专利名称：有机污泥资源化回收处理方法
技术领域：
本发明涉及污泥处理方法，特别涉及用于一种有机污泥资源化回收的处理方法。
背景技术：
在城市污水的处理过程中，必然产生大量的污泥，污泥通常是指主要由各种微生
物以及有机、无机颗粒组成的絮状物。当污泥以有机物为主要成分时，则称为有机污泥。
1995年，世界水环境组织为了准确地反映绝大多数污水污泥具有重新利用价值，将污泥更
名为"生物固体"，其确切含义是"一种能有效利用的、富含有机质的城市污染物"。
目前处理污泥的方法主要有3种综合利用、填埋和焚烧。如果采取填埋的方法，
一方面侵占大量宝贵的土地资源，而且造成垃圾成山、二次污染周围环境和土壤，不利于保
护环境；采用焚烧的方法则投资巨大，只有少数污水处理厂选择此工艺；综合利用一般是
指用作植物堆肥，但污泥中含有对植物及土壤有害的病菌、寄生虫卵、难降解有机物，可能
出现植物吸收污泥中的有害物质，进入食物链影响人体健康的问题。 目前国内很多城市污水处理厂直接采用机械脱水，这给污泥的后续处置带来了一 系列环境问题。虽然我国不少污水处理厂已建成了污泥厌氧消化的设施，但由于运行管理 较为复杂，达不到应有的处理效果，有的甚至长期不能正常运转。 一般的污泥厌氧稳定化处 理、传统的好氧消化处理，由于设施占地面积较大，在人口密集、用地紧张的城市实施会遇 到用地上的困难。 中国专利文献CN1010373354A公开了一种利用有机污泥生产液态有机肥的方法。 包括用超声和氢氧化钠联合处理含水率为98%的剩余污泥，使有机物大量溶出，离心分离 后得到浓縮污泥和上清液，前者中和后按常规方法调理脱水，获得含水率为70% 80%的 泥饼；后者中和后依次经过砂滤、二级超滤处理，得到含腐植酸等大分子有机物的浓縮液和 含低分子有机物的滤过液，浓縮液可用作有机液体肥，滤过液进入污水处理厂前端处理。这 种方法的特点是处理时间短，但是物耗和能耗均较高，而且其中的泥饼不能利用，还需进行 填埋处理。 在对污泥的处理中，还出现了污泥热消化技术。污泥热消化技术与传统的污泥消 化技术相比，所涉及的原理是一样的，都是通过微生物对有机物进行降解而达到污泥的稳 定化和无害化。与传统的污泥消化技术相比，污泥热消化技术具有消化功能强大、多种消化 功能、系统投资少、运行过程能耗少、消化时间短和更小的消化池体积等优点，而且在高温 下可去除病原体，最终产品符合可资源回收的美国EPA503条款中规定的A级标准要求。
中国专利文献CN 101020594A(专利申请号200610124008. 4)公开了一种污泥热 消化制备生物固体的装置，其技术方案和实施例2公开了利用该装置的两个反应罐串联进 行污泥自热自动消泡高温好氧消化工艺采用间歇式进泥，反应罐1水浴温度调至60°C ，开 启搅拌装置和曝气装置，当反应进行到3天左右，从第一个反应罐中消化后出来的污泥进 入第二个反应罐中继续进行消化；第二个反应罐开动搅拌电机和曝气装置，但不开动水浴 装置，污泥在第二个反应罐中进行自热自动消泡高温好氧消化，再次消化5 7天后，一部
4分污泥从排泥口 18排除，得到A级生物固体；其实施例2还公开利用该工艺运行7天后，污 泥平均DO浓度为8. 0mg/L， ORP平均为-260mv。该方法在污泥自热自动消泡高温好氧消化 工艺的第一阶段需要开启电热管水浴加热，增加了能耗，而且也限制了这种装置和方法的 工程化应用；从其运行7天后污泥平均D0浓度8. Omg/L看出，这项工艺曝气量非常大，带来
了散热损失以及高能耗问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中污泥处理工艺的缺陷，提供一种有机污泥资源化 回收处理方法。 实现本发明目的的技术方案是一种有机污泥资源化回收处理方法，所采用的处理 系统包括浓縮装置、反应器、换热器和机械脱水装置，其中反应器包括第一反应区和第二反 应区，第二反应区的容积是第一反应区容积的1. 5 4倍；该方法包括以下步骤
