公布日：2022.07.29
申請日：2022.05.11
分類(lèi)號：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C02F101/38(2006.01)N
摘要
一種污泥原位微通道碳源化利用方法，即將污泥進(jìn)行降粘處理后，利用微通道污泥原位碳源化裝置兩級反應器對污泥進(jìn)行熱解，在同等熱源條件下，增加了污泥受熱面積，提高熱解效率，使污泥微生物蛋白徹底分解產(chǎn)生乙酸鹽類(lèi)、脂肪及脂肪分解產(chǎn)物、糖類(lèi)等物質(zhì)；熱解后的泥漿中添加氨氮消去劑，使氨基酸物質(zhì)中的氨氮基團，在氨氮消去劑的作用下轉化為氮氣，或水解為羥基、硝基等，降低了污泥降解液中氨氮含量，可作為碳源回用于污水脫氮除磷系統；同時(shí)充分利用污水廠(chǎng)已有的裝置對降解泥渣深度無(wú)害化處理，可大幅降低污泥深度處理的設備投資及處理成本，具有顯著(zhù)的社會(huì )經(jīng)濟效益。
權利要求書(shū)
1.一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其步驟為：（1）將污泥通過(guò)計量螺旋輸送至雙軸攪拌機中，在攪拌機的前段和中段先后加入預降粘劑、降粘劑，利用溢流擋板控制漿液流出，中段溢流出的泥漿進(jìn)入尾段緩沖池；（2）攪拌機緩沖池流出的降粘泥漿通過(guò)高壓泵分別輸送到微通道污泥原位碳源化裝置一級反應器和二級反應器的管程；一級反應器中熱源走殼程，對管程中的降粘泥漿進(jìn)行熱解處理，使降粘泥漿中微生物化學(xué)物質(zhì)破壁溶出；（3）一級反應器流出的熱解泥漿通過(guò)計量泵定量添加氨氮消去劑后，進(jìn)入二級反應器的殼程，對二級反應器管程中的降粘泥漿進(jìn)行預熱，同步完成一級反應器熱解泥漿的熱能利用及氨氮消去反應；（4）從二級反應器管程流出的預熱降粘泥漿被泵送入一級反應器管程進(jìn)行熱解處理；（5）從二級反應器殼程流出的泥漿降解液通過(guò)離心機分成液相和渣相，液相作為碳源回用于污水脫氮除磷系統；渣相夾帶一部分作為碳源的液相，送入污水廠(chǎng)入水口單元，通過(guò)格柵池進(jìn)入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用將渣相中夾帶的有機碳源成分洗出后隨污水一起進(jìn)入脫氮除磷系統，淘洗剩余的無(wú)害泥沙礦化渣在旋流沉砂池中被分離開(kāi)來(lái)，進(jìn)一步處理利用。
2.根據權利要求1所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述雙軸攪拌機內殼采用有機硅樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或聚酯樹(shù)脂進(jìn)行防腐。
3.根據權利要求1所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述預降粘劑為H2SO4、HCl、HNO3中的一種或幾種，pH為1-3，添加量為污泥體積百分比的0.1-1%。
4.根據權利要求1所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述降粘劑為Ca(OH)2、MgO、CaO、Mg(OH)2、KMnO4中的一種或幾種，添加量為0.5-2g/L污泥。
5.根據權利要求1所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述氨氮消去劑為H2O2、Ca(ClO)2、NaClO、HClO中的一種或幾種，添加量為污泥體積百分比的1-3%。
6.根據權利要求1和5所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述熱解處理的溫度為120-200℃，熱解處理的時(shí)間為30-60min。
7.根據權利要求1和5所述的一種污泥原位微通道碳源化利用方法，其特征為：所述從二級反應器殼程流出的泥漿降解液可不進(jìn)行分離直接以混合液的形式送入污水廠(chǎng)入水口單元，通過(guò)格柵池進(jìn)入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用將混合液中有機碳源成分洗出后隨污水一起進(jìn)入脫氮除磷系統，淘洗剩余的無(wú)害泥沙礦化渣在旋流沉砂池中被分離開(kāi)來(lái)，進(jìn)一步處理利用。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種污泥原位微通道碳源化利用方法，即將污泥進(jìn)行降粘處理后，利用微通道污泥原位碳源化裝置對污泥進(jìn)行熱解，使污泥微生物蛋白徹底分解產(chǎn)生乙酸鹽類(lèi)、脂肪及脂肪分解產(chǎn)物、糖類(lèi)等物質(zhì)后，作為碳源回用于污水脫氮除磷系統，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)和設備與污水處理廠(chǎng)系統配合使用，實(shí)現污泥原位碳源化利用。
