一种联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理装置及方法与流程

本发明涉及污泥处理技术领域，特别是涉及一种联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理装置及方法。

背景技术：

随着我国社会经济与工业生产水平的不断进步，污水处理规模持续增加，剩余污泥的产量也进一步上升，但是目前对污泥的处理还存在较多不足之处。目前常见的处理流程是浓缩、脱水及消化，这种处理方法过程繁琐，处理成本高昂。污泥薄层干化作为一种新型的污泥机械脱水方式，能将污泥含水率降到50％以下，但是缺少对污泥进行稳定化、减量化的预处理措施，导致污泥资源化利用程度低。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理装置及方法，通过将臭氧工艺作为薄层干化技术的预处理方法，实现污泥的稳定化与减量化的目的，同时在污泥处理过程中，提高了臭氧的氧化效率。

为达上述目的，本发明提供一种联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理装置，包括：

污泥反应罐(1)，用于将进入所述污泥反应罐(1)内的剩余污泥利用臭氧气体微气泡与之循环进行反应后送入预调理池(4)；

预调理池(4)，用于对经过污泥反应罐(1)处理过后的污泥进行预处理，并将预处理过后的污泥进入调理池(5)；

调理池(5)，用于利用絮凝剂对进入调理池(5)内的污泥进行调理形成浓缩污泥；

板框压滤机(7)，用于对进入所述板框压滤机(7)内的污泥进行脱水，并将脱水后的污泥送入薄层干化机(9)进行薄层干化；

薄层干化机(9)，用于对经板框压滤机(7)送入的污泥利用蒸汽产生装置产生的热水蒸气进行薄层干化。

优选地，所述剩余污泥处理装置还包括微气泡发生器(2)、循环泵(12)，所述微气泡发生器(2)一侧通过回流管路与污泥反应罐(1)连接，另一侧通过回流管路与循环泵(12)相连接，循环泵(12)另一侧通过气体管路与污泥反应罐(1)相连。

优选地，所述剩余污泥处理装置还包括臭氧发生器(3)，所述臭氧发生器(3)一侧通过气体管路与所述微气泡发生器(2)连接，另一侧通过气体管路与氧气源相连。

优选地，所述污泥反应罐(1)中臭氧曝气结束后产生的尾气通过气体管路进入生化池进行曝气，其中的剩余污泥进行泥水分离后，产生的上清液则通过管道返回至生化池。

优选地，所述预调理池(4)经预调理后的将含水率约为97％的污泥送入调理池(5)，泥水分离后的上清液通过管道返回至生化池。

优选地，所述薄层干化机(9)通过气体管道连接蒸汽产生装置(8)，所述蒸汽产生装置(8)通过管道供给薄层干化机(9)热水蒸气，在所述薄层干化机(9)内，经过热水蒸气进行加热干化，经所述薄层干化机(9)处理后的上清液通过管道返回至生化池内。

优选地，所述剩余污泥处理装置还包括冷凝器(6)，其一侧通过气体管路与所述薄层干化机(9)相连，所述薄层干化机(9)产生的水蒸气则经过所述冷凝器(6)冷凝处理后形成冷凝水送入生化池。

为达到上述目的，本发明还提供一种联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理方法，包括如下步骤：

步骤s1，将进入污泥反应罐(1)内的剩余污泥利用臭氧气体微气泡与之循环进行反应后送入预调理池(4)；

步骤s2，利用所述预调理池(4)对经过所述污泥反应罐(1)处理过后的污泥进行预处理，并将预处理过后的污泥进入调理池(5)内；

步骤s3，于所述调理池(5)内利用絮凝剂对进入所述调理池(5)内污泥进行调理形成浓缩污泥送入板框压滤机(7)；

步骤s4，对进入所述板框压滤机内的污泥进行脱水，并将脱水后的污泥送入薄层干化机(9)进行薄层干化；

步骤s5，于所述薄层干化机(9)内对经板框压滤机(7)送入的污泥利用热水蒸气进行薄层干化。

优选地，于步骤s1中，将含水率约为99～99.5％的剩余污泥通入所述污泥反应罐(1)中，使其在所述污泥反应罐(1)中停留2-3h，然后通过一微气泡发生器(2)对其持续进行臭氧曝气，从而污泥反应罐(1)中的剩余污泥实现泥水分离。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