①污泥在浓縮装置中浓縮浓縮后污泥符合含固率为3% 10%的进泥标准；
②有机污泥在反应器内热消化的启动浓縮污泥经泥浆泵分别抽入反应器的第一 反应区和第二反应区，两个反应区均装满后进行曝气，并不断混合均匀，反应器内温度不断 上升，升温至48°C 52t:时完成热消化的启动；若发生温度不再上升而反应器内温度未达 到4『C的情况时，则在两个反应区排放1/3 2/3体积的污泥，然后再补充同体积污泥，进 行曝气，并不断混合均匀，直到两个反应区内温度在微生物以及搅拌的作用下均自升温至 48°C 52°C ; ③有机污泥在反应器内热消化的运行此时整个有机污泥处理系统处于正常运行 阶段，所采用的运行方式为半连续式运行方式；其中，第二反应区第一次排泥，排掉第二反 应区总体积的3% 20%的污泥；排泥后打开输送泵将第一反应区的污泥补充到第二反应 区，直到第二反应区补满，然后将新鲜污泥从浓縮装置补充满第一反应区；半天至一天后 第二反应区第二次排泥，排泥、进泥的操作同上，并且第一反应区微量曝气，浓縮污泥在第 一反应区内进行高温兼氧水解酸化，第一反应区内温度在45°C 55t:之间，第二反应区采 用空气曝气，浓縮污泥在第二反应区内进行高温微好氧消化，第二反应区内温度在52°C 65t:之间；正常运行阶段分进泥排泥期和运行期两个期，进泥排泥时将两个反应区的回流 泵停止以及将曝气停止，进泥和排泥结束后，再将第一反应区和第二反应区的污泥回流泵 及曝气装置重新打开； ④将步骤③经第二反应区排放的消化污泥通过换热器降温，排放污泥的余热由循
环水通过循环水管道与第一反应区内的污泥进行热交换而输送到第一反应区； ⑤将步骤④降温后的消化污泥送入机械脱水装置，进行机械脱水，并制成泥饼外运。 上述处理系统还包括膜处理装置，步骤②和步骤③处理过程中产生的臭气进入膜 处理装置处理后再排入大气。 所述第一反应区微量曝气，使得溶解氧浓度为0. 01 0. lmg/L ;第二反应区采用 空气曝气，使得溶解氧浓度为0. 1 0. 5mg/L。 有机污泥在第一反应区中的平均停留时间较短，在第二反应区中的平均停留时间 较长，且在第二反应区中的平均停留时间是在第一反应区的1. 5 4倍。
对于含固率高于3%的污泥，不需浓縮可直接进入反应器。 处理春秋季的污泥，步骤③新鲜污泥在反应器中的总停留时间平均为IO天，第 一反应区和第二反应区每天排泥一次，进泥一次，排泥量和进泥量是反应器中污泥总量的 1/10。 处理夏季的污泥，步骤③新鲜污泥在反应器中的总停留时间平均为12天，第一反 应区和第二反应区每天排泥一次，进泥一次，排泥量和进泥量是反应器中污泥总量的1/12。
处理冬季的污泥，步骤③新鲜污泥在反应器中的总停留时间平均为15天，第一 反应区和第二反应区每半天排泥一次，进泥一次，排泥量和进泥量是反应器中污泥总量的 1/30。 上述反应器是封闭的，反应器内分为第一反应区和第二反应区，两个反应区之间 由隔板相隔，隔板的高度低于反应器的四壁的高度，反应器的外围包裹着保温材料，第一反 应区的污泥通过污泥输送装置输送到第二反应区； 两个反应区的污泥进泥管均设在反应区的顶部，第二反应区的顶部还设置排气 孔，通过管道与膜处理装置相连通，两个反应区的底部分别设有放空管，各放空管通过一个 调节阀门连接机械脱水装置； 两个反应区的下部均设有空气曝气管道，空气曝气管道水平向放置，外接鼓风机； 两个反应区内还设有污泥回流管道，反应区上部污泥抽出口通过一个调节阀门连接污泥回 流泵，从污泥回流泵接出的污泥回流管道从反应区的下部回到反应区内，在反应区的下部 水平向放置污泥回流管道的污泥喷射段，污泥喷射段管上均匀开设污泥喷射孔；其中污泥 回流管道的污泥喷射段在空气曝气管道的上方； 第一反应区的底部还铺设循环水管道，循环水管道外接换热器，其中空气曝气管 道在循环水管道的下方。 本方法处理的有机污泥包括城市污泥、厨余、家禽养殖场排放的有机废弃物、牲口 粪便，还包括液态有机物。 本发明的核心包括以下两点一、在第一反应区中微量曝气使区内污泥的厌氧消 化停留在水解酸化阶段；由于反应器有隔热设施，利用微生物的反应放热、回流搅拌机械能
