一種污水處理廠剩余活性污泥再利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于剩余活性污泥處理和資源化技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種污水處理廠剩余活性污泥再利用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)污水處理廠對剩余活性污泥循環(huán)利用目標(biāo)，達(dá)到對剩余活性污泥回收資源、能源目標(biāo)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國城鎮(zhèn)污水處理廠每年干污泥產(chǎn)量大約為30萬噸，并且每年以大約10%的速度增長，其處理處置費(fèi)用占污水處理廠總運(yùn)行費(fèi)用的25%?40%。然而我國剩余污泥處理水平比污水處理技術(shù)水平要落后許多，國內(nèi)擁有穩(wěn)定污泥處理設(shè)施的污水處理廠不足1/4，城鎮(zhèn)污水廠污泥的處理與處置已經(jīng)成為我國現(xiàn)代化建設(shè)過程中亟待解決的重大環(huán)境問題。但是活性污泥中的有機(jī)物含量在60%-75%，生物易降解有機(jī)組分在40%以上，磷約占污泥干重的5.0%，氮元素的含量更為豐富約9.3%，因此活性污泥中蘊(yùn)藏著極大的資源。但如何將其資源化利用是目前污水處理廠的技術(shù)瓶頸問題之一。
[0003]目前在污泥資源化減量化處理中常用的方法有投加酸、堿或臭氧的方法。常用的酸、堿物質(zhì)分別是HCI和NaOH溶液，二者均能有效地促進(jìn)污泥融胞釋放氮磷，對污泥減量化有很好的效果，但酸、堿的處理液色度均很重。中國發(fā)明專利“污泥碳源兩級堿性水解酸化回收方法”(CN101708932B)，中國發(fā)明專利“堿解預(yù)處理一磷酸銨鎂法回收磷氮一厭氧消化產(chǎn)甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法”(201310708860.6)中均使用堿解處理方法，但經(jīng)過5%Na0H處理污泥后上清液呈現(xiàn)黑褐色；且大量的Na+、OH造成上清液鹽度大，會(huì)增大后續(xù)處理出水色度、鹽度，不利于廢水達(dá)標(biāo)排放。10%HCI處理液呈現(xiàn)褐黃色，而且酸處理上清液中含有大量的Cl-離子。所以酸堿處理法都在處理系統(tǒng)中引入了新的污染物質(zhì)，不利于后續(xù)的進(jìn)一步厭氧消化產(chǎn)甲烷回收生物質(zhì)能。而臭氧法目前主要用于廢水三級處理，且臭氧法的設(shè)備一次性投入大，處理過程能耗高，因此會(huì)大幅度增加處理成本。
[0004]本實(shí)用新型利用污水廠現(xiàn)行處理設(shè)施，改變污泥處理工藝路線，將污水廠貯泥池(或污泥濃縮池)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，安裝曝氣和攪拌裝置，通過對攪拌裝置和攪拌方式的特殊設(shè)計(jì)增大污泥顆粒間接觸碰撞幾率和擠壓力，與曝氣形成的剪切力共同作用進(jìn)一步使污泥顆粒溶胞破解，達(dá)到污泥胞外聚合物剝離細(xì)胞破碎釋放氮磷的目的。對于曝氣攪拌后上清液進(jìn)一步利用中國專利“一種對廢水氮磷進(jìn)行鳥糞石資源化回收的裝置”(201420458242.0)對產(chǎn)生的MAP沉淀作為緩釋肥利用，將氮磷回收后的污泥進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷回收能源。由于曝氣攪拌使污泥溶胞釋放較多的蛋白質(zhì)、多糖等SC0D，所以厭氧產(chǎn)甲烷效率比通常污水廠污泥厭氧效率提高10-15%。