专利名称：一种城市污水处理工艺的污泥减量化方法
技术领域：
本发明涉及城市污水处理工艺，具体涉及AB法城市污水处理工艺，尤其涉及一种 AB法城市污水处理工艺的污泥减量化方法。
背景技术：
AB工艺是吸附一生物降解(Adsorption—Biodegradation)工艺的简称，是德国 亚深大学B. Bohnke教授于70年代中期开发的一种工艺，属超高负荷活性污泥法。该工艺 不设初沉池，由A段和B段二级活性污泥系统串联组成，并各自有独立的污泥回流系统。污 水由城市排水管网经格栅和沉砂池直接进入A段，高负荷段(A段)停留时间约20 40分 钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落， 去除BOD达50%以上，B段与常规活性污泥法相似，负荷较低，泥龄较长。
AB工艺的流程为城市污水经过曝气沉沙池处理后，先进入A段，依次通过A段曝气 池和中间沉淀池后再进入B段，再依次通过B段曝气池和二沉池，最后出水，其中，在A段的 中间沉淀池有A段回流污泥至A级曝气池，在B段二沉池有B段回流污泥至B级曝气池。
AB工艺突出的优点是A段负荷高，抗冲击负荷能力强，特别适用于处理浓度较高、 水质水量变化较大的污水，对BOD、 COD、 SS和氨氮的去除率， 一般均高于常规活性污泥法， 而AB的主要弱点为产泥量较大。 AB工艺于80年代初应用于工程实践，目前，国内已有多家城市污水处理厂采用了 AB法工艺。根据有关对A段污泥增殖规律的研究结果，A段产生的剩余污泥中，增殖的活细 菌质量仅占7% 11X，未转化的SS占89X 93X;A段细菌的高速增殖不是产泥量高的 根本原因，而不设初沉池，造成大量SS随污水进入反应器才是A段污泥产量大的真正原由。
目前常用的几种技术手段来实现污泥减量为物理化学污泥减量法和生物捕食污 泥减量法，而物理化学污泥减量法成本过高不利于我国城市污水处理厂的实际情况；生物 捕食污泥减量法虽然具有污泥减量效果明显、基建投资少、运行费用低和无二次污染等特 点，但该方法在工程应用中难以操控，甚至对出水水质还存在使其恶化的风险，不利于实际 污水处理厂的正常运行。 目前针对AB法城市污水处理工艺国内外还尚未有较为技术上可靠，经济上可行 的污泥减量化技术。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种在不改变现有AB法城市污水
处理工艺运行参数的基础上，有效实现城市污水处理工艺的污泥源消减的方法。 本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的 —种城市污水处理工艺的污泥减量化方法，该方法是在现有的AB法城市污水处 理工艺中引入污泥浓縮厌氧饥饿池，使得原有的回流污泥进入该池，其控制参数为
回流污泥 留时间12 24h，优选24h ;
搅拌速率30 300秒/小时(sec/hour)，优选120秒/小时；气泡搅拌意义在于
混匀与吹脱作用，因此这里的搅拌速率是指每小时持续曝气30 300秒； 污泥交换率30% 60% (质量)，比例越高，减量效果越好。 经过上述污泥浓縮池对回流污泥进行处理后，污泥减量效果明显，其污泥减量效
果可达35%以上，此外，剩余污泥也由污泥浓縮厌氧饥饿池排出，剩余污泥浓度达30
40g/L以上，可直接用污泥脱水机脱水后外运处置。 上述污泥减量化方法中，回流污泥停留时间、搅拌速率和污泥交换率三个参数是 本发明人通过实验摸索优化得出的，均为实现本发明的必要参数，缺一不可，其中最主要的 影响参数为污泥交换率，其次为污泥停留时间和搅拌速率，通过对污泥浓縮厌氧饥饿池中 这三个参数的控制，即可实现本发明。 上述污泥减量化方法中，污泥交换率是指污泥浓縮厌氧饥饿池中的污泥总量占整 个AB工艺系统中(也包括污泥浓縮池)泥量的质量百分比。 上述污泥减量化方法中，在A段回流污泥处设置有污泥浓縮厌氧饥饿池，同时在B 段回流污泥处设置有污泥浓縮厌氧饥饿池。 上述污泥减量化方法中，污泥浓縮厌氧饥饿池为污泥处理厂中的常用污泥处理设