转化的热量和循环水管道输送的热量维持反应区中温度在45t: 55t:，进行高温兼氧水
解酸化，初步完成大分子有机物向小分子的有机酸等中间产物的转化，提高难降解有机物 的可生化性并将部分病原菌被杀死。二、在第二反应区内采用空气曝气，兼性和好氧嗜热菌 好氧消化将小分子的有机酸最终降解成二氧化碳和水，释放大量的反应热，同时回流搅拌 机械能转化为热量，由于反应器有隔热设施，使得系统温度维持在52°C 65t:之间，污泥 中的病原菌在52°C 65t:高温条件下进一步被灭活。 本发明将高温兼氧水解酸化与高温微好氧消化结合完成有机污泥资源回收的原 理说明如下 有机污泥中的可降解有机物主要成分是外源大分子有机物、污泥中存留的微生物 等物质。当污泥进入反应器后，污泥中的微生物要适应新的环境，随着停留时间的延长，细 菌种群结构发生变化，由于反应器内温度比外界环境高，并在不断升高，使得污泥中普通的 嗜常温菌(Msophiles)逐渐死亡，嗜热菌(Thermophiles)生长繁殖逐渐占优势，并以死亡 的微生物为碳源，分泌胞外酶将死亡细胞的细胞壁溶解，即发生溶胞现象，细胞内物质释放
6出来，形成溶解态的挥发性有机物，同时也将外源大分子有机物分解成小分子的溶解的有 机物；然后这些溶解的挥发性有机物被嗜热细菌继续利用，进行好氧消化释放出热，由于反 应器有隔热措施，反应器温度逐渐上升，嗜热细菌同时合成新细胞；当死亡细胞以及可利用 的有机物全部被分解后，嗜热细菌进行自身的内源呼吸，有机物逐渐减少，释放的热也越来 越少，反应温度下降，这种嗜热菌的隐性生长方式使得污泥减量化并最终达到稳定，高温好 氧消化的污泥减量效果达到30% 60%。 本发明具有积极的效果(l)通过该方法的处理，可使污泥达到稳定化、无害化， 降低污泥中有机质含量、杀灭病原菌、消除污泥臭味、縮小污泥体积；保留了污泥中大量的 氮、磷、钾等植物需要的养分，可以作为肥料，或作为改良土壤的添加剂安全农用，达到污泥 资源化的目的。(2)热消化启动阶段和运行阶段充分利用了微生物降解过程中释放的热量 使系统自热和维持高温，使得整个处理过程中无需外加热源，另外反应中曝气量低，降低了 能耗。(3)在第一反应区进行的高温兼氧水解酸化，有效提高了污泥的可生化性；第一反 应区和第二反应区的高温微好氧消化串联使得整个生物处理热消化过程的处理效率提高。 (4)在第一反应区污泥的温度已达到48 55t:，进入第二反应区后升温较快，从而减少了 第二反应区的泡沫的产生，保证设备正常进行。(5)经第二反应区排放的污泥先通过换热器 降温，排放污泥的余热通过循环水进入到第一反应区，向第一反应区内的污泥输送热量，减 轻了第一反应区内气温较低的新鲜污泥对池内反应温度的冲击，既有利于系统的运行又有 效地利用了能源。(6)本方法中反应器的体积以及污泥的处理量可设计成与中小型废水处 理厂产生的污泥量相当，从而此时由其适用于中小型废水处理厂污泥的处理。
图1为本发明的处理系统示意图。
图2为本发明的工艺流程图。
上述附图中的标记如下
反应器l， 第一反应区11，污泥进泥管11-1，放空管11-2，回流管道11-3，空气曝气管道 11-4， 第二反应区12，污泥进泥管12-1 ，放空管12-2，污泥出口 12_3，回流管道12_4，空
气曝气管道12-5，排气孔12-6， 隔板13， 浓縮装置2， 换热器3，循环水管道31， 机械脱水装置4， 污泥输送装置5，污泥输出管51，污泥输入管52，输送泵53，
膜处理装置6， 泥浆泵71，循环水泵72，第一污泥回流泵73，第二污泥回流泵74。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明。
