专利名称：活性污泥的消化方法
技术领域：
本发明属于环境保护领域，涉及一种污泥消化处理方法，特别是剩余污泥的低投入、无污染、资源化减量处理方法。
背景技术：
剩余活性污泥是水处理过程的副产物，在常规的生化处理工艺中，其体积约占处理水量的0.3～0.5％左右，如水进行深度处理，污泥量还可能增加0.5～1倍。1998年中国政府实施积极的财政政策以来，我国投资建设了一大批城市污水处理设施。特别是“十五”期间，我国政府加大了环境保护力度，一大批为改善水环境质量的污水处理建设项目将列入计划，这必将进一步推动环保产业及其市场的发展，同时也将产生大量的剩余污泥。因此，改进污泥消化工艺，降低建设投资及运行费用，同时对剩余污泥通过改性处理使之变成可利用的资源具有重要的经济意义和社会意义。
目前污水处理厂一般采用活性污泥法、生物膜法处理工艺，污水经厌氧、好氧处理后进入二次沉淀池，经初步浓缩沉淀后，上清液作为出水排放，下部污泥一部分循环至处理系统，一部分作为剩余污泥排至污泥消化池进行消化处理。高浓度污泥目前多采用厌氧或好氧消化工艺。通过消化，污泥中的挥发性固体变为稳定的腐殖质，同时减少污泥体积并改善污泥性状，控制致病微生物，为污泥的后续处理做好准备。厌氧消化采用带搅拌和伴热设施的封闭式结构，不需要曝气，运行能耗和费用相对较低，同时可获得部分能源(沼气)，消化时间一般为25-30天；其缺点是一次性投资较大，在运行过程中易产生臭气，且操作复杂，对运行管理水平要求较高。好氧消化相对而言投资少、操作管理简便且不产生臭气，消化时间一般为15-25天，然而由于供氧消耗的能量大、运行费用高，因而实际运行中仅在脱水前进行短时间曝气，造成污泥腐化，产生大量臭气。
由于上述消化工艺所得到的污泥中含有有害菌和寄生虫卵，致使污泥在上述消化过程中产生腐化现象，污泥由棕褐色变为黑色，同时释放出大量的硫化物及氨氮化合物，形成恶臭，对环境造成二次污染。熟化后的污泥经脱水后亦带有较浓的臭味，只能当作废物加以处理或进行低档次利用，并不能作为真正的微生物资源来利用。
中国专利CN1305976A公开的污泥处理方法是向污泥中加入一定量的硫酸亚铁和阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂混合后静置一定时间，待污泥中的重金属离子被硫酸亚铁还原后，进行脱水，然后向脱水污泥中补充相应量的氮、磷、钾肥料，同时加入能分解有机物的微生物，制成不散发臭味的肥料。该方法存在如下缺点由于污水处理厂通常采用间歇排泥方式，所配备的污泥脱水机的生产能力也有限，不可能在较短的时间内完成脱水工作，因此污泥在消化池中的停留时间较长，也就不可避免地发生腐败、发臭现象；另外，该专利也并未说明在污泥中加入什么类型的微生物，以除去污泥中的臭味，同时也未涉及污泥消化处理工艺问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种污泥除臭以改善污水处理厂剩余污泥消化及后处理单元工作环境、减少大气污染，降低污泥消化设施投资和运行费用、提高污泥附加值的污泥消化工艺。对于污泥产量不太大的污水处理系统而言，本发明的另一个目的是提供一种剩余污泥零排放工艺。
本发明的特征在于向污泥中加入0.001％～5％的有效微生物制剂，在常温及兼氧条件下消化2小时～30天，使污泥减量化，并除去污泥中的有害微生物及臭味，稳定重金属离子。消化后的污泥和/或上清液可部分或全部返回污水生化处理系统，使整个污水生化处理系统不产生或少产生剩余污泥。
本发明的特征在于所述的消化方法与传统的厌氧消化方法和好氧消化方法不同，在消化过程中只需在敞开的环境下静置反应即可，无需控制污泥悬浮液中的溶解氧含量。