本實(shí)用新型彌補(bǔ)了堿解工藝中堿解后污泥PH值高不利于后續(xù)厭氧產(chǎn)甲烷的缺陷，與其他處理系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)通過對污水廠現(xiàn)有設(shè)施改造達(dá)到污泥再利用的目標(biāo)，操作方便易行，沒有引入新的化學(xué)物質(zhì)，與酸、堿處理液相比，曝空氣的處理液與原污水顏色相近，有利于后續(xù)污泥厭氧消化處理，且氮磷資源與能源的回收降低約10-20%操作成本，達(dá)到污水廠實(shí)施清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對目前污水處理廠沒有針對剩余活性污泥再利用的處理系統(tǒng)，本實(shí)用新型的目的是提供一種污水處理廠剩余活性污泥再利用系統(tǒng)，利用污水廠貯泥池(或污泥濃縮池)結(jié)構(gòu)改造，安裝曝氣和攪拌裝置，通過對攪拌裝置和攪拌方式的特殊設(shè)計(jì)促使污泥氮磷物質(zhì)釋放到混合液中，當(dāng)曝氣量5L/L.min、曝氣時(shí)間為120h，污泥融胞釋放的氨氮和溶解性磷濃度分別達(dá)到160.2 ±15.3mg/L和119.3 ±13.lmg/L，再進(jìn)一步利用MAP沉淀法和中國專利“一種對廢水磷氮進(jìn)行鳥糞石資源化回收的裝置”(201420458242.0)對此氮磷進(jìn)行回收作為緩釋肥利用，將氮磷回收后的污泥進(jìn)一步厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷回收能源。最終排放體積減少50-60%，氮磷資源與能源的回收降低約10-20%操作成本，實(shí)現(xiàn)了污水處理廠清潔生產(chǎn)的理念。
[0006]為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)措施是:
[0007]一種污水處理廠剩余活性污泥再利用系統(tǒng)，曝氣攪拌池的活性污泥進(jìn)料口與二沉池的剩余活性污泥出料口連接，曝氣攪拌池的污泥上清液出口接MAP沉淀池的污泥上清液入口，曝氣攪拌池的底泥出口接厭氧調(diào)節(jié)池的底泥入口，MAP沉淀池的沉淀后上清液出口接厭氧調(diào)節(jié)池的沉淀后上清液入口，MAP沉淀池的沉淀物出口接MAP回收裝置的沉淀物入口，厭氧調(diào)節(jié)池的混合液出口接厭氧反應(yīng)器的混合液入口，厭氧反應(yīng)器的甲烷出口接甲烷儲(chǔ)罐的甲烷入口，厭氧反應(yīng)器的厭氧污泥排出口接機(jī)械脫水裝置的厭氧污泥入口。
[0008]上述中，機(jī)械脫水裝置還設(shè)置有排泥口。
[0009]上述中，曝氣攪拌池中的攪拌裝置由攪拌軸及6個(gè)相隔60°的長方形葉片組成。
[0010]上述中，曝氣攪拌池中的曝氣裝置設(shè)置在攪拌裝置的下面。
[0011]上述中，機(jī)械脫水裝置可以是真空過濾機(jī)、板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)和離心機(jī)等常用的機(jī)械脫水設(shè)備中一種，以離心機(jī)為例，經(jīng)過離心機(jī)脫水后污泥的含水率約78%。
[0012]在MAP沉淀池中投加鎂鹽溶液和磷鹽溶液，用5MNa0H調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液pH值8.9 ± 0.1，調(diào)整P/Mg/N摩爾比I/1.2/1，在投加藥劑時(shí)進(jìn)行攪拌，攪拌方式為800rpm攪拌5分鐘后、降為200rpm攪拌15分鐘，停止攪拌后沉淀3h，將沉淀后上清液排入?yún)捬跽{(diào)節(jié)池，產(chǎn)生的沉淀排放到分離回收裝置；
[0013]所述鎂鹽溶液的質(zhì)量百分比濃度為17%，所述鎂鹽溶液為MgCl2溶液、MgSO4溶液和MgO溶液中的一種；所述磷鹽溶液的質(zhì)量百分比濃度為5%，所述的磷鹽溶液為~&&?04溶液、Na2HPO4溶液、Na 3P04溶液、KH 2P04溶液和K 2ΗΡ04溶液中的一種。
