一種循環利用汙泥處理廢液促進汙泥無害處理的方法
2023-06-16 14:18:26
一種循環利用汙泥處理廢液促進汙泥無害處理的方法
【專利摘要】本發明涉及一種改進的汙泥處理方法，具體是一種循環利用汙泥處理後的廢液促進汙泥無害處理的方法，所述方法包括將汙泥處理後的廢液用來代替外源水源來稀釋汙泥原泥。
【專利說明】一種循環利用汙泥處理廢液促進汙泥無害處理的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種改進的汙泥處理方法，具體是一種循環利用汙泥處理後的廢液促進汙泥無害處理的方法，屬於環境工程技術。
【背景技術】
[0002]目前國內外所指的汙泥生物技術一般指用微生物法處理汙水處理過程中產生的活性汙泥。在汙泥處理處置方面來說，傳統意義上的生物法是指將濃縮的汙泥利用特定的微生物(例如，某些特定的菌群)進行厭氧消化，汙泥在厭氧菌作用下產生沼氣。目前所用的特定的微生物一般為嗜酸性微生物，利用特定的嗜酸性微生物，可以去除汙泥中的重金屬，同時將汙泥中的有害菌殺死。另外近幾年比較流行的生物法汙泥處理技術多指汙泥堆肥的發酵過程(汙泥堆肥技術)，汙泥添加外源物質(膨鬆劑、特定的菌群)後在好氧微生物作用下發酵，這些技術一般稱為汙泥的生物幹化技術。以上為生物技術在汙泥處理上已經不是新技術，國內有很多實際工程應用。
[0003]近期國內出現一種新技術一一生物浙浸幹化技術，是指將濃縮汙泥通過菌類微生物(例如，亞鐵硫桿菌，嗜酸硫桿菌等)等多種微生物在好氧的情況下作用於汙泥，打破汙泥的絮凝結構，改善汙泥的沉降性能，從而該變汙泥的脫水性能，達到汙泥脫水效果明顯的目的，實現汙泥的深度幹化。
[0004]該技術所用的菌類微生物(微生物複合菌)是由南京農業大學的周立祥教授發現，並經過改良、馴化後的特異性微生物:保藏號為CGMCC N0.0727的氧化亞鐵硫桿菌菌株(參見專利號ZL02112924.X)或保藏號為CGMCC N0.0759的氧化硫硫桿菌菌株(參見專利號ZL02137921.1)，均為嗜酸性菌株，上述發明專利的內容通過引用完全結合在本文中。城市汙水處理廠的濃縮汙泥(含水96%左右)中接種上述特異的菌類微生物在特定的條件下經過一段時間(大約40小時)反應，達到汙泥性質改變的目的，處理後的汙泥可以自然重力濃縮到含水92%，體積減少2/3，重金屬溶出率達80%以上。汙泥可不加任何絮凝劑經機械壓濾脫水至含水量60%以下，脫水汙泥產生量減少2/3。反應過程中汙泥的惡臭味消除，大腸桿菌等有害病菌大幅滅殺。而幹化後的汙泥中的有機質基本保持不變，保留了汙泥中有益成分，便於後續的資源化利用。該生物浙浸幹化技術的工藝流程可參見圖1。
[0005]上述生物浙浸幹化技術(工藝流程參見圖1)的最主要的缺點如下:
[0006]1)運營需要大量稀釋水:生物反應因為需要一定量的溶解氧，故對汙泥含水率有一定要求。最佳適合含水率97-98%。而汙水處理廠外運的濃縮汙泥為含水率80%。在汙泥接入生物浙浸幹化系統前需要加水稀釋至含水率98 %。
[0007]2)每天產生大量廢水:由含水率98%壓榨至含水率60%以下，汙泥體積是原來的1/20，而根據技術特點，產生的壓濾水PH值為4-5，直接回流至汙水處理廠，會產生處理費用。
[0008]3)消耗生物營養劑:維持生物的生長繁殖需要添加一定比例的生物營養劑，此營養劑需要額外添加。
[0009]4)需要用反應好的汙泥回流進行微生物的接種:在日常運營時，每天有大量汙泥進入生物浙浸系統，使微生物菌群的密度降低，數量減少。為此需要將反應好的汙泥做一定量的回流，不能全部壓濾出去，從而影響生產效率。
[0010]另外，嗜酸性菌的生存環境為酸性，一般的工藝過程是通過添加酸性生物營養劑將汙泥的PH值降到6以下，形成一個酸性環境後，經過一定時間繁殖，使菌群數量達到一定級別形成優勢菌群。
