专利名称：低剩余污泥排量的污水处理方法
技术领域：
本发明涉及污水处理的方法。
背景技术：
利用微生物的生命活动降解水体中的污染物的活性污泥法是一种在城市污水处理厂广泛应用的生物处理方法之一，其方法为污水经生物处理器、沉淀池处理后排放，沉淀池内的污泥部分回流至生物处理器中，以保证稳定的活性污泥浓度，而将其余的污泥排出系统成为剩余污泥，活性污泥中微生物本身的不断繁殖生长造成了大量剩余污泥的产生，剩余污泥中含有大量的水、微生物、难降解有机物、重金属和其它杂质，带有恶臭而且粘滞性高，如果不进行安全性处理处置，会对环境造成二次污染，而剩余污泥的处理处置费用高昂，占整个污水处理费用的25 65%。
发明内容
本发明是为了解决现有的污水处理方法中产生的剩余污泥量大易造成二次污染的问题，提供低剩余污泥排量的污水处理方法。 本发明的低剩余污泥排量的污水处理方法按以下步骤进行污水经生物处理器、沉淀池处理后排放；将沉淀池中的污泥按30 100% (体积)的回流比回流至生物处理器中，将沉淀池中的5 % 28 % (体积)的污泥经空化处理器处理后返回至生物处理器中，剩余的污泥排放。 所述的空化处理器为机械空化装置或水力空化装置。 利用机械空化装置处理污泥时，机械空化装置的频率为20 100kHz、作用能量密度为0. 1 1. 8W/mL、作用时间为1 15min。 利用水力空化装置处理污泥时，水力空化的真空度为0. 1 0. 7atm、作用时间为0. 5 5min。 本发明的低剩余污泥排量的污水处理方法，利用空化作用可以破坏污泥絮体结构，减小污泥粒径，释放污泥中所含有机物，高效溶胞，使微生物有机细胞物质溶解于水中，形成可被微生物重新利用的自产底物基质，当生物反应器中的微生物以这些自身基质作为生长底物重复新陈代谢过程时，污水处理设施向外排放的生物固体量减少，剩余污泥产量减少60 100%，达到在水处理过程中降低剩余污泥排量的目的。 本发明的污水处理过程中降低剩余污泥排量的方法，还可以按以下步骤进行污
水经生物处理器、沉淀池处理后排放；将沉淀池中的污泥按30 100% (体积)的回流比
回流至生物处理器中，将沉淀池中的5% 28% (体积)的污泥经厌氧选择器、空化处理器
处理后返回至生物处理器中，剩余的污泥排放。 所述的厌氧选择器的作用时间为3 24h ; 所述的空化处理器为机械空化装置或水力空化装置。 利用机械空化装置处理污泥时，机械空化装置的频率为20kHz 100kHz、作用强度为0. 1 1. 8W/mL、作用时间为1 15min。 利用水力空化装置处理污泥时，水力空化的真空度为0. 1 0. 7atm、作用时间为0. 5 5min。 本发明的低剩余污泥排量的污水处理方法，利用空化作用可以破坏污泥絮体结构，减小污泥粒径，释放污泥中所含有机物，利用厌氧选择器和空化装置的联合作用，提高溶胞效果，使微生物有机细胞物质溶解于水中，形成可被微生物重新利用的自产底物基质，当生物反应器中的微生物以这些自身基质作为生长底物重复新陈代谢过程时，污水处理设施向外排放的生物固体量减少，剩余污泥产量减少70 100%，达到在水处理过程中降低剩余污泥排量的目的。
具体实施例方式
具体实施方式
一 本实施方式的低剩余污泥排量的污水处理方法，是按以下步骤进行的污水经生物处理器、沉淀池处理后排放；将沉淀池中的污泥按30 100% (体积)的回流比回流至生物处理器中，将沉淀池中的5% 28% (体积)的污泥经空化处理器处理后返回至生物处理器中，剩余的污泥排放。 本实施方式中的生物处理器和沉淀池处理污水的方法为常规方法；回流比为回流的污泥体积流量与进水的体积流量的比值。
空化处理对污泥产生强烈的冲击波，对污泥的空间结构进行有效地破坏，并对污
泥中的微生物的细胞壁造成损伤乃至直接的撕裂，而且具有强烈的灭活溶解作用，与此同
时，空化作用对微生物的活性物质如脱氢酶等进行氧化，从而使其蛋白质发生改性或减少，
综合作用的结果是污泥净比生长速率下降，溶解性有机物与氮、磷、多糖、蛋白质含量上升，
污泥自分解速率提高，使剩余污泥产量比现有的污水处理方法降低60% 100%。 具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是所述的空化处理器为
机械空化装置或水力空化装置。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是所述的空化处理器为机械空化装置，机械空化装置的频率为20 100kHz、作用能量密度为0. 1 1. 8W/mL、作用时间为1 15min ;其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一至三不同的是所述的空化处理器为机械空化装置，机械空化装置的频率为30 90kHz、作用能量密度为0. 2 1. 7W/mL、作用时间为2 14min ;其它与具体实施方式
