汙泥處理方法與流程
2023-05-09 00:16:51 1
本發明涉及汙水處理技術領域，特別是涉及一種資源能源回收利用型的汙泥處理方法。
背景技術：
目前，在城市生活汙水處理過程中，會產生大量的剩餘汙泥，如果處理處置不當，則很容易產生二次汙染。比如將剩餘汙泥集中堆放，會對堆放地的土壤產生較大的汙染，同時還會有汙染地下水的可能。
因此，現有的剩餘汙泥處理方法存在一些不足，導致了汙水廠剩餘汙泥的處理率非常低，這些不足主要包括以下幾個：
1)處理成本過高，有的處理成本甚至超過整個汙水廠運營成本的50％；
2)處理工藝落後，容易產生二次汙染；
3)汙水處理裝置佔地面積較大，導致已建成汙水處理廠無剩餘土地建設汙泥處理裝置；
4)處理效果差，處理後的剩餘汙泥中碳氮磷的含量依然很高，仍具有較大的潛在汙染性和危害性。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提出一種汙泥處理方法，以解決現有技術存在的技術問題。
基於上述目的，本發明提供的汙泥處理方法採用以下汙泥處理裝置進行汙泥處理，汙泥處理裝置內部設置擋板，所述擋板將汙泥處理裝置的內部分割為汙泥發酵格室和短程硝化格室，所述擋板與汙泥處理裝置的頂部之間留有缺口，所述汙泥發酵格室的頂部設置有鳥糞石回收格室，所述鳥糞石回收格室與所述缺口連通，所述短程硝化格室的頂部設置有ph調節格室，所述ph調節格室與所述缺口連通，所述ph調節格室在與所述缺口相對的一側開設有出口，所述出口的高度低於所述缺口的高度。
在本發明的一些實施例中，所述汙泥處理裝置還包括與所述汙泥發酵格室相連的進樣泵，用於將汙泥泵入汙泥發酵格室中，所述汙泥發酵格室的底部設置有排汙泵，用於排出汙泥發酵格室中的廢料。
在本發明的一些實施例中，所述汙泥處理裝置還包括與所述汙泥發酵格室相連的甲烷回收機構，用於回收汙泥發酵格室中產生的甲烷。
在本發明的一些實施例中，所述汙泥處理裝置還包括與所述汙泥發酵格室相連的輸送泵，用於將汙泥發酵格室中的上清液泵入鳥糞石回收格室中。
在本發明的一些實施例中，所述汙泥處理裝置還包括與所述鳥糞石回收格室相連的藥品添加機構，用於將藥品加入所述鳥糞石回收格室中。
在本發明的一些實施例中，所述短程硝化格室的底部設置有廢料排放泵，用於排出短程硝化格室中的廢料；
所述短程硝化格室的中部設置有亞硝酸產品收集泵，用於將亞硝酸泵入亞硝酸收集裝置中。
在本發明的一些實施例中，所述汙泥發酵格室內設置有第一攪拌器，所述ph調節格室內設置有第二攪拌器，所述短程硝化格室內設置有第三攪拌器。
所述汙泥處理方法包括以下步驟：
1)將剩餘汙泥通過進樣泵添加到汙泥發酵格室中，然後將汙泥發酵格室中發酵液的ph調節到9-11；
2)在第一攪拌器的攪拌下，厭氧發酵10-15天，發酵液的ph控制在9-11，發酵過程產生的甲烷通過甲烷回收機構13收集並儲存；
3)在發酵結束後停止攪拌2-5個小時，待泥水分離後，將上清液通過輸送泵輸送到鳥糞石回收格室中，藥品添加機構根據上清液中的總磷的濃度向鳥糞石回收格室3添加適當量的氯化鎂溶液，使鎂的濃度是磷的1-2倍，鎂離子和上清液中的氮磷離子反應生成的鳥糞石在鳥糞石回收格室3中沉澱回收；
4)與此同時，鳥糞石回收格室中反應後的溶液通過缺口從鳥糞石回收格室溢流出來，並流入ph調節格室，在第二攪拌器的攪拌下，溶液ph調節為6-8後，溶液再溢流到短程硝化格室中；
5)溶液進入短程硝化格室後，短程硝化格室的ph維持在5-8，通過曝氣機構使溶液的溶氧濃度維持在2-3mg/l，反應時間控制為1-3天；溶液中剩餘的氨氮在短程硝化汙泥的作用下，轉化為亞硝酸，反應完成後，停止曝氣和攪拌，待泥水分離後，含有高濃度亞硝酸根的上清液通過產品收集泵進入產品回收裝置回收。
從上面所述可以看出，本發明提供的汙泥處理方法大大降低了剩餘汙泥的處理成本和副產物的剩餘量；也大大減少了汙泥處理設備的佔地面積；而且，在汙泥處理工藝的基礎上加入了能源(甲烷)和資源(鳥糞石和亞硝酸)回收，使原本需要消耗成本的工藝轉變為有經濟收益的工藝。
附圖說明
圖1為本發明實施例的汙泥處理裝置的結構示意圖；
圖2為本發明實施例的汙泥處理裝置的甲烷產量、鳥糞石產量和亞硝酸產量示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