一、本发明将污泥反应罐、预调理池、调理池与板框压滤机中的上清液回流至生化池，提高了污泥的资源化利用率。

二、本发明将臭氧微气泡氧化作为薄层干化的预处理工艺，对污泥细胞进行破壁使其溶出，提高了污泥的干化性能。

三、本发明利用微气泡发生器进行臭氧曝气，提高了臭氧利用率，使臭氧与污泥充分反应，与现有技术相比，臭氧用量降低，用少量的臭氧预处理即可减少污泥排放量，降低成本。

附图说明

图1为本发明一种联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理装置的架构图；

图2为本发明一种剩余污泥臭氧氧化与薄层干化联用的剩余污泥处理装置的污泥资源化流程图；

图3为本发明一种联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理方法的步骤流程图；

图4为本发明实施例中联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理装置的应用环境布置图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

臭氧是一种具有强氧化性的气体，可以通过破坏微生物的细胞壁，杀死生物体，使胞内物质溶出。因此，本发明将臭氧工艺作为薄层干化技术的预处理方法，通过臭氧破解溶胞技术，使污泥内的蛋白多糖释放出来，可实现污泥的稳定化；同时本发明还将上清液或者是破解后的污泥回流至生化系统，通过隐性增长实现污泥的减量化。

图1为本发明一种联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理装置的架构图。如图1所示，本发明一种联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理装置，包括：

污泥反应罐1，其一侧与剩余污泥的进泥管连接，另一侧与预调理池4相连，在污泥反应罐1内将进入污泥反应罐1内的剩余污泥利用臭氧气体微气泡与之循环进行反应后送入预调理池4。

在本发明具体实施例中，污泥反应罐1通过回流管路与微气泡发生器2、循环泵12连接，在反应过程中，利用循环泵12持续地将微气泡发生器2产生的臭氧气体微气泡连同剩余污泥循环送入污泥反应罐1内，具体地，微气泡发生器2一侧通过回流管路与污泥反应罐1连接，另一侧通过回流管路与循环泵12相连接，循环泵12另一侧通过气体管路与污泥反应罐1相连，循环泵12持续循环地抽取进入污泥反应罐1的剩余污泥送入微气泡发生器2与微气泡发生器2产生臭氧气体混合后送入污泥反应罐1内，微气泡发生器7所使用的臭氧气体是由臭氧发生器3内的氧气经过氧化产生的，具体地，臭氧发生器3，一侧通过气体管路与微气泡发生器2连接，另一侧通过气体管路与氧气源相连，本发明中，由氧气源进入臭氧发生器3的氧气在臭氧发生器3经过氧化产生臭氧通过气体管路进入微气泡发生器2。

具体地说，污泥反应罐1一侧通过进泥管，将含水率约为99～99.5％的剩余污泥通入污泥反应罐1中，使其在污泥反应罐1中停留2-3h，然后通过微气泡发生器2持续进行臭氧曝气，较佳地，臭氧投加量与污泥的质量比范围约为1:800～1:400，从而将污泥反应罐1中的剩余污泥实现泥水分离，分离后的污泥送入预调理池4。

优选地，当污泥反应罐1中臭氧曝气结束后，产生的尾气通过气体管路进入生化池进行曝气，污泥反应罐1中的剩余污泥进行泥水分离后，上清液则通过管道返回至生化池10，如图2所示，污泥在生化池(10)内生化处理后进入沉淀池(11)，经过沉淀池(11)处理过后的剩余污泥进入污泥反应罐(1)。

预调理池4，一侧通过管道与污泥反应罐1连接，另一侧通过管道与调理池5相连，用于对经过污泥反应罐1处理过后的污泥进行预处理，并将预处理过后的污泥进入调理池5。

在本发明具体实施例中，预调理池4还通过管道连接生化池，经过污泥反应罐1的臭氧曝气处理的污泥通过管道进入预调理池4内，可使用生化池出水进行淘洗。淘洗结束后，污泥进行泥水分离，上清液通过管道返回至生化池，经过预调理的污泥通过管道进入调理池5内。

调理池5，侧通过管道与预调理池4连接，另一侧通过管道与板框压滤机7相连，用于利用絮凝剂对进入调理池5内污泥进行调理形成浓缩污泥。

具体地，经过预调理的污泥通过管道进入调理池内，加入絮凝剂进行调理,调理结束后，污泥进行泥水分离，形成的浓缩污泥通过管道进入板框压滤机7，产生的上清液则通过管道返回至生化池，所述絮凝剂可以为pac(polyaluminumchloride，聚合氯化铝)和pam(聚丙烯酰胺)两种，或者pam一种。

