公布日：2023.12.01
申請日：2023.07.28
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C05F7/00(2006.01)I;C05F17/00(2020.01)I;C05G3/00(2020.01)I;C02F1/24(2023.01)I;C02F1/20(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/
66(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，生化剩余污泥含有大量活性微生物，強堿性條件下其胞外聚合物中殘留、吸附的難降解有機物及自身呼吸氧化產生的有機物羥基和羧基解離產生靜電斥力，加速上述有機物分解，并使胞外聚合物大范圍溶脹和溶解。起到保護作用的胞外聚合物被破壞后，暴露于高pH環境中的細胞壁和細胞膜不能承受膨脹壓力失衡，細胞發生破裂，細胞內聚合有機物從固相轉移到水中，即分解成脂肪酸、多糖和氨基酸類的小分子可溶性易降解營養物質。依據上述堿解原理，本發明提供一種剩余生化污泥資源化利用工藝，該工藝能夠堿解剩余生化污泥生產氮磷營養物，即減少氮磷工業營養劑的投加量，同時實現污泥減量。
權利要求書
1.一種堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，其特征在于，包括以下步驟：(1)污水經過預處理；(2)步驟(1)中預處理出水進入生化系統反應池中與生化污泥充分接觸并發生反應，停留時間為30h，得到反應后的泥水；(3)步驟(2)中泥水進入生化沉淀池，停留時間為6h；沉淀后上清液進入高級氧化處理工藝，生化污泥回流至生化系統反應池前端；(4)步驟(3)中的生化沉淀池中的剩余生化污泥排放至污泥堿解池；污泥堿解池包括在線pH計、泥位計、液堿加藥管線、攪拌設備、堿解氮磷營養物投加設備、未堿解無機質污泥排放設備；(5)待污泥堿解池滿后，啟動攪拌設備，在攪拌狀態下投加堿液，投加堿液時間為1h；(6)步驟(5)結束后，攪拌堿解過程中實時在線監測pH值，保證pH值為8～9；(7)攪拌設備運行5h后停止，污泥中50±10％的有機質組分發生堿解反應，碳氮磷質量濃度比為30:3:1；未堿解的無機物在下層沉積；(8)實時監測泥位計，通過污泥排放設備將步驟(7)中未堿解污泥排至污泥處理系統；(9)將步驟(8)中污泥堿解池內剩余堿解氮磷營養物投加至生化反應池前端，投加時間為16h，在投加過程中投加工業營養劑。
2.根據權利要求1所述的堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，其特征在于，步驟(1)中預處理包括混合酸析、氣浮、吹脫、中和絮凝和沉淀。
3.根據權利要求2所述的堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，其特征在于，步驟(2)中的預處理出水的pH值為6～9。
4.根據權利要求3所述的堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，其特征在于，步驟(2)生化污泥濃度為3000±500mg/L、污泥泥齡為20d，預處理出水在缺氧反應池停留6h，好氧池停留24h。
5.根據權利要求4所述的堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，其特征在于，步驟(4)中剩余生化污泥排放頻次為1次/d，污泥含水率為99％。
6.根據權利要求5所述的堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，其特征在于，在剩余生化污泥排放至污泥堿解池的過程中，攪拌設備不啟動，且排放至堿解池滿的時間控制在1h內。
7.根據權利要求6所述的堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，其特征在于，步驟(5)中投加堿液為氫氧化鈉溶液，濃度為0.1g/L。