本发明的特征在于所述的有效微生物制剂系指由光合菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌和醋酸杆菌组成的混合有益微生物菌群。
本发明的特征在于所述的有效微生物制剂的加入量在初次使用时为污泥量的0.001％～5％，优选的加入量为污泥量的0.1％～1.5％。
本发明的特征在于所述的有效微生物制剂的加入量在权利要求3所述的初次使用后，再次使用时的加入量为污泥量的0.001％～5％，优选的加入量为污泥量的0.001％～1％。
本发明的特征在于所述的消化时间为2小时～30天，优选的消化时间为4小时～15天。
为实现上述目的，本发明采用如下措施采用与污泥好氧消化池结构类似的消化反应器，但不设曝气系统，污泥水力停留时间可按好氧消化池的三分之二或更短来设计计算；也可采用其它形式的消化池。以剩余污泥中污泥的固含量为基准，初次使用时，向剩余污泥中加入至少1％的有效微生物制剂，混合均匀后，常温消化2至72小时，污泥即达到稳定化与无害化处理目的，且减量三分之一以上，若停留时间达到10-15天时即可减量60％以上；此时污泥即使在消化池停留20-30天也不会产生臭味。将沉淀后的浓缩污泥采用常规方法脱水，作为产品进行后续加工利用；也可将浓缩污泥送至污水调节池或集水井与原水混合，作为回流污泥使用，从而使系统达到剩余污泥零排放。由于上清液中含有微生物代谢产物及少量有效微生物，可返回消化池继续使用，也可送至调节池与污水混合处理。最好将上清液返回消化池用于污泥消化处理，以便减少有效微生物的补充量，在此情况下有效微生物制剂的补充量可降至0.001-1％，而将剩余上清液送至调节池。
脱水污泥的产量可通过调整消化停留时间来控制。在一定的时间段内，停留时间短，污泥产量高；停留时间长，污泥产量低。
本发明的特点是A、消化处理在常温下进行，污泥水力停留时间较短，且在消化过程中无需向污泥充氧或使污泥隔绝氧，从而简化了消化设施的结构，降低了投资费用及运行成本；B.在污泥处理过程中及处理后的污泥无臭味，不产生二次污染；C.在消化稳定污泥中有机质的同时，利用有效微生物的作用使污泥中的重金属离子分子化、惰性化，从而消除重金属离子对环境及污泥质量的影响；D.消化处理后的污泥中含有大量的有效微生物，采用常规方法脱水、干燥后即可作为优质微生物资源加以利用，变废为宝；E.消化后的污泥和/或上清液可部分或全部返回污水处理系统，以提高污水处理效能，提高出水水质，使整个污水生化处理系统不产生或少产生剩余污泥。
F、本发明适用于以微生物为主体的污水处理方法，该方法的特征为微生物利用污水中所含的有机质、无机质作能源，经过复杂的生理过程，不断繁殖，从而使污水得到净化。如传统的活性污泥法、氧化沟法、序批式(SBR)、生物膜法等污水处理方法。
具体实施例方式
本发明不局限于下列较佳实施例所述的方法及应用范围。
实施例1取炼油及橡胶污水处理厂含固量为8.10g/L的污泥(原污泥)400ml，加入EM有效微生物制剂(北京伊埃姆生物技术研究所提供，下同)2ml搅拌均匀，常温消化15天。菌体为棕褐色，无臭味产生，pH值由7降为6，含固量降为3.18g/L，减量60.74％。所得污泥颗粒粗大，沉降性能良好；上清液为浅棕色。处理后污泥经过滤、干燥后无臭味。
实施例2取实施例1的浅棕色上清液200ml，加入200ml原污泥，常温消化4小时后不定期加入10％原污泥，消化12天，消化效果良好，无臭味产生。处理后污泥经过滤、干燥后无臭味。
实施例3取原污泥1500ml，加入4.5ml有效微生物制剂，搅拌均匀，消化25小时后补加150ml原污泥，此后每隔3.5小时补加200ml原污泥，共计补加600ml原污泥。污泥消化效果良好，无臭味产生，含固量降为5.3g/L，减量34.57％。处理后污泥经过滤、干燥后无臭味。
