專利名稱：一種超聲波/二氧化氯耦合的剩余污泥減量預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理廠剩余污泥減量預(yù)處理方法，特別是涉及超聲波/ 二氧化氯耦合的剩余污泥減量預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展，城市污水量在不斷增長，與此同時，污水處理廠大量剩余污泥的最終處置已成為城市發(fā)展迫切需要解決的環(huán)境難題。剩余污泥含水率高，含有相當(dāng)量的有害物質(zhì)(如病毒、病原菌、寄生蟲卵和重金屬等)及未穩(wěn)定的有機(jī)物，脫水和穩(wěn)定困難，處理費用高。尋求有效的污泥減量方法，是近年來污泥處理處置領(lǐng)域的重點。解決污水處理廠污泥的問題的重要途徑之一，是通過對剩余污泥的適當(dāng)處理后再回流至污水處理過程實現(xiàn)有效減量和減容。剩余污泥的預(yù)處理技術(shù)是實現(xiàn)污泥減量化的關(guān)鍵之一?，F(xiàn)有的剩余污泥的預(yù)處理方法一般有超聲波、微波、熱解、酸化、堿解、臭氧、氯氣等。但這些剩余污泥預(yù)處理技術(shù)大都存在費用過高或效率較低的缺陷。這些缺陷嚴(yán)重制約了其大規(guī)模推廣應(yīng)用。如能針對污泥的特點以及已有技術(shù)的特點與不足，采取技術(shù)組合的方式，使預(yù)處理技術(shù)之間實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，相互強(qiáng)化，產(chǎn)生協(xié)同增效的處理效果，將在一定程度上降低處理成本、提高效率，實現(xiàn)剩余污泥預(yù)處理技術(shù)的實際應(yīng)用。在剩余污泥預(yù)處理技術(shù)組合中，超聲波與其它技術(shù)的組合方法已有報道，如中國發(fā)明專利申請200810071406. 3 “一種污泥預(yù)處理組合方法”公開了超聲波/臭氧聯(lián)合處理的技術(shù)，但由于超聲波和臭氧處理均能耗大，此聯(lián)合技術(shù)并未真正解決能耗過高的問題。迄今為止尚未見有關(guān)超聲波/二氧化氯耦合的剩余污泥處理的文獻(xiàn)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中單獨用超聲波或二氧化氯預(yù)處理剩余污泥能耗過高或效率不高的缺點，提供一種處理效率高，能耗相對較低的超聲波/ 二氧化氯耦合的剩余污泥減量預(yù)處理方法。超聲波破碎是通過交替的壓縮和擴(kuò)張產(chǎn)生空穴作用，利用空化泡內(nèi)高溫高壓，空化泡破碎產(chǎn)生的羥基自由基作用使污泥細(xì)胞破碎，從而加速污泥的水解溶胞過程。二氧化氯是通過二氧化氯與污泥中的微生物細(xì)胞發(fā)生氧化反應(yīng)，使得微生物細(xì)胞發(fā)生破裂，細(xì)胞質(zhì)溶出并從污泥固相中轉(zhuǎn)入水相中。同時，由于二氧化氯的強(qiáng)氧化作用，在溶解微生物細(xì)胞的同時，還能將污泥體內(nèi)或表面吸附的一部分無機(jī)成分與污泥固相分離，從而加速污泥的溶胞過程。本發(fā)明預(yù)處理方法先通過較高聲能密度較短時間的超聲波處理，使污泥堅硬的細(xì)胞壁被破壞，同時胞內(nèi)物質(zhì)從固相進(jìn)入水中，并有一部分細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到破壞，再通過二氧化氯的氧化，細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)被進(jìn)一步破壞，二氧化氯在溶解微生物細(xì)胞的同時，還能將污泥體內(nèi)或表面吸附的一部分無機(jī)成分與污泥固相分離，大大提高了處理效率。本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案
一種剩余污泥預(yù)處理方法，包括如下步驟將二級生物處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的剩余污泥先經(jīng)超聲波處理，后進(jìn)行二氧化氯處理，所述超聲波處理為將污泥液置于容器中，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)進(jìn)行超聲處理，所述超聲聲能密度為0. 5^1. 5W/mL，超聲作用時間2 10min，超聲波頻率為2(T40kHz ；所述二氧化氯在上述超聲處理后的污泥中加入二氧化氯，所述二氧化氯投加量為2 10mg/g干泥，處理時間20 80min，處理后的污泥部分或全部回流至二級生物處理系統(tǒng)中進(jìn)行消化減量處理。所述的二級生物處理系統(tǒng)為序列間歇式活性污泥法(SBR)。前述一種剩余污泥預(yù)處理方法，所述二氧化氯處理的反應(yīng)裝置為電磁或機(jī)械攪拌裝置，轉(zhuǎn)速為60 150r/min。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點
