污泥多级氧化处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明揭示了一种污泥多级氧化处理工艺，包括以下步骤：（1）将污泥通入调节池中，并加中水稀释；（2）稀释后的污泥依次通入各级氧化反应池中进行多级氧化反应；（3）将经过氧化反应后的污泥通入沉淀池中，静置分层，形成浮渣、上清液和沉淀物；（4）将浮渣和沉淀物压滤脱水，制成泥饼，并将上清液返回水厂。本发明可以使细胞破壁，使污泥中微生物和细菌被有效破壁，从而释放出细胞内的水，便于脱水，将污泥制成泥饼后其含水率降至55%左右，大大降低了泥饼的重量，节省了泥饼外运成本；并且使得污泥中络合团被打开，大分子有机物有效断键和分解，可生化性明显提高；并释放出二氧化碳、氮气等无毒无害气体，干净环保。
【专利说明】污泥多级氧化处理工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种污泥氧化处理的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，由于国家对环境重视程度越来越高，污染物排放要求也日益严格。据中国国家环保总局提供的数字，目前中国每年大约排放污水401亿m3，已建成运转的城市污水处理厂有400余座，日处理能力2534万m3。按污泥产量占处理水量的0.3%?0.5% (以含水率97%计)计算，中国城市污水厂污泥的产量在7.602万m3/d和12.67万m3/d(以含水率97%计)之间。因此，中国在污水处理事业不断取得进步的同时，将面临巨大的污泥处理处置压力，对污泥进行减量处理研究，显得很有意义。
[0003]污泥水分包括间隙水、毛细水、吸附水和内部水，间隙水存在于污泥颗粒间隙中的水，约占污泥水分的70%左右；毛细水存在于污泥颗粒间的毛细管中，约占污泥水分的20%左右。也有可能用物；吸附水附于污泥颗粒表面的附着水，内部水存在于污泥颗粒内部(包括生物细胞内的水)的内部水，吸附水和内部水约占污泥中水分的10%左右。现有技术中，主要采用机械或重力的方法浓缩污泥，之后再将浓缩后的污泥外运。直接对污泥进行机械或重力方法浓缩，只能将污泥的含水率降至80%，对污泥的脱水也不够充分，造成污泥重量大，而外运成本与污泥重量成正比，从而外运污泥的成本也相对较高。显然，现有技术中对污泥处理的方法存在不足之处，必须对其作进一步改进。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服现有的污泥处理方法的处理效果不理想的缺点，提供一种脱水效果很好的污泥多级氧化处理工艺。
[0005]本发明的技术解决方案是:污泥多级氧化处理工艺，整个处理过程动态连续，包括以下步骤:
(1)进泥:将污泥通入调节池中，并加中水调整浓度；
(2)氧化反应:至少设有两级氧化反应池组,每级氧化反应池组内至少具有一台氧化反应池，当每级氧化反应池组内具有多台氧化反应池时，处于同一级的氧化反应池组内的氧化反应池之间通过管道并联，处于不同级的氧化反应池组内的各个氧化反应池之间通过管道串联；当每级氧化反应池组内仅具有一台氧化反应池时，各个氧化反应池之间通过管道串联；之后将浓度调整后的污泥先通过一级氧化反应池组中，再通过下一级氧化反应池组，直至通过最后一级氧化反应池组；
(3)沉淀:将氧化反应后的污泥通入沉淀池中，静置分层，形成浮渣、上清液和沉淀物；
(4)沉淀物脱水:将浮渣和沉淀物压滤脱水，制成泥饼，并将上清液返回水厂。
[0006]进一步地，上述污泥多级氧化处理工艺，其中:所述氧化反应池中通入电流密度为l-20mA/cm2的微电流。
[0007]进一步地，上述污泥多级氧化处理工艺，其中:所述氧化反应池中通入电流密度为3mA/cm2的微电流。
[0008]进一步地，上述污泥多级氧化处理工艺，其中:所述每级氧化反应池组内所具有的氧化反应池数量相同。
[0009]更进一步地，上述污泥多级氧化处理工艺，其中:所述氧化反应池组设有三级，其中一级氧化反应池组内设有五台氧化反应池，二级氧化反应池组内设有五台氧化反应池，三级氧化反应池组内设有五台氧化反应池，所述各个氧化反应池中通入3mA/ cm2的微电流。
