一种电磁波加载AAO系统回流污泥的污泥减量方法与流程

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种电磁波加载aao系统回流污泥的污泥减量方法。

背景技术：

随着社会经济高速发展和人口的迅速增长，城市污水厂污水处理标准总量大幅增加，导致城市污泥量也与日俱增。如果这些污泥得不到妥善处理就会对土壤、水源及空气造成严重污染，然而其处理处置带来高昂的费用等问题，已经成为污水厂运行的严重负担。所以如何环保、经济、高效的处理处置污泥成为当前污水厂亟需解决的问题。

aao工艺是一种以活性污泥法为基础的污水处理工艺，也是最为广泛使用的污水处理工艺之一。它主要由厌氧-缺氧-好氧三段式生物处理单元组成，工艺流程简单、具有稳定的氮和磷去除能力而且污泥沉降性能良好。但是其污泥产率高导致污泥后续处置费用增加，限制了该工艺更广泛应用和发展。因此如何保持aao工艺原有优点并对其污泥处理过程进行改良实现高效污泥减量，成为人们关注的焦点问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种电磁波加载aao系统回流污泥的污泥减量方法，实现对产生污泥过程进行减量，减少污泥排放量，更加环保避免浪费资源，在常温常压下就可以进行，无需特定条件；且无有毒有害物质生成，对环境安全无害。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种电磁波加载aao系统回流污泥的污泥减量方法，包括以下步骤：

1)采用厌氧反应器对原污水进行处理；

2)依次采用缺氧反应器和好氧反应器对经过厌氧反应器处理过的污水进行处理，得到混合液，混合液进入沉淀池进行沉淀，得到出水上清液和沉淀污泥；

3)上清液通过沉淀池的出水口排出，沉淀污泥分成部分，一部分作为回流污泥，另一部分作为剩余污泥排出；

4)将回流污泥分为两个部分，一部分回流污泥经电磁波加载，然后回流至厌氧反应器，另一部分回流污泥直接回流至厌氧反应器，同时原污水进入厌氧反应器；

5)重复步骤2)～4)循环运转直至完成所有原污水的处理；

在所述的步骤2)中，经好氧反应器处理得到的混合液，分成两部分，一部分进入沉淀池，另一部分内循环污泥泵回流至缺氧反应器。

按照上述技术方案，所述的步骤4)中，加载的电磁波为2450mhz电磁波。

按照上述技术方案，电磁波发生装置的加载功率p为260～270w，电磁波发生装置的对应输出电压为150v。

按照上述技术方案，在所述的步骤4)中，回流污泥的污泥浓度为7000～10000mg/l。

按照上述技术方案，在所述的步骤4)中，加载过电磁波的回流污泥与总回流污泥的回流百分比为30％～35％。

按照上述技术方案，在所述的步骤4)中，通过电磁波加载单元对一部分回流污泥进行连续流电磁波加载。

按照上述技术方案，在所述的步骤4)中，通过电磁波加载单元对回流污泥加载电磁波，电磁波加载单元包括电磁波发生装置、电磁波加载系统电源和加载单元输泥管，电磁波发生装置与电磁波加载系统电源连接，加载单元输泥管设置于电磁波发生装置的腔体内，加载单元输泥管的两端通过管道与沉淀池和厌氧反应器连接。

按照上述技术方案，在所述的步骤4)中，电磁波的加载时间t为40～45s。

按照上述技术方案，在所述的步骤2)中，回流至缺氧反应器的混合液与进入沉淀池的混合液比例是2:1，回流至缺氧反应器的混合液即为硝化液。

本发明具有以下有益效果：

1、电磁波加载污泥具有达到良好的溶出效应和生物效应，实现对产生污泥过程进行减量，减少污泥排放量，而不是在污泥产生后进行的结果减量，更加环保避免浪费资源；本发明所述的反应运行条件温和，在常温常压下就可以进行，无需特定条件；且无有毒有害物质生成，对环境安全无害。

2、本发明所述的电磁波为频率为2450mhz的电磁波，具有效能高、反应过程易于控制等优点，且连续流加载更符合工业实际。

附图说明

图1是本发明实施例中电磁波加载aao系统回流污泥的污泥减量装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中电磁波加载单元的结构示意图；

图3是本发明实施例中回流污泥未进行电磁波加载的传统aao系统与本发明实施的回流污泥经电磁波加载的aao系统中沿程活菌数量对比图；

图中，1-厌氧反应器，2-缺氧反应器，3-好氧反应器，4-沉淀池，5-原污水进水污泥泵，6-内循环污泥泵，7-非加载单元污泥泵，8-电磁波发生装置，9-加载单元污泥泵，10-加载单元输泥管，11-电磁波加载系统电源。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图3所示，本发明提供的一个实施例中的电磁波加载aao系统回流污泥的污泥减量方法，包括以下步骤：