1)本發(fā)明處理成本低；
2)對環(huán)境友好、安全；
3)與在同樣條件下單獨使用超聲波或單獨使用二氧化氯相比，本發(fā)明處理效率高，處理后上清液溶解性COD增幅為700 2200%，TN增幅為150 210%，TP增幅為270 820%，與單獨采用超聲波或二氧化氯處理提高了污泥處理效率，降低了 Γ20%的能耗，降低了處理成本， 適用于剩余污泥的預(yù)處理，并可用于污泥生產(chǎn)農(nóng)業(yè)肥料的前處理，具有廣闊的應(yīng)用前景。具體實施方案
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1
佛山市某污水處理廠SBR中試系統(tǒng)，主體裝置為1. 5 X 1. 2X0. 9m的SBR反應(yīng)器，有效容積1260 L，運行周期共他，分5個階段進(jìn)水(0.5h)、曝氣(4h)、沉淀(1.5h)、排水 (0. 5h)、閑置(1.5h)。每周期排泥135 200g左右。經(jīng)檢測，剩余污泥性質(zhì)如下污泥濃度約 10 20g/L，溶解性 COD 為 32. 24mg/L, TN 為 15. 68mg/L, TP 為 3. 27mg/L, pH 為 7. 59。取 IL污泥液置于容器中，先在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)進(jìn)行超聲處理，工作頻率為20 kHz 40 kHz 交替進(jìn)行，超聲波聲能密度0. 5W/mL，處理時間aiiin ；后按照ang/g干泥投加二氧化氯，采用電磁攪拌器攪拌，在60r/min轉(zhuǎn)速攪拌下反應(yīng)lh。經(jīng)檢測，處理后污泥上清液溶解性COD增幅為795. 12% (增幅=(處理后濃度-處理前濃度)X 100%/處理前濃度，下同)，TN增幅為 158. 67%，TP增幅為四5. 83%，能耗比同樣效果條件下單獨二氧化氯降低了 5. 09%,比單獨超聲波處理降低6. 87%。實施例2:
佛山市某污水處理廠SBR中試系統(tǒng)，主體裝置為1. 5 X 1. 2X0. 9 m的SBR反應(yīng)器，有效容積1260 L，運行周期共他，分5個階段進(jìn)水(0.5h)、曝氣(4h)、沉淀(1.5h)、排水 (0. 5h)、閑置(1.5h)。每周期排泥135 200g左右。經(jīng)檢測，剩余污泥性質(zhì)如下污泥濃度約 10 20g/L，溶解性 COD 為 22. 29mg/L，TN 為 12. 86mg/L，TP 為 2. 98mg/L，pH 為 7. 27。取 IL 污泥液置于容器中，先在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)進(jìn)行超聲處理，工作頻率為20 kHz 40 kHz交替進(jìn)行，超聲波聲能密度0. 5W/mL，處理時間^iin ；后按照6mg/g干泥投加二氧化氯，采用電磁攪拌器攪拌，在lOOr/min轉(zhuǎn)速攪拌下反應(yīng)lh。污泥上清液溶解性COD增幅為1753. 87%， TN增幅為198. 67%，TP增幅為629. 17%，能耗比同樣效果條件下單獨二氧化氯降低了 5. 92%， 比單獨超聲波處理降低12. 92%。實施例3:
佛山市某污水處理廠SBR中試系統(tǒng)，主體裝置為1. 5 X 1. 2X0. 9 m的SBR反應(yīng)器，有效容積1260 L，運行周期共他，分5個階段進(jìn)水(0.5h)、曝氣(4h)、沉淀(1.5h)、排水 (0.證)、閑置(1.51!)。每周期排泥135 200g左右。經(jīng)檢測，剩余污泥性質(zhì)如下污泥濃度約 10 20g/L，溶解性 COD 為 29. 8mg/L, TN 為 14. 5mg/L, TP 為 3. 38mg/L, pH 為 7.四。取 IL污泥液置于容器中，先在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)進(jìn)行超聲處理，工作頻率為20 kHz 40 kHz 交替進(jìn)行，超聲波聲能密度lW/mL，處理時間aiiin ；后按照％ig/g干泥投加二氧化氯，采用電磁攪拌器攪拌，在80r/min轉(zhuǎn)速攪拌下反應(yīng)lh。污泥上清液溶解性COD增幅為854. 27%，TN 增幅為168. 67%，TP增幅為306. 25%，能耗比同樣效果條件下單獨二氧化氯降低了 4. 71%，比單獨超聲波處理降低16. 02%。實施例4:
