生化污泥趋零排放系统论文和设计-王萌

全文摘要

本实用新型涉及一种生化污泥趋零排放系统，包括曝气池、二沉池、以及沉淀池、臭氧反应塔、A曝气池和B曝气池，所述曝气池与二沉池相连通，所述二沉池还依次连通沉淀池、臭氧反应塔及A曝气池和B曝气池；所述从二沉池泵入本实用新型系统沉淀池污泥的量为二沉池污泥量的三分之一；所述臭氧反应塔以低臭氧浓度，高进气流量为原则，可使臭氧与污泥充分混合与氧化；污泥泵入所述本实用新型系统相互并联的A曝气池、B曝气池进行曝气，交替使用A\/B曝气池可为高效复合菌消化污泥提供一定的停留时间，然后再返回沉淀池参与下一次循环，经过如此多次氧化、加菌消化循环，可使整个处理系统中的污泥达到趋零排放。

主设计要求

1.一种生化污泥趋零排放系统，包括曝气池、二沉池、沉淀池、臭氧反应塔和并联的A曝气池和B曝气池，曝气池具有废水输入口和废水输出口，二沉池具有进废水口、废水输出口和污泥输出口，所述曝气池废水输出口与二沉池进废水口相连通，其特征在于：所述二沉池污泥输出口还依次连通沉淀池、臭氧反应塔及A曝气池和B曝气池；所述沉淀池具有污泥输入口、污泥输出口和排水口，所述二沉池的污泥输出口与沉淀池的污泥输入口相连，所述沉淀池的污泥输出口与臭氧反应塔相连，所述臭氧反应塔与相互并联的A曝气池和B曝气池相连，所述A曝气池和B曝气池将污泥重新排入沉淀池。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种生化污泥趋零排放系统，其特征在于：所述臭氧反应塔还包括曝气盘，所述曝气盘上分布有若干个曝气头；其中，所述曝气头上还具有反冲洗装置，能够防止污泥阻塞曝气头。

3.根据权利要求1所述的一种生化污泥趋零排放系统，其特征在于：所述A曝气池和B曝气池不与沉淀池相连，而与曝气池相连，或不采用相互并联的A曝气池和B曝气池。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及污泥处理领域，具体涉及一种生化污泥趋零排放系统。

背景技术

随着城市化进程的加快，工业和生活污水排放量日益增多。据不完全统计，截止到2017年，全国日处理万吨级以上污水厂达4400余座，并且95%左右的污水厂采用的是活性污泥法。活性污泥法虽然在净化废水方面具有能力强、效率高的特点，但会产生大量的剩余污泥。病菌、寄生虫卵和重金属都集中在污泥中。目前，重视污水治理而轻视污泥，殊不知“治水不治泥，污染大转移”。干化、填埋、焚烧等处理办法占去污水处理费的40%左右。为此，剩余污泥的处理处置已经成为污水处理厂的沉重负担，并且给生态环境也造成了破坏。所以，最佳的处理办法是从源头入手，进行污泥的趋零排放和零排放。

目前，从源头对污泥进行减量或零排放多见于生物膜法，虽然生物膜法管理方便，不会引起污泥膨胀，但是生物膜载体增加了系统投资，并且载体材料的比表面积小，反应装置容积有限，而且附着于固体表面的微生物的量难于控制，同时还存在膜脱落的隐患，因此增加了运行成本。

从源头对污泥进行减量或零排放还见于臭氧氧化和微生物分解方面。如常州纺织服装职业技术学院杨蕴敏、黄兴泉等人实用新型的《污泥零排放的污水处理系统》（专利号ZL201420114074.3）在臭氧氧化池前端增加了水解酸化池，先将污泥中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，但是这只适用于低浓度废水的预处理，并且水解后的COD不降反升。南京德磊科技有限公司实用新型的《污泥处理系统及其方法》（专利号ZL201310645801.9）采用内部涂抹催化层的管道反应器将臭氧与污泥（含水98%）进行混合氧化反应，虽然可以与臭氧发生器、射流器、泵等共同安装于一个箱体内部形成模块化，但管道反应器空间窄小，且污泥与臭氧反应停留的时间不够，不能使臭氧与污泥达到最大程度的混合与反应，不利于整体效果的提升。中国石化扬子石油化工有限公司王哲明、沈树宝等人实用新型的《一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法》（专利号ZL201210086018.9）在臭氧反应器后端增加了磁化池，利用磁场对微生物酶活性的强化作用，促进难降解片段和死亡微生物菌体的分解，虽然污泥的减量高达90%左右，但这仅是停留在实验室阶段，尚未提出可实际运行的方案。

