專利名稱：剩余活性污泥脫水方法
技術領域：
本發(fā)明涉及污水處理工藝，特別是一種剩余活性污泥脫水方法。
背景技術：
隨著科技的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，人們對環(huán)境質量的要求越來越高，各 國政府對環(huán)境污染的治理力度也再不斷加強，市政污水以及其他有機污水 的生化處理技術得到普遍的認知和推廣，然而，這些污水的處理過程產(chǎn)生 的大量剩余活性污泥的處理處置，又成了困擾治理環(huán)境污染的一道難題。
長期以來，對于剩余活性污泥的處理處置問題，從業(yè)的專家學者和工 程技術人員提出了很多方案，歸納起來這些方案的基本思路主要是土地 填埋、污泥焚燒或間接焚燒、制造有機肥料。而且，這些剩余活性污泥的 處理處置方案都根據(jù)不同地區(qū)、污泥的不同特點在不同程度上得到推廣和 應用，但無論哪種方案，都無法避免地需要剩余活性污泥的濃縮脫水技術 的支持。目前剩余活性污泥濃縮脫水的技術中，最典型的剩余活性污泥濃 縮脫水技術，就是在經(jīng)過沉淀濃縮后的剩余活性污泥中加入有機高分子絮 凝劑，使污泥中的膠體類物質和固形物凝聚成絮狀后，在輸入固液分離設 備對污泥進行脫水濃縮，如圖1所示，從剩余活性污泥濃縮脫水的典型流 程看，投加有機高分子絮凝劑是非常重要的一個步驟，而由此引發(fā)的次生 污染問題已經(jīng)開始引起業(yè)界人士的嚴重關注。
圖1中因為在剩余活性污泥的濃縮過程中經(jīng)絮凝劑加藥裝置投加了大 量的有機高分子絮凝劑，使得任何一種污泥的處理處置方案都面臨嚴重的 次生污染問題1、有機高分子絮凝劑普遍具有難于生物降解性、強吸水性 和吸附性，如果這些特性不能得到消除，使剩余活性污泥無論采用什么方
3式直接投放到環(huán)境中，都會隨著季節(jié)和氣候的變化，呈現(xiàn)出不易干化或干 化后土壤板結以及抑制土壤通透性的嚴重污染問題。故此，在剩余活性污 泥脫水過程投加有機高分子絮凝劑，使得濃縮后的剩余活性污泥的任何土 地處理或土地利用的方案都失去了實施的意義。2、有機高分子絮凝劑在污 泥濃縮過程中起吸附和凝聚作用的主要是分子上的胺基集團，雖然焚燒或 間接焚燒后的污泥能夠消除有機高分子絮凝劑直接投放到環(huán)境中的影響， 但焚燒過程就不可避免地產(chǎn)生氮氧化物，這類物質是形成酸雨的一種重要 「大1素，因此，在剩余活性污泥濃縮過程投加有機高分子絮凝劑，也使剩余 活性污泥的焚燒和間接焚燒的處理處置方案實際上變成了一種污染轉移的 方案。3、有機高分子絮凝劑在剩余活性污泥的濃縮過程中的投加量一般為
0.25-0.3千克/千噸水左右，當污泥脫水干化至含水率達到30%左右時，剩 余污泥中有機高分子絮凝劑的含量約為濃縮過程投加量的幾十倍，因次， 從有機高分子絮凝劑的殘余數(shù)量上看，也是不容忽視的一個嚴重污染問題。
正是由于目前剩余活性污泥脫水過程使用的有機高分子絮凝劑的污染 問題引起了廣泛的關注，從業(yè)的專家學者以及工程技術人員，正在投入大 量的資源，研制和開發(fā)容易被微生物降解的由生物方法合成的或者有生物 材料加工的有機高分子絮凝劑，并且取得重大突破，部分產(chǎn)品己經(jīng)開始面 市，但由于價格比由化工材料合成的高分子絮凝劑更高，目前尚未得到普 遍推廣。而且，即使這種新材料的使用能夠得到推廣，為此而投資的生產(chǎn) 設施在運行過程中仍然需要關注排放廢棄物的污染防治問題。