板框压滤机7，一侧通过管道与调理池5连接，另一侧通过管道与薄层干化机相连，用于对进入板框压滤机内的污泥进行脱水，并将脱水后的污泥送入薄层干化机9进行薄层干化。

在本发明具体实施例中，经过调理的污泥通过管道进入板框压滤机7内，在板框压滤机7内进行脱水，产生的压缩液通过管道返回生化池内。出板框压滤机7后的污泥进入薄层干化机9利用热水蒸气进行薄层干化。

薄层干化机9,一侧通过管道与板框压滤机相连，用于对经板框压滤机7送入的污泥利用蒸汽产生装置产生的热水蒸气进行薄层干化。

在本发明具体实施例中，利用蒸汽产生装置8产生的热水蒸气进入薄层干化机9，对进入薄层干化机9的污泥进行脱水，经薄层干化机9脱水处理过后的污泥经过出泥口出泥后外运处置，优选地，本发明之剩余污泥处理装置还包括冷凝器6，一侧通过气体管路与薄层干化机9相连，经薄层干化机9出来的水蒸气则经过冷凝器6冷凝处理后形成冷凝水送入生化池，同时，经薄层干化机9处理后的上清液通过管道返回至生化池内。在本发明具体实施例中，蒸汽产生装置8可以是热水锅炉，其一侧以天然气、电、蒸气为能源，另一侧通过管道供给薄层干化机9热水。

图3为本发明一种联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理方法的步骤流程图。如图3所示，本发明一种联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理方法，包括如下步骤：

步骤s1，将进入污泥反应罐1内的剩余污泥利用臭氧气体微气泡与之循环进行反应后送入预调理池4。

在本发明具体实施例中，将污泥反应罐1一侧与剩余污泥的进泥管连接，另一侧与预调理池4相连，并将污泥反应罐1通过回流管路与微气泡发生器2、循环泵12连接，在反应过程中，利用循环泵12持续地将微气泡发生器2产生的臭氧气体微气泡连同循环剩余污泥送入污泥反应罐1内，具体地，微气泡发生器2一侧通过回流管路与污泥反应罐1连接，另一侧通过回流管路与循环泵12相连接，循环泵12另一侧通过气体管路与臭氧发生器相连，循环泵12持续循环地抽取进入污泥反应罐1的剩余污泥送入微气泡发生器2与微气泡发生器2产生臭氧气体混合后送入污泥反应罐1内，微气泡发生器7所使用的臭氧气体是由臭氧发生器8内的氧气经过氧化产生的，具体地，臭氧发生器3，一侧通过气体管路与微气泡发生器2连接，另一侧通过气体管路与氧气源相连，本发明中，由氧气源进入臭氧发生器3的氧气在臭氧发生器8经过氧化产生臭氧通过气体管路进入微气泡发生器2。

具体地说，污泥反应罐1一侧通过进泥管，将含水率约为99～99.5％的剩余污泥通入污泥反应罐1中，使其在污泥反应罐1中停留2-3h，然后通过微气泡发生器2持续进行臭氧曝气，臭氧投加量与污泥的质量比范围约为1:800～1:400，从而污泥反应罐1中的剩余污泥实现泥水分离，分离后的污泥送入预调理池4。

优选地，当污泥反应罐1中臭氧曝气结束后，产生的尾气通过气体管路进入生化池进行曝气，污泥反应罐1中的剩余污泥进行泥水分离后，上清液则通过管道返回至生化池。

步骤s2，利用预调理池4对经过污泥反应罐1处理过后的污泥进行预处理，并将预处理过后的污泥进入调理池5内。

在本发明具体实施例中，预调理池4一侧通过管道与污泥反应罐1连接，另一侧通过管道与调理池5相连，预调理池4还通过管道连接生化池，经过污泥反应罐1的臭氧曝气处理的污泥通过管道进入预调理池4内，可使用生化池出水进行淘洗。淘洗结束后，污泥进行泥水分离，上清液通过管道返回至生化池，经过预调理的污泥通过管道进入调理池5内。