[0011]生物方法處理汙泥所採用的菌群，在生長繁殖過程中，需要一定量的溶解氧。而高濃度汙泥(含水率小於96% )會降低氧氣溶解量，從而減慢微生物的生長繁殖速度。所以對於汙泥處理工程來說，首先需要將汙泥稀釋到含水率97-98%。高於此數值，工程投資和佔地面積增加。低於此數值，溶氧量降低影響反應效果。
[0012]汙泥經過生物改性後呈酸性，PH值為4-5，進行機械壓榨後產生半乾泥PH值為4-5，壓濾水為PH值4左右。現如今的技術認為汙泥為汙水處理的一部分是濃縮的有害物質，而汙泥減量化最大的障礙就是汙泥含水率過高。經過脫水的汙泥體積大量減少的同時會產生大量的汙水。現有技術、化學方法和物理方法處理汙泥所產生的汙水來自於汙泥，是有害物質含量高的汙水，不能直接排放也不能直接利用。均直接進入汙水廠處理系統進行淨化。現在本工藝中的生物技術處理汙泥產生的廢水同樣作為汙泥減量化的附屬有害產品，需要經汙水處理廠淨化後才能排放。而採用生物法處理後汙泥的壓榨廢液(上清液)中，有一定量的微生物可作為接種，有微生物最適合的生長環境-酸性PH值為5以下，還有殘留的微生物生長所需的營養劑。如果將此部分壓榨廢液直接排放到汙水廠進行再處理，不但增加了處理的步驟和成本，壓榨廢液中含有酸性物質還可能造成對環境的菌群汙染，為汙水處理增加了困難。因此，目前需要開發出便於再處理與利用生物法處理後汙泥的壓榨廢液的方法。
【發明內容】
[0013]本發明涉及一種改進的汙泥處理方法，具體是一種循環利用汙泥處理後的廢液促進汙泥無害處理的方法。所述方法屬於對現有的生物浙浸幹化技術的改進。
[0014]具體而言，本發明的循環利用壓榨廢液促進汙泥無害處理的方法流程如下:
[0015](1)將來源於汙水處理廠的剩餘汙泥在汙泥混合池中用稀釋用水源稀釋至98% ；
[0016](2)步驟(1)中稀釋的汙泥進入含有特異性微生物菌的生物浙浸反應池，在鼓風機曝氣環境下進行48小時反應；
[0017](3)步驟⑵中反應好的汙泥排出到汙泥沉降池進行自然沉降；
[0018](4)步驟(3)中沉降後的汙泥進入脫水機房進行壓榨，沉降後的上清液流出到廢液收集池；
[0019](5)汙泥經壓濾機壓榨後產生的高幹度汙泥外運做資源再利用，壓榨產生的壓濾液排出到廢液收集池；
[0020](6)將廢液收集池中的液體(即，沉降步驟(3)的上清液和壓榨步驟(5)的壓濾液)回流至汙泥混合池，用作稀釋用水源來稀釋下一輪需要進行處理的汙泥，剩餘的少部分液體排出到汙水處理廠進行處理；
[0021](7)循環重複上述步驟(1)至(6)。
[0022]其中步驟(2)中所用的特異性微生物菌沒有特別限制，只要所述微生物菌適用於汙泥處理即可。例如，所述微生物菌可以選自保藏號為CGMCC N0.0727的氧化亞鐵硫桿菌菌株或保藏號為CGMCC N0.0759的氧化硫硫桿菌菌株。這兩株微生物菌可以購自中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(中國北京朝陽區大屯路中科院微生物研究所，100101)。
[0023]其中步驟￠)中廢液收集池中的液體包括步驟(3)中沉降的上清液和步驟(5)中壓榨的壓濾液。
[0024]所述廢液收集池設置在廢液出口位置，並且所示廢液收集池以耐酸性輸送水泵和輸送管道與汙泥混合池連接。
[0025]本發明所述的方法還包括設置控制系統，用來監控廢液存儲量和廢液流量。
[0026]在本發明的方法中，除了第一輪汙泥處理流程中需要用外來水源稀釋待處理的汙泥外，後續各輪處理均不需要再使用外來水源，在汙泥處理過程中收集的液體即可滿足汙泥稀釋用水的需求。