此外，有機高分子絮凝劑價格昂貴，使剩余活性污泥脫水的成本居高 不下，也是使制約剩余活性污泥濃縮脫水技術的應用和推廣受到抑制的一 個重要因素，因此，尋找減少或不投加有機高分子絮凝劑，將是降低剩余 活性污泥濃縮脫水成本和減少剩余活性污泥處理處置效率的重要途徑。
如圖1所示的生物方法處理有機污水和市政污水，實質上就是利用微生物的生命代謝活動，把污水中的有機污染物質轉化為二氧化碳、水和微 生物體的過程。微生物體本身屬于天然生物質，通過大量的科學實驗研究， 有機和市政污水生化處理過程產(chǎn)生的大量的剩余活性污泥，有機質含量高， 氨氮、有機磷以及鉀和各種微量元素含量不僅含量高，而且進行肥料轉化 或作為單細胞產(chǎn)品利用的價值是非常巨大的，但由于污泥脫水過程投加大 量化學成分，堵塞了進行肥料轉化或作為單細胞產(chǎn)品利用的資源化利用的 通路。因此，以充分利用剩余活性污泥的生物價值為目標，以減少高分子 有機絮凝劑使用，降低剩余活性污泥脫水成本以及由此引發(fā)的次生污染為 手段的剩余活性污泥無害化處理的新方法，也就自然成了廣大從業(yè)的專家、 學者和工程技術人員更熱心投入的課題。
在有機污水和市政污水生化處理過程產(chǎn)生的大量剩余活性污泥，有機 質含量一般高達40%以上，在這些有機質中，近90%是屬于各種微生物體。 微生物體的生命代謝活動，是有機污水和市政污水生化處理的主體，并且， 在微生物參與有機污水和市政污水處理過程中，是利用自身分泌的具有絮 凝作用的酶來相互吸附形成菌膠團的，這個現(xiàn)象本身，已經(jīng)為實現(xiàn)剩余活 性污泥脫離水體創(chuàng)造了很好的條件，只要能夠充分利用這些有利條件，配 備適當?shù)脑O施手段，就完全可以實現(xiàn)剩余活性污泥與處理后的污水進行非 常徹底的分離，經(jīng)有機污水和市政污水的生化處理裝置，進入沉淀池就是 根據(jù)這個原理進行工作的。
一般情況下，剩余活性污泥的脫水過程，就是將沉淀池底部沉淀的剩 余活性污泥中投加有機高分子絮凝劑，使生活活性污泥在絮凝劑的作用下， 形成較大的絮凝狀態(tài)的顆粒后，進入脫水裝置實現(xiàn)固液分離的。沉淀池底
部沉淀的剩余活性污泥含水率一般仍然高達99%左右，微生物體自身分泌的
具有絮凝作用的酶，只能使微生物形成相互凝聚成細小的礬花，礬花之間 的間隙小，剩余活性污泥中含有的大量水分，沒有適當?shù)耐放懦龅\花以外，此外，有微生物體自身分泌的酶實現(xiàn)微生物體相互吸附的力也小如有 機高分子絮凝劑形成的吸附能力強，如果不加有機高分子絮凝劑而直接輸 入到脫水機械，就會因為礬花細小不能形成脫水的通路和礬花不夠密實， 容易破碎的原因，很難達到理想的分離效果。通過對現(xiàn)行的剩余活性污泥 脫水技術狀況的分析，能夠得出投加有機高分子絮凝劑的主要原因，就是 為了使進入脫水機械的剩余活性污泥能夠形成粗大密實的絮凝體，以便于 形成剩余活性污泥中所含水分能夠順利排出的通路，而所有這些，又完全 是由于沉淀池底部排出的剩余活性污泥含水率太高造成的，因此，設法降 低進入脫水機械的剩余活性污泥的含水量，將是避免投加有機高分子絮凝 劑的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供- -種剩 余活性污泥脫水方法，以利于剩余活性污泥的生物價值的開發(fā)，減少高 分子有機絮凝劑使用，降低剩余活性污泥脫水的成本，起到節(jié)能減排的作 用，并克服對環(huán)境的次生污染。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供一種剩余活性污 泥脫水方法，該方法包括以下過程