施，本发明的污泥浓縮厌氧饥饿池采用已有的污泥浓縮池即可实现本发明。 上述污泥减量化方法中，污泥浓縮厌氧饥饿池还可以对现有的污泥浓縮池进行改
进，从而使得污泥减量化效果更好。现有的污泥浓縮系统，不设曝气装置，高径比一般为
1 : l，而本发明对现有的污泥浓縮池进行改进，改进后的浓縮池的高径比为(2 5) : 1，
且其底部设置曝气搅拌装置。本发明的污泥浓縮厌氧饥饿池可以在现有污泥浓縮池上进行
前述的改造，也可以按照要求新建污泥厌氧浓縮池。 上述对现有污泥浓縮池进行的改进，将浓縮池的高径比调整到(2 5) : l，其目
的是促进泥层有效压縮，提高浓縮后污泥浓度，也提高污泥饥饿程度；浓縮池底部设置曝气
搅拌装置，通过直径10 15cm气泡对池内污泥搅拌，起到吹脱以及搅拌的作用。 上述污泥减量化方法中，污泥在污泥浓縮厌氧饥饿池停留时间越长，减量效果越
明显，但综合整个工艺流程的时间和成本考虑，污泥在污泥浓縮厌氧饥饿池的停留时间控
制在12 24h即可。 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果 1.本发明的污泥减量化方法采用在现有的AB法城市污水处理工艺中添加污泥浓 縮池，并通过对污泥浓縮厌氧饥饿池中几个参数的控制从而实现了污泥减量化目的；
2.本发明的污泥减量化方法，其基建改造成本低，所用的设备可采用现有污泥处 理厂的，不涉及新的土建工程，使用时只需要对现有管道进行局部的改造即可；
3.本发明的污泥减量化方法，其运行成本低，实际操作过程中，不需投加药剂，仅 通过改进污泥回流处理系统及搅拌方式，实现污泥的自身氧化分解； 4.本发明的污泥减量化方法，对现有AB法城市污水处理厂的污水处理无影响，本 发明实施后，原有污水处理的运行参数保持不变，污水处理水质保持不变，污水处理成本没 有增加； 5.本发明的污泥减量化方法，其不改变现有正常运行的AB法城市污水处理厂 的运行参数，而实施本发明的方法后，剩余污泥产量与原AB法的剩余污泥产量相比，减少35%以上，实现污泥的源消减，且污水处理水质保持不变，污水处理成本没有增加。
图1为现有的AB法城市污水处理工艺流程图；
图2为本发明AB法城市污水处理工艺流程图； 图3为污泥减量化前后AB工艺进出水COD值随时间的变化折线图；
其中，1为进水的COD值，2为A级出水的COD值，3为最终出水的COD值；
图4为污泥减量化前后AB工艺进出水NH4_N值随时间的变化折线图；
其中，l为进水氨氮，2为最终出水氨氮； 图5为污泥减量化前后AB工艺进出水SS值随时间的变化折线图； 其中，1为进水SS， 2为A级出水SS， 3为最终出水SS ; 图6为污泥减量化前后AB工艺排泥量随时间的变化折线图； 其中，l为现有AB工艺的累计排泥量，2为采用本发明的污泥减量化方法的AB工
艺的累计排泥量。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做任 何限定。 现有的AB法城市污水处理工艺，其工艺流程如图1所示，城市污水经过预处理 (格栅和沉淀池)后先进入A段，依次通过A段曝气池和中间沉淀池后再进入B段，再依次 通过B段曝气池和二沉池，最后出水，其中，在A段的中间沉淀池有A段回流污泥，在B段二 沉池有B段回流污泥，剩余污泥从两个沉淀池排出至后续处理。 本发明的污泥减量化方法，其工艺流程图如图2所示，从图中可看出，本发明是在 现有的AB法城市污水处理工艺中引入污泥浓縮厌氧饥饿池，分别在在A段回流污泥处设置 一个污泥浓縮厌氧饥饿池，同时在B段回流污泥处设置一个污泥浓縮厌氧饥饿池。