[0014]對MAP沉淀池中的沉淀用中國專利“一種對廢水磷氮進(jìn)行鳥糞石資源化回收的裝置”(201420458242.0)進(jìn)行分離回收，得到的沉淀中磷酸銨鎂含量在92%以上作為緩釋肥利用。
[0015]上述中，厭氧反應(yīng)器為完全混合式厭氧反應(yīng)器、上流式厭氧污泥床、厭氧濾池、厭氧擋板反應(yīng)器、厭氧膨脹顆粒污泥床或厭氧序批式反應(yīng)器中一種。反應(yīng)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)后每次進(jìn)料的料液比l/3-l/5，C0D去除率82-87%以上，厭氧產(chǎn)甲烷效率高，在35°C時(shí)比通常污水廠污泥厭氧效率提高10-15%，厭氧反應(yīng)器中污泥最終再經(jīng)過機(jī)械脫水后進(jìn)行填埋處理，與初始剩余活性污泥相比，VSS減少80-90%，污泥最終排放體積減少50-60%。氮磷資源與能源的回收降低約10-20%操作成本，實(shí)現(xiàn)了污水處理廠清潔生產(chǎn)的理念。。
[0016]本實(shí)用新型具有以下的積極效果:
[0017](I)為污水處理廠提供整套對剩余活性污泥再利用的清潔生產(chǎn)技術(shù)路線，彌補(bǔ)目前污水廠沒有對剩余活性污泥利用的技術(shù)缺陷。與目前堿解工藝相比，充分實(shí)現(xiàn)對污泥中氮磷資源與能源高效回收利用的目標(biāo)，且不引入新的污染物，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益。
[0018](2)利用污水廠貯泥池(或污泥濃縮池)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，污泥融胞釋放的氨氮和溶解性磷濃度分別達(dá)到160.2 + 15.3mg/L和119.3 + 13.lmg/L，高于同條件下的10%HC1溶液和5%Na0H溶液處理液中氨氮的最大釋放濃度58.2mg/L、63.7mg/L與溶解性磷的最大釋放濃度92.48,76.12mg/L，對污泥總氮磷的回收率30_45%，高于酸、堿處理工藝。
[0019](3)本實(shí)用新型將曝氣攪拌池底泥與MAP沉淀后上清液混合，達(dá)到調(diào)節(jié)pH值的目的，在35°C時(shí)厭氧產(chǎn)甲烷效率比通常污水廠污泥厭氧產(chǎn)甲烷提高10-15%，污泥最終排放體積減少50-70%，克服了堿解處理后污泥pH值高不利于后續(xù)厭氧處理的技術(shù)缺陷。
[0020](4)經(jīng)本實(shí)用新型技術(shù)路線處理后，最終排放的污泥與初始剩余活性污泥相比，VSS減少80-90%，排放體積減少50-60%，比現(xiàn)有工藝極大地降低污泥處理費(fèi)用，氮磷資源與能源的回收降低約10-20%操作成本，實(shí)現(xiàn)了污水處理廠清潔生產(chǎn)的理念。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本實(shí)用新型的曝氣攪拌池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是圖2中攪拌裝置的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參照圖1至圖3，本實(shí)用新型提供的一種污水處理廠剩余活性污泥再利用系統(tǒng)，曝氣攪拌池I的活性污泥進(jìn)料口 8與二沉池的剩余活性污泥出料口連接，曝氣攪拌池I的污泥上清液出口 9接MAP沉淀池3的污泥上清液入口，曝氣攪拌池的底泥出口 10接厭氧調(diào)節(jié)池2的底泥入口，MAP沉淀池3的沉淀后上清液出口 11接厭氧調(diào)節(jié)池2的沉淀后上清液入口，MAP沉淀池3的沉淀物出口 12接MAP回收裝置4的沉淀物入口，厭氧調(diào)節(jié)池2的混合液出口 13接厭氧反應(yīng)器5的混合液入口，厭氧反應(yīng)器5的甲烷出口 14接甲烷儲(chǔ)罐7的甲烷