進廠污水依次經(jīng)污水生化處理系統(tǒng)、沉淀池，在經(jīng)沉淀池沉淀 濃縮后的剩余活性污泥含水率高達99%，該剩余活性污泥通過管道進入浮
選裝置，經(jīng)浮選裝置進一步濃縮后的剩余活性污泥的含水率可降低到95%， 同時經(jīng)浮選裝置分離的水分排出至脫出廢水之中，也能夠獨立地排入污水 生化處理系統(tǒng)進行循環(huán)處理。
所述浮選裝置是一種常用的固液分離裝置，該裝置的外形為方形的或 圓形的。
本發(fā)置代替了現(xiàn)行剩余活性污泥脫水工藝中的絮凝藥劑投注裝置，是對傳統(tǒng)的 成熟的固液分離技術的一種重新組合，這種剩余活性污泥脫水工藝具有以 下優(yōu)點
由于有機污水和市政污水處理過程產(chǎn)生的剩余活性污泥有機質含量 高、微生物體比重大的，其再利用的開發(fā)價值高，剩余活性污泥脫水工藝 為剩余活性污泥再利用價值的開發(fā)打開了更多的通路。
采用該剩余活性污泥脫水工藝，消除了剩余活性污泥處理處置過程的 次生污染問題，對于解決目前己經(jīng)成為世界性難題的剩余活性污泥處理處 置問題有了更多的解決空間，是一項非常具有開發(fā)利用前景的節(jié)能技術。
該剩余活性污泥脫水工藝不僅是用浮選裝置替代了絮凝劑投加裝置， 消除了有機高分子絮凝劑的污染問題，而且，由于采用該工藝使輸入脫水 機械的剩余活性污泥的體積流量大大降低，從總體上與現(xiàn)行的脫水工藝比 較，可降低脫水過程的運行成本。


圖1為已有技術的剩余活性污泥的脫水流程圖； 圖2為本發(fā)明的剩余活性污泥的脫水流程圖。
具體實施例方式
結合附圖及實施例對本發(fā)明的剩余活性污泥脫水方法加以說明。 本發(fā)明的剩余活性污泥脫水方法設計思想是基于剩余活性污泥 脫水的主要大型設備基本就是離心脫水機、帶式壓濾機和真空過濾機，還 有部分小型污水處理單元采用板框壓濾機。這些剩余活性污泥脫水設備的 大量使用實踐，都證明一點，即輸入到脫水設備的剩余活性污泥含水率越 低，機械效率和脫水效果則越好。所以，如何降低輸入脫水設備的剩余活 性污泥中的含水率，也就必然成為改進剩余活性污泥脫水工藝的關鍵。
通過實驗證明，不采用剩余活性污泥脫水過程中加入化學物質來降低
7其含水率，是提高脫水后剩余活性污泥利用價值一個重要途松，米用物理 方法則是實現(xiàn)這個目標的明智選擇。經(jīng)污水生化處理裝置處理后的污水進 入沉淀池，使剩余活性污泥形成一個自然沉降濃縮的過程，通過沉淀池沉 淀后的剩余活性污泥的含水率一般在99%左右，具有非常良好的流動性能， 但剩余活性污泥的顆粒密度與水的密度差較小。所以，在本方法中采用經(jīng) 浮選裝置一一即浮選方法對經(jīng)過沉淀后的剩余活性污泥進行再濃縮，然后
輸入到脫水機械進行最終的脫水處理，如圖2所示。除此工序之外，其余
的前后流程同圖1的處理過程，即剩余活性污泥脫水方法是
污水生化處理系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余活性污泥在經(jīng)沉淀池沉淀濃縮 后，含水率達仍然非常高，該剩余活性污泥通過管道進入浮選裝置，在經(jīng)
沉淀池沉淀濃縮后的剩余活性污泥含水率仍然高達99%左右，該剩余活性
污泥通過管道進入浮選裝置，經(jīng)浮選裝置進一步濃縮后的剩余活性污泥的
