一种污泥在线减量系统及处理方法与流程

本发明涉及污泥处理领域，尤其涉及一种污泥在线减量系统及处理方法。

背景技术：

污泥是污水处理的副产物，随着城市生活污水处理量和处理率的增加，污泥产量也急剧增加。污泥处置能耗大，运行费用高，污泥处置费占到污水厂运行费用的1/3左右，同时污泥产量大，引起固体废弃物的二次污染。2015年底全国城镇污水处理厂6000-7000座，污水处理能力2.17亿立方米/日，2015年全国城镇污泥产生量达到3807万吨，污泥处理能力不足1/3，且污泥的处置费用高达约300元/吨，将污泥全部处理的年费用达到114亿元。因此，对污泥实行减量处理，在源头减少污泥的产量，且不影响污水处理厂的正常运行，既经济，又环保。

常规的污泥减量方法是通过提高污泥的脱水效果，以减少污泥的产生量，但是污泥中固体物质总量不变，没有达到真正的污泥减量；另一种污泥减量方法是将污泥中的微生物破坏，将污泥转化为碳源，污泥量得到了减少，但是污泥中的污染物质又再次进入污水处理系统中，很可能造成增加污水处理成本，且污水厂出水不达标。将污水处理厂产生的污泥中的污染物质去除，更优的是将其转化为资源，再对污泥进行固体物质减量处理，才能真正的实现污水处理厂污泥的在线减量。

技术实现要素：

本发明提供一种污泥在线减量系统及处理方法，先将污泥中的污染物质去除，更优的是将其转化为资源，再对污泥进行固体物质减量处理，真正的实现污水处理厂污泥的在线减量。

本发明采用的技术方案是：

一种污泥在线减量系统，包括：

无机质去除装置（1），与污水厂生化系统的剩余污泥出口相连；

固液分离装置（2），与所述无机质去除装置（1）出口相连；

无机沉淀装置（3），与所述固液分离装置（2）和所述无机质去除装置（1）相连；

无机产品脱水装置（4），与所述无机沉淀装置（3）的污泥出口和所述无机质去除装置（1）进口相连；

调质装置（5），与所述固液分离装置（2）污泥出口相连；

除砂装置（6），与所述调质装置（5）相连；

砂粒脱水装置（7），与所述除砂装置（6）的出砂口和所述无机质去除装置（1）的进口相连；

细胞破碎装置（8），与所述除砂装置（7）的液体出口相连；

水解酸化装置（9），与所述细胞破碎装置（8）、所述无机质去除装置（1）的进口和污水厂生化系统的进口相连。

进一步地，所述无机质去除装置（1）为密闭装置，且配有气体吸收净化装置（10）。

进一步地，所述无机质去除装置（2）由隔断隔成一个储泥槽（14）和一个反应槽（15），所述储泥槽（14）与所述反应槽（15）通过溢流连接，所述储泥槽（14）配有一个搅拌装置，所述反应槽（15）配有一个无机质提取剂加药装置（11）和一个搅拌装置，所述反应槽（15）设有无机质去除装置（1）出口。

进一步地，所述无机沉淀装置（3）由n-1（n＞2）个隔断隔成n（n＞2）个隔间，其中第一个隔间为反应间（16），配有沉淀剂加药装置（12）和搅拌装置，第二个隔间为一级无机沉淀间（17），第三个隔间为二级无机沉淀间（18），以此类推，第n（n＞2）个隔间为n-1（n＞2）级无机沉淀间（n），反应间（16）与一级无机沉淀间（17）底部相连，每一级无机沉淀间与下一级无机沉淀间通过溢流相连，第n个隔断的溢流出口为无机沉淀装置液体出口，每一级无机沉淀间底部均设有污泥出口。

进一步地，所述调质装置（5）配有调质剂加药装置（13）和搅拌装置。

进一步地，所述细胞破碎装置为超声细胞破碎装置、微波细胞破碎装置、剪切细胞破碎装置、碱解细胞破碎装置中的一种。

进一步地，还包括一强化好氧装置（19），与所述水解酸化装置（9）和污水厂生化系统的进口相连。

利用上述系统进行污泥在线减量处理方法包括如下步骤：

（a）污水厂生化系统的剩余污泥进入污泥在线减量及碳源回用系统的无机质去除装置（1）的储泥槽（14）中，缓慢搅拌，以砂粒脱水装置（7）、无机沉淀装置（3）和无机产品脱水装置（4）的出水作为补充水源，控制无机质去除装置（1）的污泥含水率＞90%，储泥槽（14）的污泥停留时间为7~96h；储泥槽（14）的污泥溶液通过溢流进入无机质去除装置（1）的反应槽（15），与无机质提取剂加药装置（11）泵入的无机质提取剂反应，通过控制ph控制无机质提取剂的加入量，反应槽（14）的ph＜4，污泥溶液在反应槽（14）内的停留时间为0.5~3h，反应后的污泥溶液进入固液分离装置（2）；

