专利名称：一种超声波处理与微型动物摄食相结合的剩余污泥减量方法
技术领域：
本发明系一种城市污水处理厂剩余污泥减量方法，属于环境工程技术领域。
背景技术：
随着城市污水生物处理率和处理量的提高，随之而来的是如何处理处置污水生物处理过程中大量产生的剩余污泥。剩余污泥的含水率一般在95%以上，有机物含量为60 70%，还含有病原菌，寄生虫卵以及病毒及重金属等有害成分。传统的剩余污泥处理处置方法包括填埋和投海，投海法由于严重危害海洋水质已经受到越来越多的国家的禁止，而填埋法不仅可能污染土壤且费用较高，因此，探索经济有效地处理剩余污泥的新方法已得到越来越多的关注。有关剩余污泥减量方法的文献和专利已有许多。这些方法大致可分成两大类，一类属于物理化学方法，另一类属于生物学或生态学方法。如中国专利申请号为 CN200810180021. 0、CN200910227265. 4等，均是应用物理化学方法进行剩余污泥减量。利用微型动物对污泥的摄食来达到剩余污泥减量目的的方法，符合生态学原理， 具有低能耗且无二次污染的特色。然而这种方法对剩余污泥进行减量的效果受到一些因素的制约一是微型动物在剩余污泥体系中生长并不稳定，且种群密度不高；二是微型动物对污泥的摄食效率与污泥粒径大小相关。微型动物对污泥的摄食主要依靠其口器，只有颗粒尺寸小于其口器的污泥才有可能为微型动物所摄食。目前的研究多偏向于稳定微型动物的生长方面，即设计专门的微型动物反应器，如专利CN200310115721. 9.CN200610010265. 5 等。若能对剩余污泥进行预处理，通过减小其粒径以提高微型动物对剩余污泥的利用效率， 同时强化微型动物在剩余污泥减量体系中的生长繁殖，可以有效地提高剩余污泥减量效率。
发明内容
本发明的目的是通过对剩余污泥进行超声波处理，使污泥粒径减小，同时在污泥减量系统中添加载体，在稳定微型动物生长、提高微型动物种群密度的同时，强化微型动物对污泥的摄食效率，以达到较高的污泥减量效率的目的，对减少剩余污泥的外排量具有重要的意义。本发明一种超声波处理与微型动物摄食相结合的剩余污泥减量方法，其特征在于具有以下的过程和步骤
a.将一定浓度的剩余污泥先利用超声波处理，使污泥颗粒粒径减小至适宜微型动物摄食的程度；剩余污泥的合适浓度为1 12g/L ；颗粒粒径5 30 μ m ；超声能量密度为 0. 05 0. Iff/ml ；作用时间为5 15min ；
b.将上述经过处理的污泥引入处理系统中，在所述污泥中接种适宜的微型动物，并放入有利于其附着和生长的多孔弹性载体；同时在系统中的曝气溶解氧浓度控制在2 4mg/L ；所述的微型动物为红斑顥体虫和/或宿轮虫。所述微型动物附着和生长的多孔弹性载体为聚氨酯泡沫材料，其孔径为1 2mm。所述的污泥为城市污水处理厂沉淀池的剩余污泥，或者是回流污泥。所述的微型动物也可以为其他蟠虫和周丝轮虫类微型动物。本发明方法的优点如下所述
本发明是一种城市污水处理厂剩余污泥减量方法，其优点在于只需对剩余污泥进行超声波处理，强度低，能耗小，选择的载体-多孔弹性材料普遍易得，成本低，效果好，无二次污染，可显著提高微型动物摄食对剩余污泥的减量效果及水质状况。利用本发明的方法， 污泥减量效率提高了 46. 2-60. 1%，C0D去除率了提高23. 6-41. 5%。本发明也适用于回流污泥以及其它蠕虫和周丛轮虫类微型动物在污泥减量系统中的运用。
图1为以本发明的方法经0.05W/ml超声处理后不同污泥中微型动物生长情况。图2为以本发明的方法经0. Iff/ml超声处理后不同污泥中微型动物生长情况。
具体实施例方式现将本发明的具体实施例叙述于后