(实施例1) 本实施例的有机污泥资源化回收处理方法所处理的是春秋季的污泥。 见图l，本实施例的有机污泥处理系统包括反应器1、浓縮装置2、换热器3、机械脱
水装置4、污泥输送装置5、膜处理装置6、泥浆泵71、循环水泵72、第一污泥回流泵73、第二
污泥回流泵74以及相应的阀门和管道，其中所用的浓縮装置2是浓縮池。 反应器1是封闭的，反应器1内分为第一反应区11和第二反应区12，两个反应区
之间由隔板13相隔，隔板13的高度低于反应器的四壁的高度，并且第二反应区12的容积
是第一反应区11容积的4倍；反应器1的外围包裹着保温材料；第一反应区11的污泥通过
污泥输送装置5输送到第二反应区12。 第一反应区11的污泥进泥管11-1设在第一反应区11的顶部，在第一反应区11 的底部设有放空管11-2，放空管11-2通过一个调节阀门连接机械脱水装置4 ;第一反应区 11的底部还铺设循环水管道31，循环水管道31外接换热器3和循环水泵72 ;第一反应区 11的下部设有空气曝气管道11-4，空气曝气管道11-4水平向放置，外接鼓风机；第一反应 区11设有污泥回流管道11-3，第一反应区11上部污泥抽出口通过一个调节阀门及管道连 接第一污泥回流泵73，从第一污泥回流泵73接出的污泥回流管道11-3返回到第一反应区 11内，在第一反应区11的下部水平向设置污泥回流管道11-3的污泥喷射段，污泥喷射段 管上均匀开设污泥喷射孔；其中污泥回流管道11-3的污泥喷射段位于循环水管道31的上 方，循环水管道31位于空气曝气管道11-4的上方。 第二反应区12的污泥进泥管12-1设在第二反应区12的顶部，，第二反应区12的 顶部还设置排气孔12-6，排气孔12-6通过管道与膜处理装置6相连通；在第二反应区12的 底部设有放空管12-2，放空管12-2通过一个调节阀门连接机械脱水装置4 ;第二反应区12 的污泥出口 12-3开在槽壁的上下方向的中部，污泥出口 12-3管道通过一个调节阀门连接 到换热器3，在换热器3中这些污泥将一部分热量传递给在第一反应区11与换热器3之间 进行循环的循环水，从换热器3出来后通过管道进入机械脱水装置4 ;第二反应区12的下 部设有空气曝气管道12-5，空气曝气管道12-5水平向放置，外接鼓风机；第二反应区12设 有污泥回流管道12-4，第二反应区12上部污泥抽出口通过一个调节阀门及管道连接第二 污泥回流泵74，从第二污泥回流泵74接出的污泥回流管道12-4返回到第二反应区12内， 在第二反应区12的下部水平向设置污泥回流管道12-4的污泥喷射段，污泥喷射段管上均 匀开设污泥喷射孔；其中污泥回流管道12-4的污泥喷射段在空气曝气管道12-5的上方。
两个反应区之间污泥输送是通过污泥输送装置5的污泥输出管51、输送泵53和 污泥输入管52来实现，其中污泥输出管51的污泥进口位于反应器l的第一反应区11的底 部，污泥输入管52的污泥出口位于第二反应区12的底部。
见图1和图2，本实施例有机污泥资源化回收处理方法包括以下步骤
①污泥的浓縮。需要处理的污泥在浓縮池2中经过重力沉降后，含固率为3% 5%，达到含固率为3% 10%的进泥标准；新鲜污泥VSS/TSS(挥发性悬浮固体/总悬浮固 体)=65% 72%， VSS浓度为39 43g/L。 ②污泥在反应器1内热消化的启动。将在浓縮装置2浓縮后的符合进泥标准的污 泥经泥浆泵71分别抽入反应器1的第一反应区11和第二反应区12，两个反应区均装满后 进行曝气，并不断混合均匀，在微生物以及搅拌的作用下，反应器1内温度不断上升，第6天时反应器1内温度上升至49t:，完成热消化处理的启动阶段。 ③污泥在反应器1内热消化的运行。此时整个有机污泥处理系统处于正常运行阶 段，所采用的运行方式为半连续式运行方式。