1)采用厌氧反应器1对原污水进行处理；

2)依次采用缺氧反应器2和好氧反应器3对经过厌氧反应器1处理过的污水进行处理，得到混合液，混合液进入沉淀池4进行沉淀，得到出水上清液和沉淀污泥；

3)上清液通过沉淀池4的出水口排出，沉淀污泥分成部分，一部分作为回流污泥，另一部分作为剩余污泥排出；

4)将回流污泥分为两个部分，一部分回流污泥经电磁波加载，然后回流至厌氧反应器1，另一部分回流污泥直接回流至厌氧反应器1，同时原污水持续进入厌氧反应器1；

5)重复步骤2)～4)循环运转直至完成所有原污水的处理；

在所述的步骤2)中，经好氧反应器3处理得到的混合液，分成两部分，一部分进入沉淀池4，另一部分内循环污泥泵6回流至缺氧反应器2。

进一步地，所述的步骤4)中，加载的电磁波为2450mhz电磁波。

进一步地，电磁波发生装置8的加载功率p为260～270w，电磁波发生装置8的对应输出电压为150v。

进一步地，在所述的步骤4)中，回流污泥的污泥浓度为7000～10000mg/l；污泥浓度是指每升污泥混合液中干污泥的质量。

进一步地，在所述的步骤4)中，通过加载单元污泥泵9转速和非加载单元污泥泵7转速将加载过电磁波的回流污泥与未加载过电磁波的回流污泥的回流百分比为30％～35％。

进一步地，在所述的步骤4)中，通过加载单元污泥泵9将加载过电磁波的回流污泥回流至厌氧反应器1，通过非加载单元污泥泵7将未加载过电磁波的回流污泥回流至厌氧反应器1；通过加载单元污泥泵9和非加载单元污泥泵7控制调节加载过电磁波的回流污泥和未加载过电磁波的回流污泥的回流比例。

进一步地，在所述的步骤1)中，原污水通过原污水进水泵输送至厌氧反应器1。

进一步地，好氧反应器3上的回流出口通过内循环污泥泵6，与缺氧反应器2上的回流进口连接。

进一步地，电磁波发生装置8由磁控管、灯丝变压器、高压变压器和变频稳压电源组成，同时设置污泥进料口和出料口。电源产生的电磁波经磁控管无损耗的传送到工作腔装置中，为设备提供电磁波。

进一步地，电磁波加载单元中，污泥泵连续不断地将回流污泥经过进料口输送到工作腔，之后将被加载的污泥通过出料口回流至厌氧反应器1。

进一步地，在所述的步骤4)中，通过电磁波加载单元对一部分回流污泥进行连续流电磁波加载。

进一步地，在所述的步骤4)中，通过电磁波加载单元对回流污泥加载电磁波，电磁波加载单元包括电磁波发生装置8、电磁波加载系统电源11和加载单元输泥管10，电磁波发生装置8与电磁波加载系统电源11连接，加载单元输泥管10设置于电磁波发生装置8的腔体内，加载单元输泥管10的两端通过管道与沉淀池4和厌氧反应器1连接。

进一步地，在所述的步骤4)中，电磁波的加载时间t为40～45s。

进一步地，在所述的步骤2)中，回流至缺氧反应器2的混合液与进入沉淀池4的混合液比例是2:1，回流至缺氧反应器2的混合液即为硝化液。

进一步地，实现以上所述的电磁波加载aao系统回流污泥的污泥减量方法的装置为电磁波加载aao系统回流污泥的污泥减量装置，包括电磁波发生装置8、厌氧反应器1、缺氧反应器2、好氧反应器3和沉淀池4，厌氧反应器1的原污水进口连接有原污水源，厌氧反应器1的出口与缺氧反应器2的进口连接，缺氧反应器2的出口与好氧反应器3的进口连接，好氧反应器3的出口与沉淀池4的进口连接，沉淀池4的污泥出口分别与厌氧反应器1的回流进口和电磁波发生装置8的进口连接，电磁波发生装置8的出口与厌氧反应器1的回流进口连接。

进一步地，沉淀池4的污泥出口与厌氧反应器1的回流进口之间设有非加载单元污泥泵7；电磁波发生装置8的出口与厌氧反应器1的回流进口之间设有加载单元污泥泵9；厌氧反应器1的原污水进口设有原污水进水污泥泵5。

进一步地，好氧反应器3的回流出口与缺氧反应器2的回流进口连接；好氧反应器3的回流出口与缺氧反应器2的回流进口之间连接有内循环污泥泵6。

进一步地，好氧反应器3的底部设有曝气装置。

本发明提出的一种电磁波加载aao系统回流污泥的污泥减量方法，在进行电磁波加载步骤前首先运行传统aao工艺，污水依次通过厌氧反应器1、缺氧反应器2和好氧反应器3对进行处理得到传统aao工艺的回流污泥。