（b）污泥溶液进入固液分离装置（2）进行固液分离，含有大量无机质的溶液进入无机沉淀装置（3），污泥溶液进入调质装置（5）；

（c）含有大量无机质的溶液在无机沉淀装置（3）的反应间（16）与沉淀剂加药装置（12）泵入的沉淀剂反应，生成的无机沉淀从反应间（16）底部进入一级无机沉淀间（17），一级无机沉淀间（17）的上清液溢流进入二级无机沉淀间（18），以此类推，n-1（n＞2）级无机沉淀间（n）的清液通过无机沉淀装置（3）液体出口回流至无机质去除装置（1）作为补充水源；将n-1（n＞2）个无机沉淀间的无机沉淀收集进入无机产品脱水装置（4）进行脱水，得到无机产品，脱除的水进入无机质去除装置（1）作为补充水源；

（d）污泥溶液在调质装置（5）中与调质剂加药装置（13）泵入的调质剂进行反应，使污泥溶液ph为5~10；

（e）调质后的污泥溶液进入除砂装置（6）进行除砂处理，去除的砂粒进入砂粒脱水装置（7）进行脱水，脱除的水作为无机质去除装置（1）的补充水源，脱水后的砂粒外运；

（f）除砂后的有机污泥溶液进入细胞破碎装置（8），破碎后的有机污泥溶液进入水解酸化装置（9）进行水解酸化反应，大分子有机物降解后作为碳源回流到污水厂生化系统中，水解酸化装置（9）的一部分出水回流至无机质去除装置（1），补充一定碳源，保证生物释磷的释磷效果，水解酸化装置（9）回流至无机质去除装置（1）的回流量为水解酸化装置（9）出水的6%~10%。

进一步地，所述无机质提取剂为无机酸、有机酸、氧化剂的一种或几种，所述沉淀剂为铁盐溶液、铝盐溶液、碱性溶液中的一种或几种，所述调质剂为碱性溶液

进一步地，所述水解酸化装置（9）的污泥溶液进入强化好氧装置（19），大量还原性物质得到氧化处理后回流到污水厂生化系统中。

本发明的污泥在线减量系统为连续性操作系统，不影响污水厂生化系统的处理流程，占地面积小，可直接设置于污水厂中，实时将污水厂产生的剩余污泥进行减量处理，经本发明的污泥在线减量系统处理后，污泥减量可达85%以上，处理后的无机产品可资源化利用，处理后的含砂污泥有机物含量低，可直接作为建筑原料利用，既解决了污水厂污泥产量大，处置费用高的难题，又解决了污水厂剩余污泥有机物含量高，无法资源化利用的的难题，且操作简便，易于控制，可实时调整加药量保证处理效果的稳定性，节省人工成本且提高工作效率，易于在工程中推广实施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种污泥在线减量系统示意图。

图2为本发明另一种污泥在线减量系统示意图。

图中：

1-无机质去除装置，2-固液分离装置，3-无机沉淀装置，4-无机产品脱水装置，5-调质装置，6-除砂装置，7-砂粒脱水装置，8-细胞破碎装置，9-水解酸化装置，10-气体吸收净化装置，11-无机质提取剂加药装置，12-沉淀剂加药装置，13-调质剂加药装置，14-储泥槽，15-反应槽，16-反应间，17-一级无机沉淀间，18-二级无机沉淀间，n-n-1（n＞2）级无机沉淀间。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明采用的技术方案是：

一种污泥在线减量系统，包括：

无机质去除装置（1），与污水厂生化系统的剩余污泥出口相连；

固液分离装置（2），与所述无机质去除装置（1）出口相连；

无机沉淀装置（3），与所述固液分离装置（2）和所述无机质去除装置（1）相连；

无机产品脱水装置（4），与所述无机沉淀装置（3）的污泥出口和所述无机质去除装置（1）进口相连；

调质装置（5），与所述固液分离装置（2）污泥出口相连；

除砂装置（6），与所述调质装置（5）相连；

砂粒脱水装置（7），与所述除砂装置（6）的出砂口和所述无机质去除装置（1）的进口相连；

细胞破碎装置（8），与所述除砂装置（7）的液体出口相连；

水解酸化装置（9），与所述细胞破碎装置（8）、所述无机质去除装置（1）的进口和污水厂生化系统的进口相连。

进一步地，所述无机质去除装置（1）为密闭装置，且配有气体吸收净化装置（10）。

进一步地，所述无机质去除装置（2）由隔断隔成一个储泥槽（14）和一个反应槽（15），所述储泥槽（14）与所述反应槽（15）通过溢流连接，所述储泥槽（14）配有一个搅拌装置，所述反应槽（15）配有一个无机质提取剂加药装置（11）和一个搅拌装置，所述反应槽（15）设有无机质去除装置（1）出口。