其中，第二反应区12开始第一次排泥，排掉第 二反应区总体积的1/8的污泥，即反应器1内污泥总量的1/10 ;排泥后打开输送泵53将第 一反应区11的污泥补充到第二反应区12，直到第二反应区12补满，然后将新鲜污泥从浓縮 池2补充满第一反应区11 ;一天后第二反应区12第二次排泥，排泥、进泥的操作同上；从第 一次排泥进泥起，第一反应区11和第二反应区12每天排泥、进泥一次，排泥量和进泥量均 为反应器1内污泥总量的1/10。 热消化运行阶段，控制第一反应区11的曝气量为0.6mVm、，使得溶解氧浓度在 0. 01 0. lmg/L之间，从而使得厌氧过程停留在水解酸化阶段，其ORP(氧化还原电位)值 为-450mv 330mv，同时控制污泥回流量为3. 6m3 (污泥)/m3 (反应器) h，使得第一反应 区11的混合能量为500W/m3(反应器)(混合能量是指处理系统开启污泥回流泵和鼓风机 等装置，反应器内的每立方米体积的平均耗能)；在此过程中，第一反应区11内的温度在 48°C 54"之间。在第二反应区12中控制第二反应区12的曝气量为0. 8m3/m3h 1. 4m3/ m、，使得溶解氧浓度为0. 1 0. 5mg/L，其曝气量前两天为1. 2m3/m3h 1. 4mVm、，第三、第 四天为1. 0m3/m3h 1. 2m3/m3h，最后控制在0. 8m3/m3h 1. 0m3/m3h，其ORP (氧化还原电位) 值为-350mv 36mv，同时控制污泥回流量为4. 8m3 (污泥)/m3 (反应器)*h，使得第二反应 区12的混合能量为600W/m3(反应器)；在此过程中，第二反应区12内温度在55°C 62°C 之间，污泥进行高温微好氧消化。 由此可见，对于新鲜污泥，污泥在反应器l中的总停留时间平均为IO天，在第一反 应区11中平均停留2天，在第二反应区12中平均停留8天。正常运行阶段分为进泥排泥 期间和运行期间两个期间。进泥和排泥时将两个反应区的回流泵73、74停止以及将曝气停 止；待进泥和排泥结束后，再将第一反应区ll和第二反应区12的污泥回流泵73、74及曝气 装置重新打开。 ④经第二反应区12排放的污泥先通过换热器3降温，排放污泥的余热由循环水通
过循环水管道31与第一反应区11内的污泥进行热交换而输送到第一反应区11。 ⑤第二反应区12排放的污泥在换热器3中降温后，被送入机械脱水装置4作进一
步的机械脱水、制成泥饼外运处理，而消化污泥机械脱水后的废水被送到污水处理厂的废
水处理池作进一步处理。 经检测，排放污泥的VSS去除率达到40%以上，病原菌如粪大肠杆菌和粪链球菌 为未检出，沙门氏菌低于3个/4gTS (注TS是指总悬浮固体)。 上述步骤③中，由于进泥排泥时污泥回流泵73、74和曝气装置均停止，因而这时 没有污泥搅拌，而污泥输出管51的污泥进口又位于第一反应区11的底部，因此所输送到第 二反应区12的污泥是已经在第一反应区11平均停留2天的污泥，而不是刚进入第一反应 区11的污泥。 上述步骤④中，将第二反应区12所排放污泥的余热通过循环水管道31中的循环 水送入第一反应区ll，向第一反应区11内输送热量，即有利于工艺操作又有效利用了能 源；因为第一反应区11接纳温度较低的新鲜污泥，进入的污泥对区内反应温度有冲击，而 由循环水通过换热器3和循环水管道31将排放污泥的余热输送到第一反应区11 ，增加了第一反应区11内的热量，提高了第一反应区11的温度缓冲能力。 上述步骤③中，第一反应区11内的温度为48°C 54t:，在第一反应区11内兼性 菌将污泥中大分子有机物如碳水化合物、蛋白质、脂肪等分解为小分子的有机酸如乙酸、丙 酸等物质，有效提高了污泥的可生化性；同时细胞发生溶胞现象，细胞内物质溶出到溶液