本发明中反应器进水采用人工模拟中国南方生活污水，所述人工模拟废水cod：240～250mg/l、tn：35～40mg/l、tp：3.5～4mg/l、ph：6～8；厌氧反应器1、缺氧反应器2、好氧反应器3和二沉池由有机玻璃制成，二沉池即为沉淀池4，有效容积分别为10l、15l、40l和29l；反应器温度控制在25℃，好氧反应器3的溶解氧浓度约为4mg/l；水力停留时间和污泥停留时间分别为12h和15d；回流污泥和硝化液回流比分别为100％和200％；回流污泥浓度为7000～10000mg/l。

本发明中反应器的运行条件为：反应器原污水输送、混合液回流以及污泥回流的实现依靠蠕动泵。蠕动泵购自保定雷弗流体科技有限公司，型号为bt600s；泵头为yz15型，所连橡胶软管型号为18#，内径7.9mm；原污水输送、混合液回流与污泥回流蠕动泵转速分别调为23.6r/min、47.2r/min、23.6r/min。

通过调节电源的输出电压为150v，将电磁波发生装置8加载功率p设置为265w；通过改变加载单元输泥管10的长度(27.8cm)和加载单元污泥泵9转速(7.1r/min)将腔体内部电磁波的加载时间调节为45s；通过调节加载单元污泥泵9转速(7.1r/min)与非加载单元污泥泵7转速(16.5r/min)将回流污泥加载的百分比l设置为30％。

加载时间t的调节满足如下公式：

式中，t——污泥加载时间，单位为s；

v——污泥加载量，单位为ml；

ql——进泥流量，单位为ml/min；

d——进泥管内径，单位为mm；

l——位于电磁波工作腔内的进泥管长度，单位为m；

nl——加载单元污泥泵9转速，单位为r/min；

q——污泥泵转速单位转速对应流量值，单位为ml/r，取3.83。

加载百分比l的调节满足如下公式：

式中，l——回流污泥加载百分比，单位为％；

ql——回流污泥加载段流量，单位为ml/min；

q——总回流污泥流量，单位为ml/min；

nl——加载单元污泥泵9转速，单位为r/min；

n——非加载单元污泥泵7转速，单位为r/min；

经传统aao系统稳定运行50天后得到的回流污泥，进行连续流2450mhz电磁波加载，加载后的污泥回流至系统厌氧反应器1，由于电磁波的溶出效应和生物效应，达到污泥减量的目的。

每3天测定一次出水水质指标及剩余污泥产量，据此评价反应器运行状态；运行第40天取污泥样，分别命名为y0(厌氧)、q0(缺氧)、h0(好氧)、l0(回流污泥)；运行第125天取污泥样，分别命名为y2(厌氧)、q2(缺氧)、h2(好氧)、l2(回流污泥)、j2(加载后回流污泥)。活菌计数分析基于最大或然数(mpn)计数法。

经过电磁波加载后的回流污泥产生溶胞现象明显，scod含量最大由80.39mg/l增至752.50mg/l，为系统异养菌提供良好的碳源供其代谢活动。

经过2450mhz电磁波加载后系统活性细菌数目增多，生物降解能力改善和提升；调控后的系统中污泥减量相关细菌群落；结果如图3。

根据本发明的电磁波加载aao系统回流污泥的污泥减量方法，系统的出水水质为cod：42.46mg/l、nh4⁺-n：3.22mg/l、tn：12.69mg/l、tp：1.06mg/l、ss：4.1mg/l，剩余污泥量为9.23g/d，污泥减量率为28.30％。

本发明是在传统的aao工艺基础上增加了加载过电磁波的回流污泥工艺，形成的电磁波加载aao系统回流污泥的污泥减量方法的工艺，本发明中aao工艺，是指英文anaerobic-anoxic-oxic首字母的简称，即厌氧-缺氧-好氧法。本发明的方法是将连续流2450mhz电磁波加载于a/a/o系统中的回流污泥，加载后的剩余活性污泥回流至系统，电磁波的溶出效应与生物效应交互作用，系统污泥减量效果明显。

电磁波作用于污泥具有溶出效应和生物效应，且相互关联。研究表明，电磁波的加载可破坏污泥絮体结构，将复杂的有机物质分解成更小、更易生物降解的物质，而且可以直接分解部分细胞膜和细胞壁，促进细胞物质如蛋白质等的释放，从而提高被加载污泥的可降解性。考虑到电磁波溶出效应与生物效应的积极作用，将aao工艺回流污泥进行连续流电磁波加载，能够进行有效污泥减量。

在活性污泥中微生物种群主要是由细菌、有机物和无机物组成的复杂的总体或絮体。微生物利用细胞水解形成的基质重新合成微生物机体的生长方式称为隐性生长。溶胞作用使微生物结构被破坏，破碎后的污泥溶解液中具有较高含量的cod、氮、磷等营养物质，在这个过程中释放的可生物降解有机物能够被微生物生长繁殖所利用，整个过程称为溶胞-隐性增长。在重复新陈代谢的过程中，由于死亡和溶解的微生物量大于新生成量，总的污泥量减少。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。