[0027]現有工藝包括其他工藝如採用化學方法和物理方法處理汙泥所產生的汙水來自於汙泥，是有害物質含量高的汙水，不能直接排放也不能直接利用。均直接進入汙水廠處理系統進行淨化。產生的汙水對於其對應的工藝處理技術實施和運營並沒有幫助，各項需控制指標超過排放標準，故現在生物技術處理汙泥產生的廢水同樣作為汙泥減量化的附屬有害產品，需要經汙水處理廠淨化後才能排放。
[0028]與現有的生物浙浸幹化技術(工藝流程參見圖1)相比，本發明的有益技術效果如下:
[0029]利用沉降步驟的上清液和壓榨步驟的壓濾液來稀釋待處理的汙泥原泥，既可以減少對外來水源的需求，節約用水，又可以減輕對汙泥處理後廢液的再處理負擔，還可以循環利用廢液以及廢液中的特異性微生物菌，具有很大的應用價值。具體來說，
[0030]1)減少廢水排放。壓濾液中的生物營養劑成分殘留，對於汙水處理是很大負擔。採用此方法每天減少汙水排放95%以上。
[0031]2)減少對稀釋水的消耗。80%含水率汙泥稀釋到98%含水率，每100噸泥需要900噸水稀釋。採用此方法後完全不需要外接水源。
[0032]3)增加菌的密度。生物法是靠菌群繁殖到一定的密度形成優勢菌群導致有害微生物死亡，從而改變汙泥脫水性能。廢液中有足夠密度的微生物，完全可用於接種和補充原泥中微生物數量。從而儘早的達到有效工作的密度。
[0033]4)創造有利於生物生長的酸性環境。傳統方法稀釋汙泥後PH值為7左右呈中性，需要大量的回流汙泥和生長時間以達到一個適合的酸性環境。採用汙泥處理後的廢液代替中水後，能夠直接將反應前的原泥PH值降到6以下，使嗜酸微生物直接生長繁殖。縮短達到需要密度的時間20%，從而在不需要增加土建投資和主要設備情況下直接提高生產能力。
[0034]5)減少生物營養劑消耗。維持生物生長需要添加一定量的酸性生物營養劑。而壓榨廢液中有殘留的生物營養劑加上一定量的微生物，使達到所需菌群密度的時間變短，相同外部條件下消耗的生物營養劑減少。降低日常消耗，降低運營成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]從下面結合附圖的詳細描述中，本發明的上述特徵和優點將更明顯，其中:
[0036]圖1是現有技術中的生物浙浸幹化技術的工藝流程圖；
[0037]圖2是本發明的循環利用汙泥處理後的廢液的汙泥處理的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0038]下面參照具體的實施例進一步描述本發明，但是本領域技術人員應該理解，本發明並不限於這些具體的實施例。
[0039]實施例1.(蘆村汙水處理廠汙泥幹化工程一期)
[0040]在現有的生物浙浸汙泥幹化工程中按照的圖1所示的工藝流程做的設計和施工，採用本發明方法(圖2)需要對現有設施做一些改進如下:
[0041]1)在廢液出口位置增加一個廢液收集池(廢液收集池大小根據產能設計)，反應好的汙泥經沉澱產生的上清液和壓榨後產生的壓濾液(廢液)流進廢液收集池進行儲存。
[0042]2)原廢液直接連接汙水處理廠進水管道，改為廢液收集池連接汙水處理廠的汙水進水管道。
[0043]3)廢液收集池後端增加輸送水泵(耐酸)、輸送管道。輸送管道連接到原系統中的進水管道，從而使收集的廢液可以代替原來採用的調節稀釋用水。
[0044]4)在原有的控制系統中增加一個程序，實現監控廢液存儲量、控制廢液流量，使汙泥混合池的汙泥濃度達到工藝要求。該改進的控制系統可以根據安裝在汙泥混合池的在線汙泥濃度儀所測定的汙泥含水率以及流量計的汙泥進泥量，控制經由耐酸性輸送水泵的廢液進入汙泥混合池的流量和時間，使汙泥混合池的汙泥濃度達到工藝要求的97-98%的含水率。上述實施方案中汙泥生物反應池中所用的微生物為保藏號為CGMCC N0.0727的氧化亞鐵硫桿菌菌株或保藏號為CGMCC N0.0759的氧化硫硫桿菌菌株。
