一种旋流式剩余污泥臭氧减量化装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理领域，具体的是一种旋流式剩余污泥臭氧减量化装置，该装置能够减少污水处理过程中剩余污泥的产生。

背景技术：

近年来，我国加大了污水处理设施的建设，污水处理能力得到大幅提高。与此同时，污水处理过程中产生的剩余污泥也逐年上升，剩余污泥的处理处置难题日益显现。剩余污泥一般指污水处理厂二沉池池底排出的污泥，由于其有机质含量高，且通常含有有毒有害物质，如果不进行妥善的处理处置，将会对环境造成污染。目前，国内外常见的污泥处理处置方法包括卫生填埋、焚烧、海洋倾倒及农田利用等，但以上几种最终处理处置方法存在着占地面积大、易产生二次污染以及成本较高等缺点。因此，污泥减量化可以作为污泥处理处置的有效途径。

污泥减量化技术，是指在保证污水处理效果的前提下，采取相应措施使处理相同量的污水产生的污泥量降低的技术。区别于传统的污泥处理处置方法，污泥减量化是从源头上减少污泥的产生而不是先产生后处理。目前常见的减量化方法有代谢解偶联技术、生物捕食以及强化隐形生长。代谢解偶联技术常用的方法有投加解偶联剂、提高高底物浓度和污泥浓度比例的工艺参数、以及OSA工艺等。生物捕食的污泥减量化技术，利用后生生物对于污泥的捕食，形成较长的生物链，通过延长食物链或增强微型动物的捕食作用能够实现污泥减量。强化隐性生长的技术也可以实现污泥减量，其过程包括溶胞和生长，利用各种溶胞技术，使细菌能够迅速死亡并且分解为基质再次被微生物利用，从而降低剩余污泥的产量。通常的溶胞技术包括各种化学溶胞、物理溶胞及生物溶胞等。化学溶胞技术常见的有臭氧溶胞和酸、碱作用等。臭氧可破坏难生物降解的细胞膜以及胞外聚合物等，使胞内物质溶出，同时也可以氧化不易水解的大分子物质，使其更容易被微生物利用，且臭氧是一种“绿色”氧化剂，不会产生二次污染，同时其对于微生物细胞壁作用效果快，减量化装置体积较小，易于推广，可适用于各大、中、小型污水处理厂的污泥处置工程。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种旋流式臭氧污泥减量化装置，该污泥减量化装置以强化隐性生长为技术背景，基于臭氧对于细胞膜的破碎，以达到释放胞内物质的目的。将溶胞后的污泥液回流至污水处理系统，提高了系统的可生化性，减少了剩余污泥的产量，从而实现污泥减量化。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的用于剩余污泥臭氧减量化装置，包括臭氧发生器、两个臭氧投加点。两个臭氧投加点为进料投加点和反应器内循环臭氧投加点。

臭氧发生器采用空气源臭氧发生器，产生的臭氧化气体中，臭氧浓度为 30～60mg/L。

进料投加点采用射流器投加方式进行，臭氧发生器制备产生的臭氧化气体，通过臭氧气体管路输送到射流器进气端。反应器内循环臭氧投加点采用射流器投加方式进行，臭氧由臭氧发生器制备，通过臭氧气体管路输送到射流器进气端。

所述臭氧减量化反应器采用密闭圆柱形反应器，减量化反应器高度直径之比为1:0.5～1:0.3。

减量化反应中设置若干负载MnO的不锈钢筛网，筛网孔径100～120目，不锈钢筛网层的高度约为反应器总高度30％，筛网层以下的高度约为反应器总高度 25％，筛网层以上的高度约为反应器总高度45％，当反应器内不锈钢筛网为多个时，筛网间距200～300mm，反应器顶部设置压力表和安全阀。

反应器下部为混合液入口，为提高混合液中气、液的混合效率，混合液入口方向采用与切向夹角25度设置，使得混合液在反应器中呈螺旋流上升。出水口在反应器顶部，方向采用与切向垂直的角度设置，出水口外接减压阀，通过调节减压阀，控制反应器内部气体分压为0.06～0.08Mpa。

本实用新型上部设置喷淋装置，防止泡沫夹带污泥，并在出水口设置隔板和除沫层，进一步防止泡沫夹带污泥进入出水口。所述除沫层为有机纤维填料隔层，起到破坏气泡的作用。

本实用新型所述臭氧减量化反应器内pH值为6-8为宜，增压反应罐中的气压为0.05～0.08Mpa。控制混合液停留时间45～60min，臭氧加量为 0.05～0.20gO3/gMLVSS。

本实用新型的的有益效果是：

臭氧通过射流器进入减量反应柱，射流器形成的强烈湍流强化气、液混合，并形成较高臭氧分压加强了臭氧在污泥液中的传质，提高了臭氧利用率。

混合液入口方向采用与切向夹角25度设置，使得混合液在反应器中呈螺旋流上升，提高混合液中气、液的混合效率。

减量反应柱内设有喷淋装置，明显的减少了减量过程中产生的泡沫，防止减量化过程中产生的泡沫堵塞。

附图说明

图1本实用新型一种旋流式剩余污泥臭氧减量化装置的结构示意图

图2本实用新型臭氧减量化反应器进料口、内循环管线口和出水口示意图附图标号说明：1进料泵、2射流器、3臭氧发生器、4臭氧管线、5臭氧减量化反应器、6pH电极、7不锈钢筛网层、8除沫层、9喷淋头、10压力表、11 安全阀、12出水口隔板、13出水口、14减压阀、15内循环泵、16回流射流器、17进料泵入口、18内循环管线入口、19进料管线臭氧气体阀门、20 回流管线臭氧气体阀门

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

打开污泥混合液进料泵1，剩余污泥从污水处理系统泵入臭氧减量化装置。打开臭氧发生器3，控制臭氧浓度为30～60mg/L，污泥液经过射流器2，形成湍流并且在进气口形成负压，臭氧气体通过臭氧管线4进入射流器，通过进料泵入口17，以切向进入臭氧减量化反应器5，控制臭氧气与管路中的混合液流量比为 2:1。臭氧减量化反应器5中部设置负载MnO的不锈钢筛网筛网层7，筛网层高度约为反应柱高度的30％。反应器顶部设置压力表10和安全阀11。实施过程中，调整反应器出水口13的减压阀14，控制反应器内部臭氧化气体的分压0.06～0.08Mpa，通过pH电极6，控制反应器中pH为6-8。

出水13后开始排液后，说明反应器内液位已经超过出水口隔板12，具有一定的高度，开启内循环泵15，当混合液经过回流射流器16时，开启臭氧气体管线阀门20，启动喷淋头9，通过喷淋过程和除沫层8，消除反应产生的泡沫。

实施例1

取自某污水处理厂的活性污泥，其MLVSS为4000mg/L，通过入水泵引入至减量反应器，剩余污泥进料量为2m³/h，开启臭氧发生器，臭氧浓度为40mg/L，臭氧经射流器的进气口进入入水管线与污泥液完全混合后进入减量反应柱，反应器内的不锈钢筛网强化了减量化过程，开始排液后，开启内循环泵，内循环管路中臭氧气与管路中的混合液流量比为1:1，从而控制臭氧投加量为 0.1gO3/gMLSS。反应时间达60min时，测量其MLVSS为850mg/L，剩余污泥减量率达到78％，连续运行系统30天，减量效果明显。