中，部分病原菌被杀死。第二反应区12内的温度为55t: 62t:，这期间兼性和好氧嗜热菌 将小分子的有机酸最终降解成二氧化碳和水，同时释放大量的反应热，使得反应区内维持 高温，污泥中的病原菌在55°C 62t:的高温条件下进一步被灭活。 整个处理过程中产生的臭气从排气孔12-6排除，进入膜处理装置6处理后才排入 大气。 通过上述方法，将污泥中不稳定的有机物去除、病原菌灭活，同时消化后污泥富含 氮、磷等营养物质，经过机械脱水生成泥饼后直接外运农用，实现了有机污泥资源化回收。(实施例2) 本实施例所处理的是夏季的污泥，夏天排入污水厂的废水较其他季节的C0D低， 导致污泥量少。所用的处理系统与实施例1的处理系统的不同之处在于所使用的浓縮装置 2是离心脱水装置，所采用的方法与实施例1基本相同，不同之处在于
步骤①中，浓縮后污泥含固率为7 % ，新鲜污泥VSS/TSS (挥发性悬浮固体/总悬浮 固体)=58% 62%， VSS浓度为35g/L 37g/L。 步骤③中，整个有机污泥处理系统处于正常运行阶段，第二反应区12第一次排泥 排掉第二反应区总体积的5/48的污泥，即反应器1内污泥总量的1/12，排泥后打开输送泵 53将第一反应区11的污泥补充到第二反应区12，直到第二反应区12补满，然后将新鲜污 泥从浓縮装置2补充满第一反应区11 ;一天后第二反应区12第二次排泥，接下来两个反应 区的排泥进泥操作同上；两个反应区每天进泥、排泥一次，每次排泥进泥量均为反应器1内 污泥总量的1/12。因此对于新鲜污泥，污泥在反应器1中的总停留时间平均为12天，在第 一反应区平均停留2. 4天，在第二反应区12中平均停留9. 6天。 热消化运行期间，控制第一反应区11的曝气量为1. 0m3/m3h，从而使得厌氧过程停 留在水解酸化阶段，其0RP (氧化还原电位)值为-480mv -370mv，同时控制污泥回流量为 3. 6m3(污泥)/m3(反应器) h，使得第一反应区11的混合能量为500W/m3(反应器)；在此 过程中，第一反应区11内的温度在45t: 52t:之间。在第二反应区12中控制第二反应区 12的曝气量为1. 0m3/m3h 1. 5mVm、，其曝气量前三天为1. 2m3/m3h 1. 5mVm、，最后控制 在1. 0m3/m3h 1. 2m3/m3h，其0RP (氧化还原电位)值为_380mv 25mv，同时控制污泥回流 量为4. 8m3 (污泥)/m3 (反应器) h，使得第二反应区12的混合能量为600W/m3 (反应器)； 在此过程中，第二反应区12内温度在55°C 59t:之间，污泥进行高温微好氧消化。
经检测，排放污泥的VSS去除率达到40%以上，病原菌如粪大肠杆菌和粪链球菌 为未检出，沙门氏菌低于3个/4gTS。
(实施例3) 本实施例所处理的是冬季的污泥，所用的处理系统与实施例1的处理系统的不同 之处在于所使用的浓縮装置2是离心脱水装置，所采用的方法与实施例1基本相同，不同之 处在于 步骤①中，浓縮后污 含固率为6% 7%，新鲜污泥VSS/TSS(挥发性悬浮固体/总悬浮固体)=65% 75%， VSS浓度为37g/L 40g/L。 步骤②中，两个反应区均装满后进行曝气，并不断混合均匀，在微生物以及搅拌的 作用下，反应器l内温度不断上升，到第5天时反应器1内温度上升至45t:，第六天不再上 升，打开第一反应区的放空管ll-2和第二反应区的放空管12-2处的阀门，在重力的作用 下，两个反应区均排放2/3左右体积的污泥，这部分排放的污泥经过机械脱水装置4处理后 外运；然后向反应区内补充同体积污泥，曝气并不断混合均匀，反应器l内温度第10天时上
升至49t:，完成热消化处理的启动阶段。 步骤③中，正常运行阶段，第二反应区12开始第一次排泥，排掉第二反应区总体 积的1/24体积的污泥，即反应器1内污泥总量的1/30，排泥后打开输送泵53将第一反应区 11的污泥补充到第二反应区12，直到第二反应区12补满，然后将新鲜污泥从浓縮装置2补 充满第一反应区11 ;半天后第二反应区第二次排泥，接下来两个反应区的排泥进泥操作同 上；第一反应区11和第二反应区12每半天进泥、排泥一次，排泥量和进泥量均为反应器内 污泥总量的1/30。因此对于新鲜污泥，污泥在反应器1中的总停留时间平均为15天，在第 一反应区平均停留3天，在第二反应区12中平均停留12天。 