一至三相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一至四不同的是所述的空化处理器为机械空化装置，机械空化装置的频率为60kHz、作用能量密度为1. OW/mL、作用时间为8min ;其它与具体实施方式
一至四相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五不同的是所述的空化处理器为水力空化装置，水力空化的真空度为0. 1 0. 7atm、作用时间为0. 5 5min。其它与具体实施方式
一至五相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至六不同的是所述的空化处理器为水力空化装置，水力空化的真空度为0. 2 0. 6atm、作用时间为1 4. 5min。其它与具体实施方式
一至六相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一至七不同的是所述的空化处理器为水力空化装置，水力空化的真空度为0.4atm、作用时间为3min。其它与具体实施方式
一至七相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
一至八不同的是所述的回流体积比为40 80%。其它与具体实施方式
一至八相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
一至九不同的是所述的回流体积比为60%。其它与具体实施方式
一至九相同。
具体实施方式
i^一 本实施方式与具体实施方式
一至十不同的是所述的回流比为50% ;空化处理器为机械空化装置，机械空化装置频率为80kHz、作用能量密度为1. 2W/mL、作用时间为15min。其它与具体实施方式
一至十相同。 本实施方式选用哈尔滨工业大学二校区生活污水为处理对象，进水的化学需氧量(C0D)为106 362mg/L、总氮(TN)为39 72mg/L、总磷(TP)为1. 2 10. 3mg/L、氨氮(NH3-N)为36 70mg/L ;接种污泥的含水率99%、 pH为6. 9、悬浮物(SS)为9034mg/L，经处理后的出水水质稳定，其中COD为50 84mg/L、TN为10 15mg/L、NH3_N为18 20mg/L，污泥的pH在超声过程中降低2 7% ，变化范围不大，出水水质与传统活性污泥工艺的出水水质相同，基本符合城镇污水处理厂污染物排放二级标准GB18918-2002中的规定，而剩余污泥量与传统活性污泥法所产生的污泥量相比，可减少62%，减量效果明显，有利于减少剩余污泥对环境的影响。
具体实施方式
十二 本实施方式低剩余污泥排量的污水处理方法按以下步骤进行污水经生物处理器、沉淀池处理后排放；将沉淀池中的污泥按30 100% (体积)的回流比回流至生物处理器中，将沉淀池中的5% 28% (体积)的污泥经厌氧选择器、空化处理器处理后返回至生物处理器中，剩余的污泥排放。 本实施方式中的生物处理器和沉淀池处理污水的方法为常规方法；回流比为回流的污泥的体积流量与进水的体积流量的比值。 本实施方式的低剩余污泥排量的污水处理方法，利用空化作用可以破坏污泥絮体结构，减小污泥粒径，释放污泥中所含有机物，利用厌氧选择器和空化装置的联合作用，提高溶胞效果，使微生物有机细胞物质溶解于水中，形成可被微生物重新利用的自产底物基质，当生物反应器中的微生物以这些自身基质作为生长底物重复新陈代谢过程时，污水处理设施向外排放的生物固体量减少，剩余污泥产量减少70 100%。
具体实施方式
十三本实施方式与具体实施方式
十二不同的是所述的厌氧选择器的作用时间为3 24h。其它与具体实施方式
十二相同。 具体实施方式
十四本实施方式与具体实施方式
十二或十三不同的是所述的厌氧选择器的作用时间为5 22h。其它与具体实施方式
十二或十三相同。
具体实施方式
十五本实施方式与具体实施方式
十二至十四不同的是所述的厌氧选择器的作用时间为15h。其它与具体实施方式
十二至十四相同。 具体实施方式
十六本实施方式与具体实施方式
十二至十五不同的是所述的空化处理器为机械空化装置或水力空化装置。其它与具体实施方式
十二至十五相同。
具体实施方式
十七本实施方式与具体实施方式
十二至十六不同的是所述的空化处理器为机械空化装置，机械空化装置的频率为20kHz 100kHz、作用能量密度为0. 1 1. 8W/mL、作用时间为1 15min。其它与具体实施方式
十二至十六相同。 具体实施方式
十八本实施方式与具体实施方式
十二至十七不同的是所述的空
化处理器为机械空化装置，机械空化装置的频率为30kHz 90kHz、作用能量密度为0. 2
1. 6W/mL、作用时间为2 14min。其它与具体实施方式
十二至十七相同。 具体实施方式
十九本实施方式与具体实施方式
十二至十八不同的是所述的空
化处理器为机械空化装置，机械空化装置的频率为50kHz、作用能量密度为0. 2 1. 2W/mL、
作用时间为8min。其它与具体实施方式
十二至十八相同。
具体实施方式
二十本实施方式与具体实施方式