[0045]實施例2.以對日處理20萬噸汙水所產生的200噸80 %含水率汙泥進行幹化處理為例
[0046]1，現有技術中生物浙浸幹化法處理汙泥每天需要稀釋中水1800噸，會產生一定的水費；排放Ph4左右的汙水1900噸。對汙水處理廠有一定的壓力，需要用大量的汙水進行稀釋。並有一定的汙水處理費用。而採用本方法後，直接節省中水1800噸/天，節省水費；同時排放汙水降低至100噸Ph值4左右。對汙水廠影響很小，汙水處理費用是原來的二十分之一。
[0047]2，現有技術中汙泥稀釋後進入生物浙浸反應池最初的PH值為6-6.5，每24小時可以下降0.7-1，48小時後PH值4-5之間時達到汙泥改性目的。採用本方法後，汙泥經廢液稀釋進入生物浙浸反應池的最初PH值在5.5以下，工程中反應時間在其他條件不變情況下減少至36小時。提高產能大於20%。
[0048]3，現有的生物浙浸技術在處理汙泥時採用回流比0.3進行菌種接種，影響生產效率。採用本方法後接種工作完全由稀釋用的廢液取代，相當於增加了生物浙浸池池容0.3倍，在土建和設備投資不變情況下處理能力增加30。綜合考慮(2)帶來影響原設計能力處理20萬噸汙水產生汙泥的工程可以處理25-30萬噸汙水所產生汙泥。
[0049]4，現有技術的生物浙浸法幹化汙泥，需要按比例額外添加微生物營養劑維持菌群的生長，添加比例與汙泥含水率和有機質含量有很大關係。採用本方法後在其他條件相同，營養劑添加量會降低5-10%。
[0050]上述實施方案中汙泥生物反應池中所用的微生物為保藏號為CGMCCN0.0727的氧化亞鐵硫桿菌菌株或保藏號為CGMCC N0.0759的氧化硫硫桿菌菌株。
[0051]應該理解，儘管參考其示例性的實施方案，已經對本發明進行具體地顯示和描述，但是本領域的普通技術人員應該理解，在不背離由權利要求書所定義的本發明的精神和範圍的條件下，可以在其中進行各種形式和細節的變化，可以進行各種實施方案的任意組合。
【權利要求】
1.一種改進的汙泥處理方法，所述方法包括下述流程:(1)將來源於汙水處理廠的剩餘汙泥在汙泥混合池中用稀釋用水源稀釋至98%； (2)步驟(1)中稀釋的汙泥進入含有特異性微生物菌的生物浙浸反應池，在鼓風機曝氣環境下進行48小時反應； (3)步驟(2)中反應好的汙泥排出到汙泥沉降池進行自然沉降； (4)步驟(3)中沉降後的汙泥進入脫水機房進行壓榨，沉降後的上清液流出到廢液收集池； (5)汙泥經壓濾機壓榨後產生的高幹度汙泥外運做資源再利用，壓榨產生的壓濾液排出到廢液收集池； (6)將廢液收集池中的液體回流至汙泥混合池，用作稀釋用水源來稀釋下一輪需要進行處理的汙泥，剩餘的少部分液體排出到汙水處理廠進行處理； (7)循環重複上述步驟(1)至(6)。
2.根據權利要求1所述的方法，其中步驟￠)中廢液收集池中的液體包括步驟(3)中沉降的上清液和步驟(5)中壓榨的壓濾液。
3.根據權利要求1所述的方法，所述廢液收集池設置在廢液出口位置，並且所示廢液收集池以耐酸性輸送水泵和輸送管道與汙泥混合池連接。
4.根據權利要求1所述的方法，所述方法還包括設置控制系統，用來監控廢液存儲量和廢液流量。
5.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(2)中所用的特異性微生物菌選自保藏號為CGMCC N0.0727的氧化亞鐵硫桿菌或保藏號為CGMCCN0.0759的氧化硫硫桿菌。
【文檔編號】C02F11/12GK104445851SQ201310421664
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】張衛華, 楊凱峰 申請人:北京中科國通環保工程技術有限公司