本發(fā)明包括以下步驟：（1）將污泥通過(guò)計量螺旋輸送至雙軸攪拌機中，在攪拌機的前段和中段先后加入預降粘劑、降粘劑，利用溢流擋板控制漿液流出，中段溢流出的泥漿進(jìn)入尾段緩沖池；（2）攪拌機緩沖池流出的降粘泥漿通過(guò)高壓泵分別輸送到微通道污泥原位碳源化裝置一級反應器和二級反應器的管程；一級反應器中熱源走殼程，對管程中的降粘泥漿進(jìn)行熱解處理，使降粘泥漿中微生物化學(xué)物質(zhì)破壁溶出；（3）一級反應器流出的熱解泥漿通過(guò)計量泵定量添加氨氮消去劑后，進(jìn)入二級反應器的殼程，對二級反應器管程中的降粘泥漿進(jìn)行預熱，同步完成一級反應器熱解泥漿的熱能利用及氨氮消去反應；（4）從二級反應器管程流出的預熱降粘泥漿被泵送入一級反應器管程進(jìn)行熱解處理；（5）從二級反應器殼程流出的泥漿降解液通過(guò)離心機分成液相和渣相，液相成分主要是污泥微生物蛋白徹底分解脫氨基后的取代乙酸鹽類(lèi)，脂肪及脂肪分解產(chǎn)物，糖類(lèi)等物質(zhì)，作為碳源回用于污水脫氮除磷系統；渣相中主要為原污泥中含有的泥沙類(lèi)物質(zhì)及磷、鐵、鋁等絮凝劑分解礦化渣，為穩定無(wú)害化的機械雜質(zhì)，同時(shí)夾帶一部分作為碳源的液相，該股物料送入污水廠(chǎng)入水口單元，通過(guò)格柵池進(jìn)入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用將渣相中夾帶的有機碳源成分洗出后隨污水一起進(jìn)入脫氮除磷系統，淘洗剩余的無(wú)害泥沙礦化渣在旋流沉砂池中被分離開(kāi)來(lái)，進(jìn)一步處理利用。
所述微通道污泥原位碳源化裝置為申請人在先申請的“一種合體式微通道污泥原位熱解碳源化裝置”（申請號：2022210217289）或“一種自攪拌式微通道污泥原位碳源化裝置”（申請號：2022210217240），若采用自攪拌式微通道污泥原位碳源化裝置一級反應器需配備加熱器用于加熱熱解液。同時(shí)，可根據工藝需要開(kāi)啟雙軸攪拌機與二級反應器之間閥門(mén)，控制降粘泥漿是否流入二級反應器。
所述從二級反應器殼程流出的泥漿降解液可不進(jìn)行分離直接以混合液的形式送入污水廠(chǎng)入水口單元，通過(guò)格柵池進(jìn)入旋流沉砂池，利用污水的淘洗作用將混合液中有機碳源成分洗出后隨污水一起進(jìn)入脫氮除磷系統，淘洗剩余的無(wú)害泥沙礦化渣在旋流沉砂池中被分離開(kāi)來(lái)，進(jìn)一步處理利用。
所述雙軸攪拌機內殼采用有機硅樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或聚酯樹(shù)脂進(jìn)行防腐。
所述預降粘劑為H2SO4、HCl、HNO3中的一種或幾種，pH為1-3，添加量為污泥體積百分比的0.1-1%。
所述降粘劑為Ca(OH)2、MgO、CaO、Mg(OH)2、KMnO4中的一種或幾種，添加量為0.5-2g/L污泥。
所述氨氮消去劑為H2O2、Ca(ClO)2、NaClO、HClO中的一種或幾種，添加量為污泥體積百分比的1-3%。
所述熱解處理的溫度為120-200℃，熱解處理的時(shí)間為30-60min。
本發(fā)明的有益效果：（1）本發(fā)明采用污泥原位微通道碳源化利用裝置對污泥進(jìn)行熱解處理，在同等熱源條件下，增加了污泥受熱面積，提高熱解效率，使污泥微生物蛋白徹底分解產(chǎn)生乙酸鹽類(lèi)、脂肪及脂肪分解產(chǎn)物、糖類(lèi)等易生物降解的有機物，作為碳源回用于污水脫氮除磷系統，實(shí)現污泥的原位碳源化利用。
（2）本發(fā)明在污泥進(jìn)入微通道碳源化利用裝置前，對污泥進(jìn)行降粘預處理，分階段高效破壞污泥的絮狀體結構，不僅降低了污泥在微通道碳源化利用裝置管程中的輸送阻力，同時(shí)使絮體內微生物暴露出來(lái)，有利于污泥熱解破壁溶出胞內物質(zhì)。
（3）本發(fā)明在一級反應器流出的熱解泥漿中添加氨氮消去劑，使氨基酸物質(zhì)中的氨氮基團，在氨氮消去劑的作用下轉化為氮氣，或水解為羥基、硝基等，以降低污泥降解液作為碳源自身的氨氮含量。
（4）本發(fā)明污泥原位碳源化工藝，充分利用污水廠(chǎng)已有的裝置對降解泥渣深度無(wú)害化處理，可大幅降低污泥深度處理的設備投資及處理成本，具有顯著(zhù)的社會(huì )經(jīng)濟效益。
（發(fā)明人：趙建福;蔣悅;王健芳）
