一種剩余活性污泥的減量化處理裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥處理技術領域，具體涉及一種剩余活性污泥的減量化處理裝置及方法。
【背景技術】
[0002]剩余污泥是污水生物處理過程中產生的固體沉淀物，是污水處理后的附屬品，這些剩余活性污泥的主要成分為細菌細胞物質，有機物濃度高且主要為固形物，如不進行妥善處理，這些污泥非常容易對地下水、土壤等造成二次污染，成為環(huán)境安全和公眾健康的威脅。好氧生物處理技術是污泥減量化處理的有效方法之一。目前，生物污泥的好氧生物減量處理方法主要為常壓好氧消化工藝，由于待處理剩余污泥的固體濃度高、有機物濃度高，需要消耗較多的溶解氧，而常壓下曝氣設備對氧的轉移效率低，混合液中溶解氧濃度低，因此，常壓污泥好氧消化工藝存在著對生物污泥的降解速率慢，需要較長的反應時間(20d左右)及較大的供氣量等問題。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明提出了一種剩余活性污泥的減量化處理裝置及方法，采用本發(fā)明，可以有效實現(xiàn)剩余活性污泥的減量化處理。
[0004]本發(fā)明所述的剩余活性污泥的減量化處理裝置包括高壓生物反應器和浮上分離器，高壓生物反應器底部通過出樣管與浮上分離器底部連通；浮上分離器一側下方設有澄清水排放管；高壓生物反應器頂部設有排氣主管，排氣主管上設有排氣支管；高壓生物反應器由上至下依次設有進樣管、加藥管和曝氣供氣管。
[0005]所述的排氣主管上設有至少兩個排氣支管；所述的每個排氣支管上均設有電磁閥和手動閥門。
[0006]所述的高壓生物反應器頂部設有壓力表和可調壓安全閥。
[0007]應用本發(fā)明所述的裝置進行剩余活性污泥的減量化處理的方法，其具體步驟為:
[0008](1)將待處理的剩余活性污泥放入高壓生物反應器，開啟曝氣供氣管；
[0009](2)調整排氣支管，在300-500S的時間內將高壓生物反應器內的壓力均勻的由0上升至P，然后在300-500S的時間內將高壓生物反應器內的壓力由P均勻下降為0，完成一個循環(huán)處理；
[0010](3)按照步驟(2)所述的循環(huán)處理過程循環(huán)處理4-6天后，通過加藥管向高壓生物反應器內加入除磷劑，混合反應20-30min，然后將生物反應器內部壓力升至P時，將處理完的污泥通過出樣管排入浮上分離器分離。
[0011 ] 具體工作時，將待處理的剩余活性污泥放入高壓生物反應器，開啟曝氣供氣管，為了保證所述的剩余活性污泥能夠較好的曝氣，保證反應器內氧的利用率，本發(fā)明所述的曝氣供氣管的供氣量為1.5-3.0L空氣/h.L池容，而且在該供氣量條件下，在相應的時間內，可以保證高壓生物反應器內的壓力達到處理剩余活性污泥所需的壓力條件。
[0012]本發(fā)明在具體處理過程中首先調整排氣支管，在300-500S的時間內將高壓生物反應器內的壓力均勻的由0上升至P，然后在300-500S的時間內將高壓生物反應器內的壓力由P均勻下降為0，完成一個循環(huán)處理；之所以采用這種處理方式，是因為在運行過程中剩余活性污泥中的細菌等微生物處于壓力不斷變化的環(huán)境中，可以強化其細胞膜的通透性，提高物質的傳質效率。當反應器內的壓力由0上升至P時，可以增強剩余活性污泥中的溶解氧濃度；由于本發(fā)明所述的曝氣過程是在較之常規(guī)曝氣要高出數(shù)倍乃至數(shù)十倍的水壓下充氧，剩余活性污泥中會溶有過飽和空氣以及生物氧化反應過程生成的廢氣(如C02等)，因此當反應器內的壓力由P下降至0時，可以脫除剩余活性污泥中所溶入的廢氣，以利于剩余活性污泥中重新注入新鮮空(氧)氣。采用本發(fā)明所述的循環(huán)處理過程，大大增加了氧的利用率，有機物降解速度快，具有更高的反應速率和去除效率，效果顯著。為了達到較好的處理效果，本發(fā)明所述的最高壓力P為5-15atm，最高壓力過小，循環(huán)變壓效果不明顯，最終處理效果不好；最高壓力過大，設備負荷過大。