[0010]更进一步地，上述污泥多级氧化处理工艺，其中:所述各级氧化反应池设置于不同的高度，下一级的氧化反应池设置于上一级氧化反应池的正下方。
[0011]再进一步地，上述污泥多级氧化处理工艺，其中:所述氧化反应池包括容器和至少一对电极，所述容器的前后两侧分别设置进口和出口，所述电极的阳极连接电源正极，电极的阴极连接电源负极；所述氧化反应池内另设一对挡板及一对内隔板，一对挡板分别设置于容器内部的前后两侧，一对内隔板分别设置于容器内部的左右两侧，内隔板与容器的侧壁之间形成一条浮渣泡沫溢流槽，浮渣泡沫溢流槽下方设有浮渣泡沫排放口，浮渣泡沫排放口与泵连接，通过泵将浮渣和泡沫通入沉淀池中；所述挡板和内隔板围成氧化反应区，所述电极插在氧化反应区内。
[0012]再进一步地，上述污泥多级氧化处理工艺，其中:所述氧化反应池中设有超声波仪器，用于破除较大颗粒清洁容器。
[0013]本发明突出的实质性特点和显著的技术进步主要体现在:(I)本发明所提供的污泥多级氧化处理工艺可以使细胞破壁，使污泥中微生物和细菌被有效破壁，从而释放出细胞内的水，便于脱水，使得最后制成的泥饼含水率降至55%左右，大大降低了泥饼的重量，节省了泥饼外运成本；(2)污泥中络合团被打开，大分子有机物有效断键和分解，可生化性明显提高；并释放出二氧化碳、氮气等无毒无害气体，干净环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明污泥多级氧化处理工艺的示意图；
图2是本发明污泥多级氧化处理工艺多级氧化反应池组设置方法的示意图；
图3是氧化反应池侧视图；
图4是氧化反应池正面截面图。
[0015]图中，各附图标记的含义为:I一调节池，2—一级氧化反应池组，3—二级氧化反应池组，4一三级氧化反应池组，5—沉淀池，6—压滤机，7—污水处理厂现有处理系统，8—泵，9—进口，10—容器，11—挡板，12—电极，13—出口，14一氧化反应区，15—内隔板，16—浮渣泡沫溢流槽，17—浮渣泡沫排放口。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
[0017]如图1所示，本发明污泥多级氧化处理工艺包括以下步骤:(I)进泥:将污水处理厂中未经过任何处理的污泥通入调节池1，并通过泵8向调节池中通入水，通过在线控制系统将污泥含水率调整到96.0%-99.6% ； (2)氧化反应:将浓度调整后的污泥通过氧化反应池，氧化反应池组分为一级氧化反应池组2、二级氧化反应池组3和三级氧化反应池组4，每级氧化反应池组由多台氧化反应池通过管道并联构成，一级氧化反应池组2、二级氧化反应池组3和三级氧化反应池组4内的各个氧化反应池之间通过管道依次串联，控制污泥流速，先通过一级氧化反应池组2，再通过二级氧化反应池组3，最后通过三级氧化反应池组4进行氧化反应；(3)沉淀:将氧化反应后的污泥通入沉淀池5中，并在沉淀池5中静置，浮渣、上清液和沉淀物分层；(4)沉淀物脱水:通过泵8将浮渣和沉淀物通入压滤机6，压滤机6对沉淀物进行压滤脱水，制成泥饼，最后将上清液返回水厂并将上清液通入污水处理厂现有处理系统7，整个处理过程动态连续。需要说明的是，设置的氧化反应池组的级数以及每级氧化反应池组内的氧化反应池数量可根据实际情况予以调整，上述方案仅为优选，例如设有三级氧化反应池组，每级氧化反应池组只有一台氧化反应池，将三台氧化反应池串联即可。
[0018]氧化反应池结构如图3及图4所示，氧化反应池包括容器10、进口 9，出口 13和多根电极12，进口 9和出口 13分别设置于容器的前后两侧，容器10内设有一对挡板11及一对内隔板15, —对挡板11分别设置于容器10内部的前后两侧,一对内隔板15分别设置于容器10内部的左右两侧，内隔板15与容器10的侧壁之间形成一条浮渣泡沫溢流槽16，浮渣泡沫溢流槽16下方设有浮渣泡沫排放口 17，浮渣泡沫排放口 17与泵8连接，通过泵8将浮渣和泡沫通入沉淀池5中。挡板11和内隔板15围成氧化反应区14，电极12插在氧化反应区14内，电极12的排列方式为两根阴极电极之间夹一个阳极电极。其中电极阳极连接电源正极，电极阴极连接电源负极，电极阳极和电极阴极均通入电流密度为l-20mA/cm2的微电流，通入的电流密度越大，污泥处理效果越好，然而随着电流密度的增大，电极寿命降低，工艺成本也相应增高。氧化反应池中另设有超声波装置，用于破除较大颗粒清洁容器。