比较例1取原污泥300ml，在与实施例1-3相同的条件下消化24小时，上清液无色清亮，底部污泥为黑色，腐败发臭。
本发明所得的污泥由优势有益菌群组成，不含腐败菌等有害微生物，可作为微生物资源用于工农业的各种可能的应用领域。如可按中国专利CN1301679A所述的方法将本发明所得的污泥生产污泥复配肥料，按中国专利CN1263074A所述的方法将本发明所得的污泥与生活垃圾和磷矿混合生产有机磷肥，按中国专利CN1040654C所述的方法将本发明所得的污泥生产煤球，也可按中国专利CN1171370A所述的方法将本发明所得的污泥在300-350℃的温度下炭化以制造活性炭；将本发明所得的污泥用作污水处理厂的接种污泥，或用于生产其它高附加值的生物制品。
对于现有污水处理设施，可采用本发明对其污泥消化系统进行改造，以降低其运行成本，提高污泥的利用价值；对于新建污水处理设施，采用本发明建设兼氧消化池，不仅可降低投资，而且可降低运行成本，降低二次污染，提高剩余污泥的利用价值；或使系统无剩余污泥排放，从而降低污泥处理费用。
权利要求
1.一种活性污泥的消化方法，其特征在于向污泥中加入0.001％～5％的有效微生物制剂，在常温及兼氧条件下消化2小时～30天，使污泥减量化，并除去污泥中的有害微生物及臭味，稳定重金属离子。消化后的污泥和/或上清液可部分或全部返回污水生化处理系统，使整个污水生化处理系统不产生或少产生剩余污泥。
2.权利要求1所述活性污泥的消化方法，其特征在于所述的活性污泥是指污水生化处理工艺所产生的剩余活性污泥。
3.权利要求1所述活性污泥的消化方法，其特征在于所述的消化方法与传统的厌氧消化方法和好氧消化方法不同，在消化过程中只需在敞开的环境下静置反应即可，无需控制污泥悬浮液中的溶解氧含量。
4.权利要求1所述活性污泥的消化方法，其特征在于所述的有效微生物制剂系指由光合菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌和醋酸杆菌组成的混合有益微生物菌群。
5.权利要求1所述活性污泥的消化方法，其特征在于所述的有效微生物制剂的加入量在初次使用时为污泥量的0.001％～5％，优选的加入量为污泥量的0.1％～1.5％。
6.权利要求1所述活性污泥的消化方法，其特征在于所述的有效微生物制剂的加入量在权利要求3所述的初次使用后，再次使用时的加入量为污泥量的0.001％～5％，优选的加入量为污泥量的0.001％～1％。
7.权利要求1所述活性污泥的消化方法，其特征在于所述的消化时间为2小时～30天，优选的消化时间为4小时～15天。
全文摘要
本发明涉及一种活性污泥的消化方法，其特征是采用生化法对污水处理厂剩余污泥进行无害化、减量化、资源化兼氧消化处理。它采用有效微生物制剂在常温下对污泥进行无害化兼氧处理，使污泥减量化，同时可杀灭污泥中的有害微生物、稳定重金属离子和剩余有机质，消除臭味。污泥消解后，可直接利用，也可采用常规脱水方法进一步浓缩脱水、干燥。经脱水处理后的污泥产品可作为优质混合微生物进一步加工利用，如用作污泥肥料、污泥饲料、燃料，制成建材等。整个处理过程无二次污染，无需曝气，简单易行，既可用于现有污水处理厂改造，变废为宝，提高经济效益；也可用于新建污水处理厂，以降低污泥消化处理投资。本工艺具有显著的经济效益和社会效益。
文档编号C02F11/02GK101058472SQ200710002949
公开日2007年10月24日 申请日期2007年1月30日 优先权日2007年1月30日
发明者魏普民 申请人:魏普民