佛山市某污水處理廠SBR中試系統(tǒng)，主體裝置為1. 5 X 1. 2X0. 9 m的SBR反應(yīng)器，有效容積1260 L，運行周期共他，分5個階段進(jìn)水(0.5h)、曝氣(4h)、沉淀(1.5h)、排水 (0.證)、閑置(1.51!)。每周期排泥135 200g左右。經(jīng)檢測，剩余污泥性質(zhì)如下污泥濃度約 10 20g/L，溶解性 COD 為 20. 15mg/L，TN 為 15mg/L，TP 為 0. 96mg/L，pH 為 7. 23。取 IL 污泥液置于容器中，先在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)進(jìn)行超聲處理，工作頻率為20 kHz 40 kHz交替進(jìn)行，超聲波聲能密度lW/mL，處理時間6min ；后按照6mg/g干泥投加二氧化氯，采用電磁攪拌器攪拌，在lOOr/min轉(zhuǎn)速攪拌下反應(yīng)lh。污泥上清液溶解性COD增幅為2213. 10%, TN 增幅為203. 67%，TP增幅為827. 08%,能耗比同樣效果條件下單獨二氧化氯降低了 7. 35%，比單獨超聲波處理降低23. 01%。上述僅為本發(fā)明的幾個具體實施方式
，由于污水處理工藝不同，產(chǎn)生的剩余污泥性質(zhì)有所差異，而且由于超聲波發(fā)生器的參數(shù)和性能有所區(qū)別，不同廠家生產(chǎn)的二氧化氯原料及濃度不同，因此在不違背本發(fā)明實質(zhì)和所附權(quán)利要求范圍的前提下，可以對本發(fā)明的一些參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以適應(yīng)具體的情況。但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求
1.一種超聲波/ 二氧化氯耦合的剩余污泥減量預(yù)處理方法，其特征在于包括如下步驟將二級生物污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥先進(jìn)行超聲波處理，再進(jìn)行二氧化氯處理；(1)超聲波處理將污泥液置于容器中，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)進(jìn)行超聲處理，超聲聲能密度為0. 5 1. 5W/mL，超聲作用時間2 lOmin，超聲波頻率為2(T40kHz ；(2)二氧化氯處理在上述超聲處理后的污泥中加入二氧化氯，二氧化氯投加量為 2^10mg/g干泥，處理時間2(T80min，處理后的污泥部分或全部回流至二級生物處理系統(tǒng)進(jìn)行消化減量處理。
2.如權(quán)利要求1所述的一種剩余污泥預(yù)處理方法，其特征在于所述的二級生物處理系統(tǒng)為序列間歇式活性污泥法。
3.如權(quán)利要求1所述的一種剩余污泥預(yù)處理方法，其特征在于所述二氧化氯處理中采用電磁或機(jī)械攪拌裝置，攪拌速度為60 150r/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及廢棄物的處理與處置技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種二級生物污水處理過程產(chǎn)生的剩余污泥的預(yù)處理方法。包括如下步驟將二級生物污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥，先經(jīng)超聲波處理，后經(jīng)二氧化氯處理，處理后的污泥部分或全部回流至二級生物處理系統(tǒng)中進(jìn)行消化減量處理。本發(fā)明首次將超聲波/二氧化氯聯(lián)合用于剩余污泥預(yù)處理，處理后上清液溶解性COD增幅為700~2200%，TN增幅為150~210%，TP增幅為270~820%，比單獨采用超聲波或二氧化氯處理提高了處理效率，降低了4~20%的能耗，降低了處理成本。適用于污水處理廠污泥減量處理，并可用于污泥生產(chǎn)農(nóng)業(yè)肥料的預(yù)處理，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C02F11/00GK102180577SQ20111006490
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者何向明, 李凌云, 謝義忠 申請人:南海發(fā)展股份有限公司