8.根據權利要求7所述的堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，其特征在于，步驟(8)中未堿解污泥在污泥處理系統中經過二次沉降濃縮，陽離子PAM藥劑調理污泥顆粒、高壓隔膜壓濾后，形成含水率50±10％的泥餅，輸送帶運至能源中心，進行焚燒處理。
9.根據權利要求8所述的堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，其特征在于，步驟(9)中在投加過程中投加工業營養劑使污水中碳氮磷質量濃度比為100：5：1；工業營養劑投加速率與堿解氮磷營養物速率不同。
10.根據權利要求9所述的堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，其特征在于，污泥堿解池在生化系統調試初始階段作為污泥轉運投加池，將接種污泥與過濾水在池體內充分混合，再投加至生化反應池前端。
發明內容
發明目的：本發明提供的一種堿解剩余生化污泥生產氮磷營養物工藝可以通過提煉回收碳氮磷元素，產生部分可利用資源，還實現污泥減量。
技術方案：本發明提出的一種堿解生化剩余污泥生產氮磷營養物工藝，包括以下步驟：
(1)污水經過預處理后，上清液進入生化系統反應池；
(2)步驟(1)中預處理出水在生化系統反應池中與生化污泥充分接觸并發生反應，停留時間為30h；
(3)步驟(2)中泥水進入生化沉淀池，停留時間為6h；沉淀后上清液進入高級氧化處理工藝，生化污泥回流至生化系統反應池前端；
(4)步驟(3)中的生化沉淀池中的剩余生化污泥排放至污泥堿解池；污泥堿解池包括在線pH計、泥位計、液堿加藥管線、攪拌設備、堿解氮磷營養物投加設備及管線和未堿解無機質污泥排放設備及管線；
(5)待污泥堿解池滿后，啟動攪拌設備，在緩慢攪拌狀態下投加堿液，投加堿液時間為1h；
(6)步驟(5)結束后，攪拌堿解過程中實時在線監測pH值，保證pH值為8～9；
(7)攪拌設備運行5h后停止，污泥中50±10％的有機質組分發生堿解反應，碳氮磷質量濃度比為30:3:1；未堿解的無機物在下層沉積，靜置沉降1h；
(8)實時監測泥位計，通過污泥排放設備將步驟(7)中未堿解污泥排至污泥處理系統，排泥時間為1h；
(9)將步驟(8)中污泥堿解池內剩余堿解氮磷營養物投加至生化反應池前端，投加時間為16h，在投加過程中仍需投加工業營養劑。
優選地，步驟(1)中預處理包括混合酸析、氣浮、吹脫、中和絮凝和沉淀。
優選地，步驟(2)中的預處理出水的pH值為6～9。
優選地，步驟(2)生化污泥濃度為3000±500mg/L、污泥泥齡為20d，預處理出水在缺氧反應池停留6h，好氧池停留24h。
優選地，步驟(4)中剩余生化污泥排放頻次為1次/d，污泥含水率為99％。
優選地，在剩余生化污泥排放至污泥堿解池的過程中，攪拌設備不啟動，且排放至堿解池滿的時間控制在1h內。
優選地，步驟(5)中投加堿液為氫氧化鈉溶液，濃度為0.1g/L。
優選地，步驟(8)中未堿解污泥在污泥處理系統中經過二次沉降濃縮，陽離子PAM藥劑調理污泥顆粒、高壓隔膜壓濾后，形成含水率50±10％的泥餅，輸送帶運至能源中心，進行焚燒處理。
優選地，步驟(9)中在投加過程中投加工業營養劑要保證污水中碳氮磷質量濃度比為100：5：1；工業營養劑投加速率與堿解氮磷營養物速率不同。
優選地，污泥堿解池在生化系統調試初始階段可作為污泥轉運投加池，將接種污泥與過濾水在池體內充分混合，再投加至生化反應池前端。
有益效果：
1、粘膠纖維污水缺少氮磷元素，生化污泥堿解液中含有大量氮磷營養元素，可以替代尿素、磷酸一銨等工業營養劑，污水處理成本降低；
2、通過剩余生化污泥堿解工藝，回收排放剩余生化污泥，充分利用資源；
3、剩余生化污泥經過堿解反應后，污泥量減少50％，輸送至能源中心焚燒處理，污泥處理費用減少50％。
（發明人：梁翌;張雷;余小明;秦元武）