[0019]设置氧化反应池时，可将下一级的氧化反应池组设置于上一级氧化反应池组的正下方，使得经过上级氧化反应池组处理后的污泥在自身重力的作用下自行流入下级氧化反应池组中，如图2所示，二级氧化反应池组3设置于一级氧化反应池组2的正下方，三级氧化反应池组4设置于二级氧化反应池组3的正下方。
[0020]实施例1
使用的氧化反应池容积为120升，将污水处理厂未经过任何处理的污泥通入调节池1，向调节池I通入中水，使得污泥含水率调整为99.09Γ99.6% ;设置15台氧化反应池，其中一级氧化反应池组2包含五台氧化反应池，二级氧化反应池组3包含五台氧化反应池，三级氧化反应池4包含五台氧化反应池，将调节后的污泥按照0.6立方/小时的流速依次通过一级氧化反应池组2、二级氧化反应池组3和三级氧化反应池组4，氧化反应池中接通的微电流的电流密度为3mA/cm2，污泥依次通过各级氧化反应池组后，汇聚到沉淀池5中，并在沉淀池中静置4-12小时分层，形成浮渣、上清液和沉淀物，将浮渣和沉淀物通过泵8通入压滤机6中，压滤机6对浮渣和沉淀物进行板框压滤脱水制成泥饼，并将上清液返回水厂，并通入污水处理厂现有处理系统7。反应后，混合液污泥浓度(MLSS)去除率达到43.4%，化学需氧量(COD)的去除率达到39.9%，原泥的pH值为偏碱性(>7.4)，反应后成为了非饱和碳酸溶液，pH值略微酸性(6.0-6.9);原泥生化需氧量(BOD)与化学需氧量(COD)比值一般在0.2-0.3 ;反应后溶液部分的COD的比值为0.42。
[0021]实施例2
使用的氧化反应池容积为750升，将污水处理厂未经过任何处理的污泥通入调节池1，向调节池I通入中水，使得污泥含水率调整为99.09Γ99.6% ;设置15台氧化反应池，其中一级氧化反应池组2包含五台氧化反应池，二级氧化反应池组3包含五台氧化反应池，三级氧化反应池组4包含五台氧化反应池，将调节后的污泥按照2立方/小时的流速依次通过一级氧化反应池组2、二级氧化反应池组3和三级氧化反应池组4，氧化反应池中接通的微电流的电流密度为3mA/cm2，污泥依次通过氧化反应池组后，汇聚到沉淀池5中，并在沉淀池中静置4-12小时分层，形成浮渣、上清液和沉淀物，将浮渣和沉淀物通过泵8通入压滤机6中，压滤机6对浮渣和沉淀物进行板框压滤脱水制成泥饼，并将上清液返回水厂，并通入污水处理厂现有处理系统7。反应后，混合液污泥浓度(MLSS)去除率达到34.6%，原泥的pH值为偏碱性(>7.4)，反应后成为了非饱和碳酸溶液，pH值略微酸性(6.0-6.9)。
[0022]本发明采用的多级氧化技术是改性金属电极板在外接电场的作用下，利用高能粒子束轰击污泥中的水分子，使水分子发生电离，生成离子、激发分子、次级电子，这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质，例如OH自由基、.0、02_和H、H2O2，特别是获得大量特殊激发态势的羟基自由基。此羟基自由基具有强氧化性，其可以产生以下明显效果:
(1)细胞破壁:能够迅速地渗透到污泥中有机物的细胞壁内，使污泥中微生物和细菌被有效破壁，从而释放出细胞内的水；
(2)直接氧化:用来攻击不饱和有机物(包括烯烃类，醚类，不饱和脂肪烃，芳香烃类等)和氨氮NH3-N,使其改变成为小分子有机物，从而有效去除有毒和难降解有机物；
(3)其它效果:能有效去除有机物、细菌、色度、嗅味等，协助重金属吸附和沉降；
(4)环境友好:反应产物主要为二氧化碳、氮气等无毒无害气体，其对周围环境没有任何影响，相比其它污泥减量技术有明显优越性。