因此，在不改变现有生化系统结构的基础上，研究开发一种切实可行的、可从污泥产生的源头对污泥进行趋零排放甚至零排放的技术具有十分重要的实用意义。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种在不改变传统生化系统原有结构的基础上，增添一支旁路循环的污泥趋零排放系统。

本实用新型采用的技术方案是：一种生化污泥趋零排放系统，包括曝气池、二沉池、沉淀池、臭氧反应塔和并联的A曝气池和B曝气池，曝气池具有废水输入口和废水输出口，二沉池具有进废水口、废水输出口和污泥输出口，所述曝气池废水输出口与二沉池进废水口相连通，其特征在于：所述二沉池污泥输出口还依次连通沉淀池、臭氧反应塔及A曝气池和B曝气池；所述沉淀池具有污泥输入口、污泥输出口和排水口，所述二沉池的污泥输出口与沉淀池的污泥输入口相连，所述沉淀池的污泥输出口与臭氧反应塔相连，所述臭氧反应塔与相互并联的A曝气池和B曝气池相连，所述A曝气池和B曝气池将污泥重新排入沉淀池。

进一步，所述臭氧反应塔还包括曝气盘，所述曝气盘上分布有若干个曝气头；其中，所述曝气头上还具有反冲洗装置，能够防止污泥阻塞曝气头。

进一步，所述A曝气池和B曝气池不与沉淀池相连，而与曝气池相连，或不采用相互并联的A曝气池和B曝气池。

生化污泥由有机物所构成，且主要来源于生活废弃物、排泄物、洗浴废水等等。因此，从生命科学的角度理解，污泥的本质是碳水化合物（糖原）。碳水化合物源自于地球上生长的植物，植物吸收土壤中的H_{2<\/sub>O、N、P、K等营养物质，并在光合作用下吸收CO_{2<\/sub>，从而生成粮食、果蔬供人类生活所需，然后再经人类排泄进入废水形成污泥。根据宇宙能量守恒的规律，在微生物的作用下污泥会分解成CO_{2<\/sub>、NO_{3<\/sub>和H_{2<\/sub>0，再返回自然界参与到宇宙的能量循环中，因此并不会产生污泥的污染。}}}}}

臭氧（O_{3<\/sub>）是氧的同素异形体，常温下无色气体，同时也是仅次于氟的强氧化剂。利用臭氧处理污泥是在传统活性污泥法工艺中增加一套臭氧处理系统，把部分或全部回流污泥引入臭氧处理系统中，利用其强氧化性，可将有机质和菌尸体溶解、氧化并使细胞破壁，更容易被高效复合菌所分解、消化吸收。如此多次氧化、曝气、加菌消化循环，可以达到废水、污泥双重处理的效果。}

另外，利用臭氧处理污泥达到减量还与污泥循环率（即回流）有关。循环率过低，会产生剩余污泥；反之，循环率过高，造成曝气池中污泥减少太多，污泥的处理可能无法进行。除此之外，处理效果与臭氧量、臭氧浓度及臭氧与污泥接触反应的时间有关。用臭氧对污泥处理，细胞被杀死，细胞壁被破坏，细胞质溶出，便于生物分解，提高了污泥（细菌）的可生物分解性。其次，臭氧的分解和曝气又增加了水中溶解氧，增加了生物活性，去除更多的有机物和氨的消化。再者，向曝气池投加复合菌后，采用间歇曝气方式，控制曝气池中溶解氧的浓度，使臭氧破壁后的细菌更容易被复合菌所分解消化。如此循环进行，剩余污泥便会出现趋零排放和零排放。

本实用新型产生的有益效果将结合实施例说明。

附图说明

图1是本实用新型的系统原理示意图；

图2是实施例二的系统原理示意图；

图3是实施例三的系统原理示意图。

具体实施方式

为了使上述内容更容易被理解，下面根据具体实施例并结合附图作进一步的说明。

实施例一

如图1所示，本实用新型生化污泥趋零排放系统包括有：曝气池1、二沉池2、沉淀池3、臭氧反应塔4、A曝气池5和B曝气池6，曝气池1具有废水输入口和废水输出口，二沉池2具有进废水口、废水输出口和污泥输出口，所述曝气池废水输出口与二沉池进废水口相连通，所述二沉池污泥输出口还依次连通沉淀池3、臭氧反应塔4及A曝气池5和B曝气池6。