实施例1污泥减量化方法对AB工艺进出水COD的影响 本实施例对污泥减量化前后AB工艺进出水COD (化学需氧量)值随时间的变化进 行研究分析。 进水COD基本保持在200 400mg/L范围内波动，前0 60天采用现有AB工艺 (其流程如图1所示)，然后对现有AB工艺进行局部改造，按照图2所示工艺流程图，将污 泥处理厂的污泥浓縮池设置到现有AB工艺的管道中，污泥浓縮池的参数控制为回流污泥 停留时间24h，搅拌速率120sec/hour，污泥交换率50% (质量)，进行60 160天的污 水处理检测，结果如图3所示。 AB工艺最大的特点在于A级吸附处理后，对B级进水起到调节稳定的作用。由图 3可见，经A级处理后出水波动较小，基本维持在100mgC0D/L，去除率在60%左右，B级出水 稳定在50mg/L以下，实施污泥减量化前后(0 60天为污泥减量化前，60 160天为污泥 减量化后)，出水水质保持稳定，达到排放标准。 由此说明，本发明的污泥减量化方法并不会对现有的AB工艺的处理效果有影响， 虽然采用污泥浓縮池并加有曝气处理，但是并不会对出水COD有所影响。
实施例2污泥减量化方法对AB工艺进水NH4_N值的影响 本实施例对污泥减量化前后AB工艺进出水NH4_N值随时间的变化进行研究分析。
前0 60天采用现有AB工艺(其流程如图1所示)，然后对现有AB工艺进行局 部改造，按照图2所示工艺流程图，将污泥处理厂的污泥浓縮池设置到现有AB工艺的管道 中，污泥浓縮池的参数控制为回流污泥停留时间24h，搅拌速率120sec/hour，污泥交换 率50% (质量)，进行60 160天的污水处理检领U，结果如图4所示。
由于污水在A级停留时间短，氨氮还未被降解，且进水总氮中一部分有机氮被转 为氨氮，A级出水略高于进水氨氮。进水氨氮的波动范围在10-40mg/L之间。由于在污泥 减量化稳定运行期间B段在第20天到第40天之间出现了鼓风机风压较小，致使供氧量不 足，使得最终出水氨氮浓度变化波动较大，但经过改进后，在后续时间段内最终出水氨氮浓 度保持稳定，平均在0. 5mg/L以下。 从图4中可以看出实施污泥减量化前后(0 60天为污泥减量化前，60 160天 为污泥减量化后)，出水氨氮浓度水质保持稳定，在1. Omg/L以内。 由此说明，本发明的污泥减量化方法并不会对现有的AB工艺的处理效果有影响，
污泥浓縮池的应用不会对出水氨氮浓度有所影响。 实施例3污泥减量化方法对AB工艺进出水SS值的影响 本实施例对污泥减量化前后AB工艺进出水SS(悬浮物)值随时间的变化进行研 究分析。 前0 60天采用现有AB工艺(其流程如图1所示)，然后对现有AB工艺进行局 部改造，按照图2所示工艺流程图，将污泥处理厂的污泥浓縮池设置到现有AB工艺的管道 中，污泥浓縮池的参数控制为回流污泥停留时间24h，搅拌速率120sec/hour，污泥交换 率50% (质量)，进行60 160天的污水处理检测，结果如图5所示。
进水SS波动较大，但经A级处理后较为稳定，基本稳定在70mg/L。经过AB两级出 水，出水SS平均在20mg/L左右，但由于中试装置二沉池表面没有设置吸刮泥机，造成部分 上浮污泥无法及时收集排除，这使得最终出水的SS有所偏高，但一般不会超过40mg/L。
从图5中可以看出实施污泥减量化前后(0 60天为污泥减量化前，60 160天 为污泥减量化后)，出水SS保持稳定，达到排放标准。 由此说明，本发明的污泥减量化方法并不会对现有的AB工艺的处理效果有影响，
