含水率，也就必然成为改进剩余活性污泥脱水工艺的关键。
通过实验证明，不采用剩余活性污泥脱水过程中加入化学物质来降低
7其含水率，是提高脱水后剩余活性污泥利用价值一个重要途松，米用物理 方法则是实现这个目标的明智选择。经污水生化处理装置处理后的污水进 入沉淀池，使剩余活性污泥形成一个自然沉降浓縮的过程，通过沉淀池沉 淀后的剩余活性污泥的含水率一般在99%左右，具有非常良好的流动性能， 但剩余活性污泥的颗粒密度与水的密度差较小。所以，在本方法中采用经 浮选装置一一即浮选方法对经过沉淀后的剩余活性污泥进行再浓縮，然后
输入到脱水机械进行最终的脱水处理，如图2所示。除此工序之外，其余
的前后流程同图1的处理过程，即剩余活性污泥脱水方法是
污水生化处理系统产生的剩余活性污泥在经沉淀池沉淀浓縮 后，含水率达仍然非常高，该剩余活性污泥通过管道进入浮选装置，在经
沉淀池沉淀浓縮后的剩余活性污泥含水率仍然高达99%左右，该剩余活性
污泥通过管道进入浮选装置，经浮选装置进一步浓縮后的剩余活性污泥的
含水率可降低到95%，同时经浮选装置分离的水分排出至脱出废水之中， 也能够独立地排入污水生化处理系统进行循环处理。
这里所述浮选装置是一种市面常用的固液分离装置，该装置的外形为 方形的或圆形的，适生产环境场地情况，选择适宜的固液分离装置外形。 按水中微细气泡形成的方式不同，如有l.压力溶气浮选形式的，这种装置 通过采用对混入空气的水加压使空气溶解度增大，溶气水在待处理液中减 压释放，水中的空气析出，产生大量微细气泡；2.空气分散浮选形式的， 也称旋切气浮或涡凹气浮，这种装置通过对混入空气的水进行强力剪切， 使水中的空气形成大量微细气泡。无论采用那种形式装置进行浮选，产生 的大量微细气泡在浮选装置中的浮升过程中，都能与水中的剩余活性污泥 的颗粒相互吸附，使剩余活性污泥的颗粒借助微细气泡的浮升能力，浮出 水面，从而达到固液分离并使剩余活性污泥得到进一步浓縮的目的。
图2为本发明的剩余活性污泥的脱水流程示意图。经过沉淀浓縮后的剩余活性污泥含水率仍然很高，具有良好的流动性， 水中的微生物体利用自身分泌的具有絮凝作用的酶，与水中的其他不溶性 杂质粘附在一起形成大量的絮状菌胶团，与浮升中的微细气泡具有很强的 吸附能力，因此，采用浮选的方法将剩余活性污泥中的水分分离，达到剩 余活性污泥的进一歩浓縮的过程，无需投加任何絮凝剂。
通过浮选方法浓縮后的剩余活性污泥的含水率得到进一步降低，浓縮 后剩余活性污泥的容积大幅度下降，所以，采用这种工艺组合，还可以使 现行的污泥脱水机械的运行成本和投资成本得到大幅度下降。
权利要求
1、一种剩余活性污泥脱水方法，该方法包括以下过程进厂污水依次经污水生化处理系统、沉淀池，在经沉淀池沉淀浓缩后的剩余活性污泥含水率高达99％，该剩余活性污泥通过管道进入浮选装置，经浮选装置进一步浓缩后的剩余活性污泥的含水率可降低到95％，同时经浮选装置分离的水分排出至脱出废水之中，也能够独立地排入污水生化处理系统进行循环处理。
2、 根据权利要求l所述剩余活性污泥脱水方法，其特征是所述浮选装置是一种常用的固液分离装置，该装置的外形为方形的或圆形的。
全文摘要
本发明提供一种剩余活性污泥脱水方法，该方法包括以下过程进厂污水依次经污水生化处理系统、沉淀池，在经沉淀池沉淀浓缩后的剩余活性污泥含水率高达99％，该剩余活性污泥通过管道进入浮选装置，经浮选装置进一步浓缩后的剩余活性污泥的含水率可降低到95％，同时经浮选装置分离的水分排出至脱出废水之中，也能够独立地排入污水生化处理系统进行循环处理。本发明的效果是该剩余活性污泥脱水工艺代替了现行剩余活性污泥脱水工艺中的絮凝药剂投注装置，为剩余活性污泥再利用价值的开发打开了更多的通路，消除了剩余活性污泥处理处置过程的次生污染问题，对于解决目前已经成为世界性难题的剩余活性污泥处理处置问题有了更多的解决空间，是一项非常具有开发利用前景的节能技术。
文档编号C02F11/12GK101591133SQ20091006962
公开日2009年12月2日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者邵胜学 申请人:邵胜学