[0023]反应后，制成的泥饼含水率降低至55%左右，原泥的pH值为偏碱性(>7.4)，反应后成为了非饱和碳酸溶液，pH值小于6.9。对反应后池中的气泡中的气体进行了封闭取样，并用质谱色谱仪器分析气体成分如下:(I)氮气和氧气占91.2% ；(2) CO2占8.6% ；(3)有微量的甲苯(0.14%)、CH3Cl3、HBrCl2&单环芳烃等；(4)氢气和甲烷等可燃气体极少。空气中CO2的正常含量为0.03%,而现在CO2的含量达到8.6%说明有大量有机物经过氧化反应池氧化生成C02。原泥生化需氧量(BOD)与化学需氧量(COD)比值一般在0.2-0.3 ;反应后溶液部分的B0D/C0D的比值为0.42 ;这也能说明细胞破壁、生物质发生断键，反应后污泥的可生化率得到了较明显的提高。一方面微电流高级氧化能有效消减C0D，包括大分子难降解有机物。另一方面，断链后的产物以小分子有机物为主，更易通过吸附和气浮作用从原泥中分离，便于后续生物处理。
[0024]以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种【具体实施方式】，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
【权利要求】
1.污泥多级氧化处理工艺，整个处理过程动态连续，其特征在于包括以下步骤: (1)进泥:将污泥通入调节池中，并加中水调整浓度； (2)氧化反应:至少设有两级氧化反应池组,每级氧化反应池组内至少具有一台氧化反应池，当每级氧化反应池组内具有多台氧化反应池时，处于同一级的氧化反应池组内的氧化反应池之间通过管道并联，处于不同级的氧化反应池组内的各个氧化反应池之间通过管道串联；当每级氧化反应池组内仅具有一台氧化反应池时，各个氧化反应池之间通过管道串联；之后将浓度调整后的污泥先通过一级氧化反应池组中，再通过下一级氧化反应池组，直至通过最后一级氧化反应池组； (3)沉淀:将氧化反应后的污泥通入沉淀池中，静置分层，形成浮渣、上清液和沉淀物； (4)沉淀物脱水:将浮渣和沉淀物压滤脱水，制成泥饼，并将上清液返回水厂。
2.根据权利要求1所述的污泥多级氧化处理工艺，其特征在于:所述氧化反应池中通入电流密度为l-20mA/cm2的微电流。
3.根据权利要求2所述的污泥多级氧化处理工艺，其特征在于:所述氧化反应池中通入电流密度为3mA/cm2的微电流。
4.根据权利要求1所述的污泥多级氧化处理工艺，其特征在于:所述每级氧化反应池组内所具有的氧化反应池数量相同。
5.根据权利要求3所述的污泥多级氧化处理工艺，其特征在于:所述氧化反应池组设有三级，其中一级氧化反应池组内设有五台氧化反应池，二级氧化反应池组内设有五台氧化反应池，三级氧化反应池组内设有五台氧化反应池，所述各个氧化反应池中通入3mA/cm2的微电流。
6.根据权利要求1所述的污泥多级氧化处理工艺，其特征在于:所述不同级的氧化反应池组设置于不同的高度，下一级的氧化反应池组设置于上一级氧化反应池组的正下方。
7.根据权利要求1所述的污泥多级氧化处理工艺，其特征在于:所述氧化反应池包括容器和至少一对电极，所述容器的前后两侧分别设置进口和出口，所述电极的阳极连接电源正极，电极的阴极连接电源负极；所述氧化反应池内另设一对挡板及一对内隔板，一对挡板分别设置于容器内部的前后两侧，一对内隔板分别设置于容器内部的左右两侧，内隔板与容器的侧壁之间形成一条浮渣泡沫溢流槽，浮渣泡沫溢流槽下方设有浮渣泡沫排放口，浮渣泡沫排放口与泵连接，通过泵将浮渣和泡沫通入沉淀池中；所述挡板和内隔板围成氧化反应区，所述电极插在氧化反应区内。
8.根据权利要求7所述的污泥多级氧化处理工艺，其特征在于:所述氧化反应池中设有超声波仪器，用于破除较大颗粒清洁容器。
【文档编号】C02F11/12GK104402184SQ201410709058
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】李元元, 刘正平 申请人:宁波圆周率环境科技有限公司