十二至十九不同的是所述的空化处理器为水力空化装置，水力空化的真空度为0. 1 0. 7atm、作用时间为0. 5 5min。其它与具体实施方式
十二至十九相同。
具体实施方式
二i^一 本实施方式与具体实施方式
十二至二十不同的是所述的空化处理器为水力空化装置，水力空化的真空度为0. 2 0. 6atm、作用时间为1 4. 5min。其它与具体实施方式
十二至二十相同。
具体实施方式
二十二 本实施方式与具体实施方式
十二至二i^一不同的是所述的空化处理器为水力空化装置，水力空化的真空度为0. 4atm、作用时间为2. 5min。其它与
具体实施方式
十二至二十一相同。
具体实施方式
二十三本实施方式与具体实施方式
十二至二十二不同的是所述的回流体积比为40 80%。其它与具体实施方式
十二至二十二相同。
具体实施方式
二十四本实施方式与具体实施方式
十二至二十三不同的是所述的回流体积比为60%。其它与具体实施方式
十二至二十三相同。
具体实施方式
二十五本实施方式与具体实施方式
十二至二十四不同的是所述的回流体积比为50%，厌氧选择器超声的作用时间为8h，机械空化装置的频率为80kHz、作用能量密度为1.2W/mL、作用时间为15min。其它与具体实施方式
十二至二十四相同。
本实施方式选用哈尔滨工业大学二校区生活污水为处理对象，进水的COD为106 362mg/L、TN为39 72mg/L、TP为1. 2 10. 3mg/L、NH3-N为36 70mg/L ;接种污泥的含水率99%、 pH为6. 9、 SS为9034mg/L，经处理后的出水水质稳定，其中COD为50 84mg/L、TN为10 15mg/L、NH3-N为18 20mg/L，污泥的pH在超声过程中降低3 6. 5%，变化为不大，出水水质与传统活性污泥工艺的出水水质相同，符合城镇污水处理厂污染物排放二级标准GB18918-2002中的规定，而剩余污泥量与传统活性污泥法所产生的污泥量相比，可减少83%，减量效果明显，有利于减少剩余污泥对环境的影响。
权利要求
低剩余污泥排量的污水处理方法，其特征在于低剩余污泥排量的污水处理方法按以下步骤进行污水经生物处理器、沉淀池处理后排放；将沉淀池中的污泥按30～100％(体积)的回流比回流至生物处理器中，将沉淀池中的5％～28％(体积)的污泥经空化处理器处理后返回至生物处理器中，剩余的污泥排放。
2. 根据权利要求1所述的低剩余污泥排量的污水处理方法，其特征在于回流比为40 80%。
3. 根据权利要求1或2所述的低剩余污泥排量的污水处理方法，其特征在于所述的空 化处理器为机械空化装置或水力空化装置。
4. 根据权利要求3所述的低剩余污泥排量的污水处理方法，其特征在于利用机械空化 装置处理污泥时，机械空化装置的频率为20 100kHz、作用能量密度为0. 1 1. 8W/mL、作 用时间为1 15min。
5. 根据权利要求3所述的低剩余污泥排量的污水处理方法，其特征在于利用水力空化 装置处理污泥时，水力空化的真空度为0. 1 0. 7atm、作用时间为0. 5 5min。
6. 低剩余污泥排量的污水处理方法，其特征在于低剩余污泥排量的污水处理方法按以 下步骤进行污水经生物处理器、沉淀池处理后排放；将沉淀池中的污泥按30 100% (体 积)的回流比回流至生物处理器中，将沉淀池中的5% 28% (体积)的污泥经厌氧选择 器、空化处理器处理后返回至生物处理器中，剩余的污泥排放。
7. 根据权利要求6所述的低剩余污泥排量的污水处理方法，其特征在于厌氧选择器的 作用时间为3 24h。
8. 根据权利要求6或7所述的低剩余污泥排量的污水处理方法，其特征在于所述的空 化处理器为机械空化装置或水力空化装置。
9. 根据权利要求8所述的低剩余污泥排量的污水处理方法，其特征在于利用机械空化 装置处理污泥时，机械空化装置的频率为20 100kHz、作用能量密度为0. 1 1. 8W/mL、作 用时间为1 15min。
10. 根据权利要求8所述的低剩余污泥排量的污水处理方法，其特征在于利用水力空 化装置处理污泥时，水力空化的真空度为0. 1 0. 7atm、作用时间为0. 5 5min。
全文摘要
低剩余污泥排量的污水处理方法，它涉及污水处理的方法。本发明解决了现有的污水处理方法中产生的剩余污泥量大易造成二次污染的问题。本发明的方法如下污水经生物反应器、沉淀池处理后排出，沉淀池排出的污泥部分回流至生物反应器，部分污泥经空化处理器处理后再返回至生物反应器，剩余的污泥排放；本发明的方法还可以是污水经过生物反应器、沉淀池后排出，沉淀池排出的污泥部分回流至生物反应器，部分依次经过厌氧选择器、空化处理器处理后再返回至生物反应器，剩余的污泥排放。本发明的低剩余污泥排量的污水处理方法可以应用于污水生物处理系统。
文档编号C02F9/14GK101774728SQ200910309479
公开日2010年7月14日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者万甜, 康晓荣, 张光明 申请人:哈尔滨工业大学