进一步地，所述无机沉淀装置（3）由n-1（n＞2）个隔断隔成n（n＞2）个隔间，其中第一个隔间为反应间（16），配有沉淀剂加药装置（12）和搅拌装置，第二个隔间为一级无机沉淀间（17），第三个隔间为二级无机沉淀间（18），以此类推，第n（n＞2）个隔间为n-1（n＞2）级无机沉淀间（n），反应间（16）与一级无机沉淀间（17）底部相连，每一级无机沉淀间与下一级无机沉淀间通过溢流相连，第n个隔断的溢流出口为无机沉淀装置液体出口，每一级无机沉淀间底部均设有污泥出口。

进一步地，所述调质装置（5）配有调质剂加药装置（13）和搅拌装置。

进一步地，所述细胞破碎装置为超声细胞破碎装置、微波细胞破碎装置、剪切细胞破碎装置、碱解细胞破碎装置中的一种。

进一步地，还包括一强化好氧装置（19），与所述水解酸化装置（9）和污水厂生化系统的进口相连。

具体实施方式如下：

（a）污水厂生化系统的剩余污泥进入污泥在线减量及碳源回用系统的无机质去除装置的储泥槽中，缓慢搅拌，以砂粒脱水装置、无机沉淀装置和无机产品脱水装置的出水作为补充水源，控制无机质去除装置的污泥含水率＞90%，储泥槽的污泥停留时间为7~96h；储泥槽的污泥溶液通过溢流进入无机质去除装置的反应槽，与无机质提取剂加药装置泵入的无机质提取剂反应，通过控制ph控制无机质提取剂的加入量，反应槽的ph＜4，污泥溶液在反应槽内的停留时间为0.5~3h，反应后的污泥溶液进入固液分离装置；

（b）污泥溶液进入固液分离装置进行固液分离，含有大量无机质的溶液进入无机沉淀装置，污泥溶液进入调质装置；

（c）含有大量无机质的溶液在无机沉淀装置的反应间与沉淀剂加药装置泵入的沉淀剂反应，生成的无机沉淀从反应间底部进入一级无机沉淀间，一级无机沉淀间的上清液溢流进入二级无机沉淀间，以此类推，n-1（n＞2）级无机沉淀间（n）的清液通过无机沉淀装置液体出口回流至无机质去除装置作为补充水源；将n-1（n＞2）个无机沉淀间的无机沉淀收集进入无机产品脱水装置进行脱水，得到无机产品，脱除的水进入无机质去除装置作为补充水源；

（d）污泥溶液在调质装置中与调质剂加药装置泵入的调质剂进行反应，使污泥溶液ph为5~10；

（e）调质后的污泥溶液进入除砂装置进行除砂处理，去除的砂粒进入砂粒脱水装置进行脱水，脱除的水作为无机质去除装置的补充水源，脱水后的砂粒外运；

（f）除砂后的有机污泥溶液进入细胞破碎装置，破碎后的有机污泥溶液进入水解酸化装置进行水解酸化反应，大分子有机物降解后作为碳源回流到污水厂生化系统中，水解酸化装置的一部分出水回流至无机质去除装置，补充一定碳源，保证生物释磷的释磷效果，水解酸化装置回流至无机质去除装置的回流量为水解酸化装置出水的6%~10%。

进一步地，所述无机质提取剂为无机酸、有机酸、氧化剂的一种或几种，所述沉淀剂为铁盐溶液、铝盐溶液、碱性溶液中的一种或几种，所述调质剂为碱性溶液

进一步地，所述水解酸化装置的污泥溶液进入强化好氧装置，大量还原性物质得到氧化处理后回流到污水厂生化系统中。

本发明的污泥在线减量系统为连续性操作系统，不影响污水厂生化系统的处理流程，占地面积小，可直接设置于污水厂中，实时将污水厂产生的剩余污泥进行减量处理，经本发明的污泥在线减量系统处理后，污泥减量可达85%以上，处理后的无机产品可资源化利用，处理后的含砂污泥有机物含量低，可直接作为建筑原料利用，既解决了污水厂污泥产量大，处置费用高的难题，又解决了污水厂剩余污泥有机物含量高，无法资源化利用的的难题，且操作简便，易于控制，可实时调整加药量保证处理效果的稳定性，节省人工成本且提高工作效率，易于在工程中推广实施。

实施例一：

某污水厂污泥，含水率84%，装置进泥量为10kg/h，在无机质去除装置中的停留时间为96h，控制反应槽的ph<4，无机沉淀装置ph>4.5，调质装置的ph>7，得无机产品的含水率为53%，产量为0.1kg/h，含砂污泥含水率为60%，产量为1.1kg/h，污泥减量达到88%，水解酸化出水cod约为1100mg/l，含固率为4.82%。

实施例二：

某污水厂污泥，含水率87%，装置进泥量为10kg/h，在无机质去除装置中的停留时间为7h，控制反应槽的ph<2，无机沉淀装置ph>4，调质装置的ph>5，得无机产品的含水率为51%，产量为0.21kg/h，含砂污泥含水率为60%，产量为1.0kg/h，污泥减量达到88%，强化好氧出水cod约为170mg/l，含固率为2.25%。