运行期间，控制第一反应区11的曝气量为0. 5 0. 6mVm、，从而使得厌氧过程停 留在水解酸化阶段，其ORP(氧化还原电位)值为-520mv -410mv，同时控制污泥回流量 为3. 6m3(污泥)/m3(反应器)'h，使得第一反应区11的混合能量为500W/m3(反应器)；在 此过程中，第一反应区11内的温度在45t: 5(rC之间。在第二反应区12中控制第二反应 区12的曝气量为0. 6m3/m3h 1. 4m3/m3h，其曝气量前三天为1. 0m3/m3h 1. 4m3/m3h，后三 天为0. 8m3/m3h 1. 0m3/m3h最后控制在0. 6m3/m3h，其ORP (氧化还原电位)值为_410mv 10mv，同时控制污泥回流量为4. 8m3 (污泥)/m3 (反应器) h，使得第二反应区12的混合能 量为600 700W/m3(反应器)；在此过程中，第二反应区12内温度在52°C 58"之间，污 泥进行高温微好氧消化。 经检测，排放污泥的VSS去除率达到40%以上，病原菌如粪大肠杆菌和粪链球菌 为未检出，沙门氏菌低于3个/gTS。 步骤③中每天排泥、进泥两次是因为冬季排入污水厂的废水较其他季节的COD 高，导致污泥量多，因此需增加排泥、进泥次数；另外在冬季受气温影响，进入的污泥温度 低，对反应器内的温度会造成冲击，分两次进泥，对温度冲击小，因此控制每次进泥量或排 泥量均为污泥总量的1/30。
1权利要求
一种有机污泥资源化回收处理方法，其特征在于所采用的处理系统包括浓缩装置(2)、反应器(1)、换热器(3)和机械脱水装置(4)，其中反应器(1)包括第一反应区(11)和第二反应区(12)，第二反应区(12)的容积是第一反应区(11)容积的1.5～4倍；该方法包括以下步骤①污泥在浓缩装置(2)中浓缩浓缩后污泥符合含固率为3％～10％的进泥标准；②有机污泥在反应器(1)内热消化的启动浓缩污泥经泥浆泵(71)分别抽入反应器(1)的第一反应区(11)和第二反应区(12)，两个反应区均装满后进行曝气，并不断混合均匀，在微生物以及搅拌的作用下，反应器(1)内温度不断上升，升温至48℃～52℃时完成热消化的启动；若发生温度不再上升而反应器(1)内温度未达到48℃的情况时，则在两个反应区排放1/3～2/3体积的污泥，然后再补充同体积污泥，进行曝气，并不断混合均匀，直到两个反应区内温度在微生物以及搅拌的作用下均自升温至48℃～52℃；③有机污泥在反应器(1)内热消化的运行此时整个有机污泥处理系统处于正常运行阶段，所采用的运行方式为半连续式运行方式；其中，第二反应区(12)第一次排泥，排掉第二反应区总体积的3％～20％的污泥；排泥后打开输送泵(53)将第一反应区(11)的污泥补充到第二反应区(12)，直到第二反应区(12)补满，然后将新鲜污泥从浓缩装置(2)补充满第一反应区(11)；半天至一天后第二反应区(12)第二次排泥，排泥、进泥的操作同上，并且第一反应区(11)微量曝气，浓缩污泥在第一反应区(11)内进行高温兼氧水解酸化，第一反应区(11)内温度在45℃～55℃之间，第二反应区(12)采用空气曝气，浓缩污泥在第二反应区(12)内进行高温微好氧消化，第二反应区(12)内温度在52℃～65℃之间；正常运行阶段分进泥排泥期和运行期两个期，进泥排泥时将两个反应区的回流泵(73、74)停止以及将曝气停止，进泥和排泥结束后，再将第一反应区(11)和第二反应区(12)的污泥回流泵(73、74)及曝气装置重新打开；④将步骤③经第二反应区(12)排放的消化污泥通过换热器(3)降温，排放污泥的余热由循环水通过循环水管道(31)与第一反应区(11)内的污泥进行热交换而输送到第一反应区(11)；⑤将步骤④降温后的消化污泥送入机械脱水装置(4)，进行机械脱水，并制成泥饼外运。