优选地，所述沉淀池3具有污泥输入口、污泥输出口和排水口，且需从二沉池2不断地泵入一定量的污泥，每次泵入污泥的量为二沉池污泥量的三分之一，并对污泥进行沉淀、排水，然后再泵至臭氧反应塔4；所述臭氧反应塔4还包括曝气盘，且所述曝气盘上分布有若干个曝气头；其中，所述曝气头上还具有反冲洗装置，可以防止污泥阻塞曝气头。

优选地，从沉淀池所泵入的污泥在所述臭氧反应塔4内与臭氧充分溶解混合，并发生氧化反应；污泥被氧化后泵入互相并联的A曝气池5和B曝气池6进行曝气，并向A曝气池5、B曝气池6中投加高效复合菌，所述泵入A曝气池5和B曝气池6的污泥，需要在A\/B曝气池内停留大于24小时后再回流至沉淀池3重新参与旁路循环。

本实用新型采用的高效复合菌由假单胞菌群、芽孢杆菌属、科奈瑟菌科、硝酸菌群等多组分所构成。

优选地，本实施例适用于改造污泥量小的污水处理厂现有的生化系统，即在不改变现有生化系统的基本结构上，增添一支由沉淀池3、臭氧反应塔4、A曝气池5和B曝气池6所组成的旁路循环。

实施例二

如图2所示，本实用新型生化污泥趋零排放系统包括有：曝气池1、二沉池2、沉淀池3、臭氧反应塔4、A曝气池5和B曝气池6，曝气池1具有废水输入口和废水输出口，二沉池2具有进废水口、废水输出口和污泥输出口，所述曝气池废水输出口与二沉池进废水口相连通，所述二沉池污泥输出口还依次连通沉淀池3、臭氧反应塔4及A曝气池5和B曝气池6。

优选地，从沉淀池3所泵入的污泥在所述臭氧反应塔4内与臭氧充分溶解混合，并发生氧化反应；且所述臭氧反应塔以低臭氧浓度（30~50mg\/L），高进气流量为原则；污泥被氧化后再泵入本实用新型系统中互相并联的A曝气池5和B曝气池6进行曝气，并向A曝气池5、B曝气池6投加高效复合菌，所述泵入A曝气池5和B曝气池6的污泥，需要在A\/B曝气池内停留大于24小时后再回流至曝气池1重新参与系统循环，并向曝气池1中添加高效复合菌。

优选地，本实施例是一种改造污泥量较大的污水处理厂现有的生化系统，即在不改变现有生化系统的基本结构上，增添一支由沉淀池3、臭氧反应塔4、A曝气池5和B曝气池6所组成的旁路，并返回曝气池1进行循环。

实施例三

如图3所示，本实用新型生化污泥趋零排放系统还包括有：曝气池1、二沉池2、沉淀池3、臭氧反应塔4，曝气池1具有废水输入口和废水输出口，二沉池2具有进废水口、废水输出口和污泥输出口，所述曝气池废水输出口与二沉池进废水口相连通，所述二沉池污泥输出口还依次连通沉淀池3与臭氧反应塔4。

优选地，所述沉淀池3具有污泥输入口、污泥输出口和排水口，且需从二沉池2不断地泵入一定量的污泥，每次泵入污泥的量为二沉池污泥量的三分之一，并对污泥进行沉淀、排水，然后再泵出至臭氧反应塔4；所述臭氧反应塔4还包括曝气盘，且所述曝气盘上分布有若干个曝气头；其中，所述曝气头上还具有反冲洗装置，可以防止污泥阻塞曝气头。

优选地，从沉淀池3所泵入的污泥在所述臭氧反应塔4内与臭氧充分溶解混合，并发生氧化反应；且所述臭氧反应塔4以低臭氧浓度（30~50mg\/L），高进气流量为原则；污泥被氧化分解后泵回曝气池1重新参与系统循环，并向曝气池1中投加高效复合菌。

优选地，本实施例是另外一种改造污泥量较大的污水处理厂现有的生化系统，即在不改变现有生化系统的基本结构上，增添一支由沉淀池3、臭氧反应塔4所组成的旁路，并返回曝气池1进行循环。

上述所有实施例中，每次从二沉池泵至沉淀池的污泥的量，是二沉池污泥量的三分之一，且所用臭氧反应塔所需臭氧以低浓度（30~50mg\/L），高进气流量为原则，可使臭氧与污泥充分混合与氧化，另外每次泵至A曝气池、B曝气池或回流至曝气池参与曝气时，需为高效复合菌消化污泥提供一定的停留时间，一段时间之后再进入下一处理环节，多次循环，可使整个处理系统中的污泥达到趋零排放。

设计图

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