一种生物‑化学组合调理设备及其方法与流程

本发明涉及污泥深度脱水处理技术领域，尤其是一套生物高效污泥调理设备及其方法。

背景技术：

城市污泥是污水厂在处理城市生活污水和工业废水过程中产生的带有大量污染物的污水处理副产物。长期以来，我国污水行业普遍存在“重水轻泥”的倾向。随着我国污水处理率快速增污泥产量也随之增大，2016年市政污泥已经达到3000万t（含水率80%计）以上。

污泥具有高水率、高机物含量、高病菌含量等特征，如未经妥善处理随意堆放，将对环境造成巨大损害。目前常用的污泥深度脱水调理技术为在剩余污泥中投加fecl3和cao，其投加量通常为污泥干物质重量的3%～5%和15%～20%，过多无机物的加入造成污泥增容约20%，脱水污泥有机质含量显著降低，污泥热值减小，循环利用价值几乎为零。

生物沥浸调理技术需要将污泥降至较低的ph实现污泥的深度脱水调理，该技术虽具有较好的污泥调理效果，但存在低温条件下运行不稳定，调理污泥对构筑物及设备管道等腐蚀严重等问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供了剩余污泥的生物-化学组合调理系统及其方法，通过接种复合生物沥浸菌种，对污泥进行生物沥浸调理，为避免生物沥浸污泥的强腐蚀性、并进一步保障污泥调理效果，辅以化学调理剂，进一步提高脱水率，同时减少化学调理剂对脱水污泥热值的影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生物-化学组合调理设备，包括依次设置的：生物选择池、生物沥浸反应池和化学调理罐，

所述生物选择池设有进泥口，所述生物选择池与生物沥浸反应池之间设有一高度低于生物选择池侧壁和生物沥浸反应池侧壁的隔板，

所述生物沥浸反应池为方形箱式结构，内设有若干交替设置的上挡板和下挡板，所述上挡板与生物沥浸反应池侧壁固定连接，并与生物沥浸反应池底板之间形成一便于污泥通过的间隙，所述下挡板与生物沥浸反应池侧壁和底板固定连接，其高度低于生物沥浸反应池侧壁，所述生物沥浸反应池远离生物选择池的一侧具有一出泥口，所述生物沥浸反应池通过出泥管与化学调理罐连通；

所述生物选择池和生物沥浸反应池内均设有曝气器。

具体地，上述生物选择池上方设有营养液投加器，所述营养液投加器包括营养液投加器本体、搅拌器、以及投加口。

具体地，上述营养液投加器与生物选择池之间还设有环形布水器。

具体地，上述化学调理罐上方设有化学调理剂投加器。

具体地，上述化学调理罐包括化学调理罐本体，以及设置在其内部的搅拌桨，所述化学调理罐还包括设置化学调理罐本体下部的排泥口和设置在化学调理罐本体中部的清液排水口，所述搅拌桨为桨叶式搅拌器。

具体地，上述出泥口与进泥口之间还设有将出泥口的部分污泥进行回流的回流污泥管，所述回流污泥管上设有回流污泥泵。

具体地，上述生物选择池和生物沥浸反应池还具有便于清理生物选择池和生物沥浸反应池的排空口。

具体地，上述上挡板与生物沥浸反应池底板之间形成的间隙高度为3-5cm，所述下挡板的高度低于生物沥浸反应池侧壁3-5cm。

一种生物-化学组合调理的方法，包括如下步骤：

1）浓缩污泥经进泥口进入生物选择池内，在曝气条件下与回流污泥、营养液混合迅速混合后；

2）在曝气条件下，回流的生物沥浸工程菌在生物选择池内得到大量繁殖，混合污泥在生物选择池停留2-5小时后，进入生物沥浸反应池；

3）生物沥浸反应池内交替设置的上挡板和下挡板将生物沥浸反应池分隔为数个ph由高到低的区域，混合污泥从生物沥浸进口处缓慢流经各区域，在曝气条件下，生物沥浸工程菌不断繁殖，污泥ph不断降低，剩余污泥中的胞外聚合物等在较低的ph条件下发生变性被剥离，污泥脱水性得到提高，污泥生物沥浸调理完成，污泥通过出泥口排出，排出的污泥一部分通过回流污泥管进入生物选择池，剩余污泥进入化学调理罐；

4）进入化学调理罐的污泥先预沉淀，沉淀后的上清液经上清液排水口排出；加入化学调理剂，进一步提高污泥脱水性，最后添加少量cao，改善污泥可压缩性，同时污泥ph也恢复至中性水平，完成剩余污泥的调理过程。

具体地，上述化学调理剂为fe（ⅱ）活化的过硫酸盐。

本发明的有益效果是：

本发明不同于普通的剩余污泥生物沥浸调理法，在生物沥浸前端增设了生物选择池，回流污泥进入生物选择池后与浓缩污泥混合，ph稍有升高，生物沥浸工程菌在生物选择池内适宜的温度、氧气、营养条件下迅速适应新的ph环境，同时大量繁殖，避免了普通的生物沥浸调理法对回流污泥中生物沥浸工程菌的冲击负荷，增强了生物沥浸工程菌的适应性，有益于提高生物沥浸调理效果。