[0013]為了對高壓生物反應器內的壓力實現(xiàn)方便有效控制，本發(fā)明所述的排氣主管上設有至少兩個排氣支管，優(yōu)選10個；所述的每個排氣支管上均設有電磁閥和手動閥門，由PLC按時間設定依次控制電磁閥的開啟與關閉。電磁閥僅通過開或閉控制排氣管是排氣還是關閉，不能調節(jié)排氣量，需要通過調節(jié)手動閥門開啟度大小控制每根排氣支管出氣量，調整好開啟度后處于敞開狀態(tài)。電磁閥和手動閥門兩者聯(lián)合應用，能夠方便有效的控制反應器內壓力，適應多種運行條件。
[0014]本發(fā)明中的剩余活性污泥經過生物降解后，會釋放出大量磷酸根，濃度可達50?100mgP/Lo因此，本發(fā)明在處理結束前用高壓加藥栗向反應器中加入鐵鹽或鋁鹽除磷劑，混合反應20-30min，除磷劑在反應器中與磷酸根混合反應生成不溶性的磷酸鹽，在浮上分離器中與污泥一起上浮，從而達到從澄清液中去除磷的目的。所述的除磷劑為硫酸鋁或氯化鐵；除磷劑與磷酸鹽的摩爾比為Fe3+/Al3+:P = 1.1。
[0015]之所以將處理完的剩余活性污泥在生物反應器內部壓力為P時，通過出樣管排入浮上分離器進行分離是因為此時壓力很大，大量空氣溶解在剩余活性污泥中，當其經出樣管流入上浮分離器時，由于出樣管出口處壓力大大降低，溶解在剩余活性污泥中的空氣析出形成大量微小氣泡，這些微小氣泡粘附在剩余活性污泥固體顆粒上，剩余活性污泥在微小氣泡的浮力作用下迅速上浮到液面形成浮渣而被分離去除，被澄清的水則流入污水廠的污水處理流程中進行處理。
[0016]本發(fā)明所述的待處理的剩余活性污泥是指污水處理廠產生的剩余活性污泥，懸浮固體濃度為8000?30000mg/L，主要為細菌細胞物質，有機物濃度高且主要為固形物。
[0017]綜上所述，本發(fā)明采用特定的處理裝置以及處理方法，對剩余活性污泥采用多周期壓力循環(huán)變化的方式進行處理，大大增加了氧的轉移利用效率，提高了有機物的降解速度，從而具有更高的反應速率和去除效率；將處理完的污泥在生物反應器內部壓力為P時排出，實現(xiàn)了浮渣與水的快速高效分離，并且在處理過程中輔以除磷步驟，使得不溶性磷酸鹽與浮渣一同上浮排出，進而達到除磷目的。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明結構示意圖；
[0019]圖中:1、高壓生物反應器，2、浮上分離器，3、出樣管，4、澄清水排放管，5、排氣主管，6、排氣支管，7、進樣管，8、加藥管，9、曝氣供氣管，10、電磁閥，11、手動閥門，12、壓力表，
13、可調壓安全閥。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]一種剩余活性污泥的減量化處理裝置，該裝置包括高壓生物反應器1和浮上分離器2，高壓生物反應器1底部通過出樣管3與浮上分離器2底部連通；浮上分離器2 —側下方設有澄清水排放管4 ;高壓生物反應器1頂部設有排氣主管5，排氣主管5上設有排氣支管6 ;高壓生物反應器1由上至下依次設有進樣管7、加藥管8和曝氣供氣管9。
[0022]所述的排氣主管5上設有10個排氣支管6 ;所述的每個排氣支管6上均設有電磁閥10和手動閥門11。
[0023]所述的高壓生物反應器1頂部設有壓力表12和可調壓安全閥13。
[0024]應用上述的裝置進行剩余活性污泥的減量化處理的方法，其具體步驟為:
[0025](1)將待處理的剩余活性污泥放入高壓生物反應器1，開啟曝氣供氣管9 ;
[0026](2)調整排氣支管6，在500s的時間內將高壓生物反應器1內的壓力均勻的由0上升至P，然后在500s的時間內將高壓生物反應器1內的壓力由P均勻下降為0，完成一個循環(huán)處理；
[0027](3)按照步驟2所述的循環(huán)處理過程循環(huán)處理6天后，通過加藥管