实施例1 处理污泥浓度为9710mg/L，平均粒径为20. 13 μ m的剩余污泥，超声声能密度为0.05W/mL，作用时间为lOmin。处理后剩余污泥浓度减小为9510mg/L，平均粒径减小为8. 32 μ m。在该污泥中以每5mL污泥中添加3ind微型动物的密度接种红斑顥体虫与宿轮虫，并添加适宜其附着生长的多孔弹性载体，保持溶解氧浓度为2-4mg/L，经过25天的接触反应，期间定期观察红斑顥体虫和宿轮虫生长情况并测定剩余污泥的浓度及污泥COD浓度变化情况。结果表明红斑顥体虫和宿轮虫在经过超声处理并添加载体的剩余污泥中生长良好，种群密度明显高于未经超声处理且未添加载体的对照组，约为其6倍。经超声处理的剩余污泥能更好地被红斑顥体虫及宿轮虫所摄食利用，污泥减量效果明显提高，污泥减量率提高60. 1%，同时有机负荷并未受到负面影响，COD去除率提高41. 5%。实施例2 处理污泥浓度为8930mg/L，平均粒径为21. 16 μ m的剩余污泥，超声声能密度为0. Iff/mL,作用时间为lOmin。处理后剩余污泥浓度减小为8620mg/L，平均粒径减小为6. 17 μ m。在该污泥中以3ind/5ml的密度接种红斑顥体虫与宿轮虫，并添加适宜其附着生长的多孔弹性载体，保持溶解氧浓度为2-4mg/L，经过25天的接触反应，期间定期观察红斑顥体虫和宿轮虫生长情况并测定剩余污泥的浓度及污泥COD浓度变化情况。结果表明红斑顥体虫和宿轮虫在经过超声处理并添加载体的剩余污泥中生长良好，种群密度明显高于未经超声处理且未添加载体的对照组，约为其5倍。经超声处理的剩余污泥能更好地被红斑顥体虫及宿轮虫所摄食利用，污泥减量效果明显提高，污泥减量率提高46. 2%，同时有机负荷并未受到负面影响，COD去除率提高23. 6%。
权利要求
1.一种超声波处理与微型动物摄食相结合的剩余污泥减量方法，其特征在于具有以下的过程和步骤a.将一定浓度的剩余污泥先利用超声波处理，使污泥颗粒粒径减小至适宜微型动物摄食的程度；剩余污泥的合适浓度为1 12g/L ；颗粒粒径5 30 μ m超声能量密度为 0. 05 0. Iff/ml ；作用时间为5 15min ；b.将上述经过处理的污泥引入处理系统中，在所述污泥中接种适宜的微型动物， 并放入有利于其附着和生长的多孔弹性载体；同时在系统中的曝气溶解氧浓度控制在2 4mg/L ；所述的微型动物为红斑顥体虫和/或宿轮虫。
2.如权利要求1所述的一种超声波处理与微型动物摄食相结合的剩余污泥或减量方法，其特征在于所述微型动物附着和生长的多孔弹性载体为聚氨酯泡沫材料，其孔径为 1 2mm。
3.如权利要求1所述的一种超声波处理与微型动物摄食相结合的剩余污泥或减量方法，其特征在于所述的污泥为城市污水处理厂沉淀池的剩余污泥，或者是回流污泥。
4.如权利要求1所述的一种超声波处理与微型动物摄食相结合的剩余污泥或减量方法，其特征在于所述的微型动物也可以为其他蟠虫和周丝轮虫类微型动物。
全文摘要
本发明为一种城市污水处理厂剩余污泥减量方法，属于环境工程技术领域。本发明利用低能量超声波处理使污泥的颗粒粒径减小至适宜微型动物摄食，然后利用微型动物的摄食作用进行剩余污泥减量。本发明采用的微型动物种类为红斑顠体虫和宿轮虫，为了提高微型动物密度以提高微型动物对剩余污泥的摄食效率，采用了适宜这两类微型动物生长的多孔弹性载体(即聚氨酯泡沫材料)并保持一定的溶解氧浓度。采用本发明的方法，红斑顠体虫和宿轮虫的种群密提高了5～6倍、污泥减量效率提高了46.2～60.1%、并且COD去除率提高23.6～41.5%。因此，本方法既能提高微型动物种群密度、有利微型动物对剩余污泥的摄食利用和剩余污泥减量效率的提高，又能改善对水质的净化效果。
文档编号C02F11/02GK102180574SQ201110076209
公开日2011年9月14日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者丁国际, 喻艳菁, 王涌, 穆莉, 邱慧琴 申请人:上海大学