2. 根据权利要求1所述的有机污泥资源化回收处理方法，其特征在于本方法的处理系统还包括膜处理装置(6)，步骤②和步骤③处理过程中产生的臭气进入膜处理装置(6)处理后再排入大气。
3. 根据权利要求1所述的有机污泥资源化回收处理方法，其特征在于所述第一反应区(11)微量曝气，使得溶解氧浓度为0. 01 0. lmg/L ;第二反应区(12)采用空气曝气，使得溶解氧浓度为0. 1 0. 5mg/L。
4. 根据权利要求1所述的有机污泥资源化回收处理方法，其特征在于有机污泥在第一反应区(11)中的平均停留时间较短，在第二反应区(12)中的平均停留时间较长，且在第二反应区(12)的平均停留时间是在第一反应区(11)的1.5 4倍。
5. 根据权利要求1所述的有机污泥资源化回收处理方法，其特征在于对于含固率高于3%的污泥，不需浓縮可直接进入反应器(1)。
6. 根据权利要求1所述的有机污泥资源化回收处理方法，其特征在于处理春秋季的污泥，步骤③新鲜污泥在反应器(1)中的总的停留时间平均为IO天，第一反应区(11)和第 二反应区(12)每天排泥一次，进泥一次，排泥量和进泥量是反应器(1)中污泥总量的1/10。
7. 根据权利要求1所述的有机污泥资源化回收处理方法，其特征在于处理夏季的污 泥，步骤③新鲜污泥在反应器(1)中的总停留时间平均为12天，第一反应区(11)和第二反 应区(12)每天排泥一次，进泥一次，排泥量和进泥量是反应器(1)中污泥总量的1/12
8. 根据权利要求1所述的有机污泥资源化回收处理方法，其特征在于处理冬季的污 泥，步骤③新鲜污泥在反应器(1)中的总停留时间平均为15天，第一反应区(11)和第二反 应区(12)每半天排泥一次，进泥一次，排泥量和进泥量是反应器(1)中污泥总量的1/30。
9. 根据权利要求1所述的有机污泥资源化回收处理方法，其特征在于本方法的反应 器(1)是封闭的，反应器(1)内分为第一反应区(11)和第二反应区(12)，两个反应区之间 由隔板(13)相隔，隔板(13)的高度低于反应器(1)的四壁的高度，反应器(1)的外围包裹 着保温材料，第一反应区(11)的污泥通过污泥输送装置(5)输送到第二反应区(12);两个反应区的污泥进泥管均开设在反应区的顶部，第二反应区(12)的顶部还设置排 气孔(12-6)，通过管道与膜处理装置(6)相连通，两个反应区的底部分别设有放空管，各放 空管通过一个调节阀门连接机械脱水装置(4);两个反应区的下部均设有空气曝气管道，空气曝气管道水平向放置，外接鼓风机；两个 反应区内还设有污泥回流管道，反应区上部污泥抽出口通过一个调节阀门及管道连接污泥 回流泵，从污泥回流泵接出的污泥回流管道从反应区的下部回到反应区内，在反应区的下 部水平向设置污泥回流管道的污泥喷射段，污泥喷射段管上均匀开设污泥喷射孔；其中污 泥回流管道的污泥喷射段在空气曝气管道的上方；第一反应区(11)的底部还铺设循环水管道(31)，循环水管道(31)外接换热器(3)，其 中空气曝气管道(11-4)在循环水管道(31)的下方。
全文摘要
本发明公开一种有机污泥资源化回收处理方法，污泥经浓缩使含固率达到进泥标准后进入反应器；有机污泥先在反应器内进行热消化的启动，启动结束后反应器内污泥自升温至48℃～52℃；结束启动阶段的污泥进入热消化运行阶段，污泥在第一反应区内进行高温兼氧水解酸化，在第二反应区内进行高温微好氧消化；运行阶段经第二反应区排放的消化污泥通过换热器降温后送入机械脱水装置进行机械脱水并制成泥饼外运。通过该方法的处理，可使污泥达到稳定化、无害化，保留了污泥中大量的氮、磷、钾等养分，可以作为肥料或改良土壤的添加剂安全农用，达到污泥资源化的目的。
文档编号C05F7/00GK101698559SQ20091030936
公开日2010年4月28日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者周全法, 尚通明, 张锁荣, 朱炳龙, 程洁红 申请人:江苏技术师范学院