作為本發明的一個實施例，本發明提供的汙泥處理方法採用以下汙泥處理裝置進行汙泥處理，如圖1所示，其為本發明實施例採用的汙泥處理裝置的結構示意圖，所述汙泥處理裝置的內部設置擋板5，所述擋板5將汙泥處理裝置的內部分割為汙泥發酵格室1和短程硝化格室2，所述擋板5與汙泥處理裝置的頂部之間留有缺口6，所述汙泥發酵格室1的頂部設置有鳥糞石回收格室3，所述鳥糞石回收格室3與所述缺口6連通，所述短程硝化格室2的頂部設置有ph調節格室4，所述ph調節格室4與所述缺口6連通，所述ph調節格室4在與所述缺口6相對的一側開設有出口41，所述出口41的高度低於所述缺口6的高度。
進一步地，所述汙泥處理裝置還包括與所述汙泥發酵格室1相連的進樣泵11，所述進樣泵11用於將汙泥泵入汙泥發酵格室1中，所述汙泥發酵格室1的底部設置有排汙泵12，用於排出汙泥發酵格室1中的廢料。所述汙泥處理裝置還包括與所述汙泥發酵格室1相連的甲烷回收機構13，用於回收汙泥發酵格室1中產生的甲烷。所述汙泥處理裝置還包括與所述汙泥發酵格室1相連的輸送泵15，用於將汙泥發酵格室1中的上清液泵入鳥糞石回收格室3中。所述汙泥處理裝置還包括與所述鳥糞石回收格室3相連的藥品添加機構31，用於將藥品加入所述鳥糞石回收格室3中。進一步地，所述短程硝化格室2的底部設置有廢料排放泵22，用於排出短程硝化格室2中的廢料；所述短程硝化格室2的中部設置有亞硝酸產品收集泵23，用於將亞硝酸泵入亞硝酸收集裝置(圖中未示出)中。
優選地，所述汙泥發酵格室1內設置有第一攪拌器14，所述ph調節格室4內設置有第二攪拌器42，所述短程硝化格室2內設置有第三攪拌器21，從而使各個格室內的物料更加均勻。
所述汙泥處理裝置的使用方法包括：
1)將剩餘汙泥通過進樣泵11添加到汙泥發酵格室1中，然後將汙泥發酵格室1中發酵液的ph調節到9-11；
2)在第一攪拌器14的攪拌下，厭氧發酵10-15天，發酵液的ph通過ph調節裝置控制在9-11，發酵過程產生的甲烷通過甲烷回收機構13收集並儲存；
3)在發酵結束後停止攪拌2-5個小時，待泥水分離後，將上清液通過輸送泵15輸送到鳥糞石回收格室3中，藥品添加機構31根據上清液中的總磷的濃度向鳥糞石回收格室3添加適當量的氯化鎂溶液，使鎂的濃度是磷的1-2倍，鎂離子和上清液中的氮磷離子反應生成的鳥糞石在鳥糞石回收格室3中沉澱回收；
4)與此同時，鳥糞石回收格室3中反應後的溶液通過缺口6從鳥糞石回收格室3溢流出來，並流入ph調節格室4，在第二攪拌器42的攪拌下，溶液ph調節為6-8後，溶液再溢流到短程硝化格室2中；
5)溶液進入短程硝化格室2後，短程硝化格室的ph維持在5-8，通過曝氣機構使溶液的溶氧濃度維持在2-3mg/l，反應時間控制為1-3天。溶液中剩餘的氨氮在短程硝化汙泥的作用下，轉化為亞硝酸，反應完成後，停止曝氣和攪拌，待泥水分離後，含有高濃度亞硝酸根的上清液通過亞硝酸收集泵23進入亞硝酸回收裝置回收。
因為發酵產甲烷格室的反應時間為10-15天，而短程硝化格室的反應時間為1-3天，因此為提高反應速率和裝置利用率，一個短程硝化格室可以和5個汙泥發酵格室相連，共用同一個鳥糞石回收格室和ph調節格室。
由圖2可見，在為期60天的實驗過程中使用本裝置和方法處理剩餘汙泥可以穩定高效的資源和能源回收，其中每處理1升汙泥平均可獲得1958mg的鳥糞石，同時短程硝化格室出水中的亞硝酸氮平均濃度可以維持在326mg/l左右，另外，在汙泥發酵格室也可獲得平均值為80ml/gvss的甲烷產量。此結果說明，使用本發明的裝置可以高效的從汙泥中回收資源和能源。
作為本發明的一個實施例，各格室有效體積如下：汙泥發酵格室20l、鳥糞石回收格室5l、ph調節格室5l和短程硝化格室20l。實驗開始前，在汙泥發酵格室接種已經馴化好的在鹼性條件下可高效發酵汙泥產甲烷的汙泥，在短程硝化格室接種已經馴化好的可將氨氮高效轉化為亞硝酸的短程硝化汙泥。
如上所述，本發明提供的汙泥處理方法大大降低了剩餘汙泥的處理成本和處理後汙泥副產物中碳氮磷元素的剩餘量；也大大減少了汙泥處理設備的佔地面積；而且，在汙泥處理工藝的基礎上加入了能源(甲烷)和資源(鳥糞石和亞硝酸)回收，使原本需要消耗成本的工藝轉變為有經濟收益的工藝。
所屬領域的普通技術人員應當理解：以上任何實施例的討論僅為示例性的，並非旨在暗示本公開的範圍(包括權利要求)被限於這些例子；在本發明的思路下，以上實施例或者不同實施例中的技術特徵之間也可以進行組合，步驟可以以任意順序實現，並存在如上所述的本發明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節中提供。因此，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。