污泥浓縮池的应用不会对出水SS有所影响。 实施例4污泥减量化方法对AB工艺排泥量的影响 本实施例首先采用现有的AB工艺(如图1所示)进行废水处理，得出现有AB工 艺的污泥产率系数为0. 33，然后对该现有AB工艺进行污泥减量化方法的改进，其流程如 图2所示，污泥浓縮厌氧饥饿池的参数控制为回流污泥停留时间24h，搅拌速率120sec/ hour，污泥交换率50% (质量)，检测本发明方法的污泥产率系数。
以现有的AB工艺的污泥产率系数0. 33为基准值。 经检测，采用本发明方法的污泥产率系数为0. 19，说明本发明方法的污泥减量化 效果好，如图6所示。 对比现有技术和本发明方法的剩余污泥量，本发明的剩余污泥量也大幅度下降， 由原来的每天一次排泥縮减到平均每5天排泥一次，与现有的AB工艺相比，本发明方法的剩余污泥产量减少了 35%以上。
实施例5中试试验 本实施例的AB法工艺其工艺流程如图2所示，其中污泥浓縮厌氧饥饿池采用对现 有污泥处理厂的污泥浓縮池进行改进后的装置，改进主要在两个方面
(1)改进后的浓縮池的高径比为2:1;
(2)改进后的浓縮池底部设置曝气搅拌装置。 以广州市猎德污水处理厂曝气沉砂池后的出水为本实施例AB法工艺的进水，每 天处理50吨。 经过一段时间的中试运行后，调试各项出水指标，结果发现其各项出水指标与广 州猎德污水处理厂22万吨/天的实际运行AB工艺出水水质指标完全一致，实现了 50吨/ 天的AB工艺中试系统的正常运行。 而且本实施例的AB工艺其剩余污泥量与现有技术相比也大幅度下降，减量效果 达到35%，出水水质保持稳定。
权利要求
一种城市污水处理工艺的污泥减量化方法，其特征在于该方法是在现有的AB法城市污水处理工艺中引入污泥浓缩厌氧饥饿池，使得原有的回流污泥进入污泥浓缩厌氧饥饿池，并控制污泥浓缩厌氧饥饿池的参数为回流污泥停留时间为12～24小时，搅拌速率为30～300秒/小时，污泥浓缩厌氧饥饿池中的污泥总量占整个AB工艺系统中泥量总质量的30％～60％，从而实现城市污水处理工艺的污泥减量化。
2. 根据权利要求1所述的污泥减量化方法，其特征在于所述回流污泥停留时间为24小 时，搅拌速率为120秒，污泥浓縮厌氧饥饿池中的污泥总量占整个AB工艺系统中泥量总质 量的50%。
3. 根据权利要求1所述的污泥减量化方法，其特征在于所述在现有的AB法城市污水处 理工艺中引入污泥浓縮厌氧饥饿池是在A段回流污泥处设置污泥浓縮厌氧饥饿池，同时在 B段回流污泥处设置污泥浓縮厌氧饥饿池。
4. 根据权利要求1或3所述的污泥减量化方法，其特征在于所述污泥浓縮厌氧饥饿池 的高径比为2 5 : l，且污泥浓縮厌氧饥饿池底部设置曝气搅拌装置。
全文摘要
本发明公开一种城市污水处理工艺的污泥减量化方法，该方法是在现有的AB法城市污水处理工艺中引入污泥浓缩厌氧饥饿池，使得原有的回流污泥进入污泥浓缩厌氧饥饿池，并控制污泥浓缩厌氧饥饿池的参数为回流污泥停留时间为12～24小时，搅拌速率为30～300秒/小时，污泥浓缩厌氧饥饿池中的污泥总量占整个AB工艺系统中泥量总质量的30％～60％，从而实现AB法城市污水处理工艺的污泥减量化。本发明在不改变现有正常运行的AB法城市污水处理厂的运行参数的基础上，剩余污泥产量与原AB法的剩余污泥产量相比，减少35％以上，实现污泥的源消减，且使污水处理水质与污水处理成本均保持不变。
文档编号C02F9/14GK101767909SQ20101001935
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月12日 优先权日2010年1月12日
发明者伍珂, 刘广立, 李适宇, 王军, 陈光浩 申请人:中山大学