本发明是一种剩余污泥生物沥浸调理技术和化学调理技术的改良，生物沥浸污泥通过少量投加fe（ⅱ）活化的过硫酸盐即可破解污泥细胞体，释放胞内水，相较单独采用fe（ⅱ）活化的过硫酸盐的污泥调理工艺，节省了药剂的用量，降低成本，同时利用生物沥浸的酸性环境，提高活化过硫酸盐的氧化效果。

cao调理剂的投加，可将生物沥浸后的酸性污泥中和，有效避免了酸性污泥对后续脱水设备的腐蚀，同时进一步提高污泥脱水性，与单独使用生物沥浸调理相比，具有处理效果稳定、可靠，对脱水设备防腐要求低等优势，但cao投加量极小，与普通的cao调理污泥相比，经本工艺调理后的脱水污泥有机质含量和热值高，循环利用价值大。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种生物-化学组合调理设备的示意图；

图2是图1的俯视图；

图中：1.生物选择池，11.进泥口，12.隔板，2.生物沥浸反应池，21.上挡板，22.下挡板，23.间隙，24.出泥口，25.出泥管，26.曝气器，27.出泥泵，3.化学调理罐，31.化学调理罐本体，32.搅拌桨，33.排泥口，34.排水口，4.营养液投加器，41.营养液投加器本体，42.搅拌器，43.投加口，5.环形布水器，6.化学调理剂投加器，71.回流污泥管，72.回流污泥泵，8.排空口。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

一种生物-化学组合调理设备，包括依次设置的：生物选择池1、生物沥浸反应池2和化学调理罐3，生物选择池1设有进泥口11，生物选择池1与生物沥浸反应池2之间设有一高度低于生物选择池1侧壁和生物沥浸反应池2侧壁的隔板12，生物沥浸反应池2为方形箱式结构，内设有若干交替设置的上挡板21和下挡板22，上挡板21与生物沥浸反应池2侧壁固定连接，并与生物沥浸反应池2底板之间形成一便于污泥通过的间隙23，下挡板22与生物沥浸反应池2侧壁和底板固定连接，其高度低于生物沥浸反应池2侧壁，生物沥浸反应池2远离生物选择池1的一侧具有一出泥口24，生物沥浸反应池2通过出泥管25与化学调理罐3连通；生物选择池1和生物沥浸反应池2内均设有曝气器26。

在一种具体实施方式中，生物选择池1上方设有营养液投加器4，营养液投加器4包括营养液投加器本体41、搅拌器42、以及投加口43。

在一种具体实施方式中，营养液投加器4与生物选择池1之间还设有环形布水器5。

在一种具体实施方式中，化学调理罐3上方设有化学调理剂投加器6。

具体地，化学调理罐3包括化学调理罐本体31，以及设置在其内部的搅拌桨32，化学调理罐3还包括设置化学调理罐本体31下部的排泥口33和设置在化学调理罐本体31中部的清液排水口34，搅拌桨32为桨叶式搅拌器。

在一种具体实施方式中，出泥口24与进泥口11之间还设有将出泥口24的部分污泥进行回流的回流污泥管71，回流污泥管71上设有回流污泥泵72。

在一种具体实施方式中，生物选择池1和生物沥浸反应池2还具有便于清理生物选择池1和生物沥浸反应池2的排空口8。

在一种具体实施方式中，上挡板21与生物沥浸反应池2底板之间形成的间隙23高度为3-5cm，下挡板22的高度低于生物沥浸反应池2侧壁3-5cm。

一种生物-化学组合调理的方法，包括如下步骤：

浓缩污泥以5l/min的流量经进泥口11进入生物选择池1；营养液在营养液投加器4内通过营养液搅拌器42溶解后经营养液投加口43进入环形布水器5内，均匀布水至生物选择池1，浓缩污泥在生物选择池1内与回流污泥、营养液混合，回流的生物沥浸工程菌在溶解氧为2-5mg/l、温度28±1℃条件下得到大量繁殖，其中溶解氧通过曝气器26曝气实现，温度通过恒温控制器实现，混合污泥在生物选择池1内停留2-5小时后，进入生物沥浸反应池2，开始生物沥浸反应，生物沥浸反应池2溶解氧控制在2-3mg/l，通过曝气器26实现，生物沥浸工程菌在混合污泥中不断繁殖使污泥ph逐渐降低，污泥中的eps发生变性逐渐溶解至水体中，菌胶团解体，污泥释放出大量结合水，剩余污泥在生物沥浸区23内停留48小时后，污泥ph降至2.0左右，污泥生物沥浸调理完成，污泥通过出泥口24排出，排出的污泥50%通过回流污泥泵72经回流污泥管71流经进泥口11进入生物选择池1，另外50%的污泥通过出泥泵27和出泥管25进入化学调理罐3预沉淀，沉淀后的上清液经上清液排水口34排出；经化学调理剂投加器4加入污泥干物质含量0.5%-1%的fe（ⅱ）活化的过硫酸盐，经桨叶式搅拌器42搅拌，反应10-30分钟后，加入污泥干物质含量1%-5%的cao，再次搅拌反应5-15分钟，完成污泥化学调理，调理后污泥经排泥口33排出，进入隔膜式压滤机脱水，脱水污泥含水率为58%。

其中，生物沥浸工程菌为中国微生物菌种保藏中心购买的氧化亚铁硫杆菌（编号：1.6369）和喜温酸硫杆菌（1.7296）菌种采用9k培养基和sm培养基与污水处理厂剩余污泥混合驯化培养后制得的菌种，该工程菌含有氧化亚铁硫杆菌、喜温酸硫杆菌、嗜酸异样菌的综合菌群。

其中，营养液为含有s⁰、feso4、cacl2、kcl的混合溶液，其中s⁰浓度为2-8kg/m³、feso4为5-15kg/m³、cacl2为0.1-0.2kg/m³、kcl为0.1-0.2kg/m³。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。