步骤s3，于调理池5内利用絮凝剂对进入调理池3内污泥进行调理形成浓缩污泥送入板框压滤机7。

具体地，将调理池5一侧通过管道与预调理池4连接，另一侧通过管道与板框压滤机7相连，将经过预调理的含水率约为97％的污泥通过管道进入调理池内后，加入絮凝剂进行调理,调理结束后，污泥进行泥水分离，形成的浓缩污泥通过管道进入板框压滤机7，产生的上清液则通过管道返回至生化池，所述絮凝剂可以为pac(polyaluminumchloride，聚合氯化铝)和pam(聚丙烯酰胺)两种，或者pam一种。

步骤s4，对进入板框压滤机7内的污泥进行脱水，并将脱水后的污泥送入薄层干化机9进行薄层干化。

在本发明具体实施例中，将板框压滤机7一侧通过管道与调理池5连接，另一侧通过管道与薄层干化机9相连，经过调理的污泥通过管道进入板框压滤机7内，在板框压滤机7内进行压榨脱水。

步骤s5，于薄层干化机9内对经板框压滤机7脱水后送入的污泥利用蒸汽产生装置产生的热水蒸气进行薄层干化。

在本发明具体实施例中，将薄层干化机9一侧通过管道与板框压滤机相连，并利用管道连接蒸汽产生装置8，利用蒸汽产生装置8产生的热水蒸气进入薄层干化机9对污泥进行脱水，经薄层干化机9脱水处理过后的污泥经过出泥口出泥后外运处置，优选地，本发明之剩余污泥处理装置还包括冷凝器6，一侧通过气体管路与薄层干化机9相连，薄层干化机9出来的水蒸气则经过冷凝器6冷凝处理后形成冷凝水送入生化池，同时，经薄层干化机9处理后的上清液通过管道返回至生化池内。在本发明具体实施例中，蒸汽产生装置8可以是热水锅炉，其一侧以天然气、电、蒸气为能源，另一侧通过管道供给板框压滤机7热水。

实施例

图4为本发明实施例中联合微气泡臭氧氧化与薄层干化的剩余污泥处理装置的应用环境布置图。在本实施例中，臭氧发生器3与微气泡发生器2设置在臭氧机房，板框压滤机7、薄层干化机9、冷凝器6、热水锅炉8设置在脱水机房。

实施例1：通过进泥管，将含水率约为99％的剩余污泥通入污泥反应罐1中，使其在污泥反应罐1中停留2h，臭氧投加量与污泥的质量比范围约为1:400。曝气结束后，尾气通过气体管路进入生化池进行曝气，剩余污泥进行泥水分离，上清液通过管道返回至生化池。经过曝气处理的污泥通过管道进入预调理池4内，使用生化池出水进行淘洗。淘洗结束后，污泥进行泥水分离，上清液通过管道返回至生化池。经过预调理的污泥通过管道进入调理池5内，加入絮凝剂进行调理。调理结束后，污泥进行泥水分离，上清液通过管道返回至生化池。经过调理的污泥通过管道进入板框压滤机7内，进行脱水。出板框压滤机7后的污泥进入薄层干化机9利用热水锅炉产生的水蒸气进行干化，干化结束后，污泥外运处置，上清液通过管道返回至生化池内。水蒸气进入冷凝器6，形成冷凝水后通过管道返回至生化池内。

实施例2：通过进泥管，将含水率约为99.5％的剩余污泥通入污泥反应罐1中，使其在污泥反应罐1中停留3h，臭氧投加量与污泥的质量比范围约为1:800。曝气结束后，尾气通过气体管路进入生化池进行曝气，剩余污泥进行泥水分离，上清液通过管道返回至生化池。经过曝气处理的污泥通过管道进入预调理池4内，使用生化池出水进行淘洗。淘洗结束后，污泥进行泥水分离，上清液通过管道返回至生化池。经过预调理的污泥通过管道进入调理池5内，加入絮凝剂进行调理。调理结束后，污泥经行泥水分离，上清液通过管道返回至生化池。经过调理的污泥通过管道进入板框压滤机7内，进行脱水。出板框压滤机7后的污泥进入薄层干化机9利用热水锅炉产生的水蒸气进行干化，干化结束后，污泥外运处置，上清液通过管道返回至生化池内，水蒸气进入冷凝器6，形成冷凝水后通过管道返回至生化池内。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。