含水率可降低到95%，同時經(jīng)浮選裝置分離的水分排出至脫出廢水之中， 也能夠獨立地排入污水生化處理系統(tǒng)進行循環(huán)處理。
這里所述浮選裝置是一種市面常用的固液分離裝置，該裝置的外形為 方形的或圓形的，適生產(chǎn)環(huán)境場地情況，選擇適宜的固液分離裝置外形。 按水中微細氣泡形成的方式不同，如有l(wèi).壓力溶氣浮選形式的，這種裝置 通過采用對混入空氣的水加壓使空氣溶解度增大，溶氣水在待處理液中減 壓釋放，水中的空氣析出，產(chǎn)生大量微細氣泡；2.空氣分散浮選形式的， 也稱旋切氣浮或渦凹氣浮，這種裝置通過對混入空氣的水進行強力剪切， 使水中的空氣形成大量微細氣泡。無論采用那種形式裝置進行浮選，產(chǎn)生 的大量微細氣泡在浮選裝置中的浮升過程中，都能與水中的剩余活性污泥 的顆粒相互吸附，使剩余活性污泥的顆粒借助微細氣泡的浮升能力，浮出 水面，從而達到固液分離并使剩余活性污泥得到進一步濃縮的目的。
圖2為本發(fā)明的剩余活性污泥的脫水流程示意圖。經(jīng)過沉淀濃縮后的剩余活性污泥含水率仍然很高，具有良好的流動性， 水中的微生物體利用自身分泌的具有絮凝作用的酶，與水中的其他不溶性 雜質粘附在一起形成大量的絮狀菌膠團，與浮升中的微細氣泡具有很強的 吸附能力，因此，采用浮選的方法將剩余活性污泥中的水分分離，達到剩 余活性污泥的進一歩濃縮的過程，無需投加任何絮凝劑。
通過浮選方法濃縮后的剩余活性污泥的含水率得到進一步降低，濃縮 后剩余活性污泥的容積大幅度下降，所以，采用這種工藝組合，還可以使 現(xiàn)行的污泥脫水機械的運行成本和投資成本得到大幅度下降。
權利要求
1、一種剩余活性污泥脫水方法，該方法包括以下過程進廠污水依次經(jīng)污水生化處理系統(tǒng)、沉淀池，在經(jīng)沉淀池沉淀濃縮后的剩余活性污泥含水率高達99％，該剩余活性污泥通過管道進入浮選裝置，經(jīng)浮選裝置進一步濃縮后的剩余活性污泥的含水率可降低到95％，同時經(jīng)浮選裝置分離的水分排出至脫出廢水之中，也能夠獨立地排入污水生化處理系統(tǒng)進行循環(huán)處理。
2、 根據(jù)權利要求l所述剩余活性污泥脫水方法，其特征是所述浮選裝置是一種常用的固液分離裝置，該裝置的外形為方形的或圓形的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種剩余活性污泥脫水方法，該方法包括以下過程進廠污水依次經(jīng)污水生化處理系統(tǒng)、沉淀池，在經(jīng)沉淀池沉淀濃縮后的剩余活性污泥含水率高達99％，該剩余活性污泥通過管道進入浮選裝置，經(jīng)浮選裝置進一步濃縮后的剩余活性污泥的含水率可降低到95％，同時經(jīng)浮選裝置分離的水分排出至脫出廢水之中，也能夠獨立地排入污水生化處理系統(tǒng)進行循環(huán)處理。本發(fā)明的效果是該剩余活性污泥脫水工藝代替了現(xiàn)行剩余活性污泥脫水工藝中的絮凝藥劑投注裝置，為剩余活性污泥再利用價值的開發(fā)打開了更多的通路，消除了剩余活性污泥處理處置過程的次生污染問題，對于解決目前已經(jīng)成為世界性難題的剩余活性污泥處理處置問題有了更多的解決空間，是一項非常具有開發(fā)利用前景的節(jié)能技術。
文檔編號C02F11/12GK101591133SQ20091006962
公開日2009年12月2日 申請日期2009年7月7日 優(yōu)先權日2009年7月7日
發(fā)明者邵勝學 申請人:邵勝學