一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的装置及方法与流程

本发明涉及污泥处理技术领域，特别是涉及一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的装置及方法。

背景技术：

污水处理是将污水中的杂质浓缩成半固体形态，再从流体中分离出来的过程，分离出来的糊状浓缩质即为污泥。目前，污泥处理一直是困扰污水处理行业的难题，污泥处理设备大约占污水处理厂40％-60％的基建投资，污水处理厂50％左右成本是污泥处理费用。

传统的污泥处理方法是首先对污泥进行脱水、干燥，然后再进行焚烧或者填埋。这样的处理方法存在以下缺点和困难：

(1)由于污泥呈糊状，原污泥的含水率高达95％以上，必须进行多次脱水和干燥，需要昂贵的脱水和干燥设备以及巨大的能量消耗，并且需要巨大的处理场地；

(2)焚烧污泥会严重污染空气；

(3)因污泥中含有多种重金属和其他有毒有害物质，填埋后，这些重金属和有毒有害物质会渗入地下水，严重污染地下水；

(4)脱水和干燥完毕的污泥作为废物进行焚烧和填埋，不仅没有使污泥得到循环利用，而且巨额的脱水、干燥、焚烧、填埋以及其他成本和费用无疑是严重的浪费。

在城市不断发展过程中，城市污水产量在不断增加，目前全国各大城市的污水处置量都在进行爆发式的增长，国内目前大规模污水处理厂采用的主要方法是活性污泥方法，因此在污水处理的过程中必然产生剩余污泥，随着污水处理行业的不断发展和环保要求的不断提高，目前污水处理厂产生的剩余污泥已经是污水处理行业面临的另一个重大难题和挑战。因此，实有必要提出一种技术手段，以高效地处理污水处理厂产生的剩余污泥。

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采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的装置及方法，使用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的方法对污泥进行处理，具有对剩余污泥的处理量大、处理工序短、药剂使用量少等优点，能够有效减少污泥处理过程和处理后的污泥臭味，提高了资源利用率。

为达上述目的，本发明提供一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的装置，包括：生化池(16)、沉淀池(17)、污泥反应罐(1)、预调理池(2)、调理池(3)以及板框脱水机(4)，向所述生化池(16)内加入污水，待处理的污泥由所述生化池(16)产生，污水在生化池(16)内经过生化处理后连同产生的污泥进入所述沉淀池(17)，经所述沉淀池(17)处理过后的剩余污泥进入所述污泥反应罐(1)，剩余污泥进入所述污泥反应罐(1)内利用臭氧气体微气泡与之循环进行反应，经过所述污泥反应罐(1)处理过后的污泥送入所述预调理池(2)进行预处理，预处理后的污泥进入所述调理池(3)，在所述调理池(3)利用絮凝剂使得调理池(3)内的污泥形成浓缩污泥，最后所述浓缩污泥进入到所述板框脱水机(4)内进行低温干化脱水后排出。

优选地，所述沉淀池(17)产生的生化出水送入所述预调理池(2)或者经过排水口(13)直接排出。

优选地，所述装置还包括一微气泡发生器(7)及循环泵(9)，所述微气泡发生器(7)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所述循环泵(9)相连接，所述循环泵(9)另一侧则通过气体管路与污泥反应罐(1)相连，在反应过程中，利用所述微气泡发生器(7)对输入的臭氧气体产生臭氧气体微气泡，并利用所述循环泵(9)持续地将所述微气泡发生器(7)产生的臭氧气体微气泡连同剩余污泥循环送入所述污泥反应罐(1)内。

优选地，所述微气泡发生器(7)所使用的臭氧气体是通过将氧气送入一臭氧发生器(8)内经过氧化产生的。

优选地，所述调理池(3)内使用的絮凝剂为pac和pam两种，或者pam一种。

优选地，所述低温干化脱水利用一热水产生装置(5)产生热水进入所述板框脱水机(4)，于所述板框脱水机(4)内在一真空泵(10)的作用下形成不高于60摄氏度的水蒸气对浓缩污泥进行脱水。

优选地，所述装置还包括一冷凝器(6)，所述冷凝器(6)一侧通过气体管路与所述板框脱水机(4)相连，另一侧通过气体管路与所述真空泵(10)相连，所述板框脱水机(4)产生的不高于60摄氏度的水蒸气经过一冷凝器(6)冷凝处理后形成冷凝水送入所述生化池(16)，所述板框脱水机(4)产生的压滤液送入到所述生化池(16)内。

优选地，所述污泥反应罐(1)、预调理池(2)以及调理池(3)产生的上清液则送入到所述生化池(16)内。

优选地，所述污泥反应罐(1)产生的尾气送入所述生化池(16)进行曝气处理。

为达到上述目的，本发明还提供一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的方法，包括如下步骤：

步骤s1，向所述生化池(16)内加入污水，待处理的污泥由生化池(16)产生；

步骤s2，污水在生化池(16)内经过生化处理后连同产生的污泥进入所述沉淀池(17)，经过所述沉淀池(17)处理过后的剩余污泥送入污泥反应罐(1)；

步骤s3，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；

步骤s4，将经过所述污泥反应罐(1)处理过后的污泥送入预调理池(2)进行预处理，并将预处理过后的污泥送入调理池(3)；

步骤s5，向所述调理池(3)内加入絮凝剂，在所述调理池(3)利用絮凝剂使得所述调理池(3)内的污泥形成浓缩污泥；

步骤s6，将形成的浓缩污泥送入到板框脱水机(4)内进行低温干化脱水后排出。

与现有技术相比，本发明一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的装置及方法使用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的方法通过臭氧氧化将污泥中的胞外聚合物从污泥表面分离，并通过上清液返回到生化池，在生化池内作为碳源进行了回用，同时，臭氧降污泥细胞进行了破坏，污泥的胞内水更容易从胞内分离；通过以上调理池的药剂pac和pam使用量大幅度降低，结合低温真空干化环节，pam的使用量甚至可以为0，为后续的污泥处置减少了pam使用量，减少了污泥粘性；同时，臭氧氧化能氧化掉污泥中的臭味，真空干化脱水过程是密闭空间，且空间小，整个过程产生的臭味量少，最终脱水出来的污泥由于已经臭氧破壁、消毒，并且脱水过程中pam使用量极少，资源化利用率高。

附图说明

图1为本发明一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的装置的架构图；

图2为本发明一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的方法的步骤流程图。

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。

图1为本发明一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的装置的架构图。如图1所示，本发明一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的装置，包括生化池16、沉淀池17、污泥反应罐1、预调理池2、调理池3以及板框脱水机4。

具体地，通过进水口11向生化池16内加入污水，待处理的污泥由生化池16产生，污水在生化池16内经过生化处理后连同产生的污泥进入沉淀池17，沉淀池17一侧通过管道连接生化池16，另一侧则通过管道连接污泥反应罐1，经过沉淀池17处理过后的剩余污泥进入污泥反应罐1，此时剩余污泥的含水率约为99-99.5％，同时，沉淀池17还可通过管道连接预调理池2，沉淀池17产生的生化出水可进入预调理池2或者经过排水口13直接排出，剩余污泥进入污泥反应罐1内利用臭氧气体微气泡与之循环进行反应，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7、循环泵9连接，具体地，微气泡发生器7一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9相连接，循环泵9另一侧则通过气体管路与污泥反应罐1相连，在反应过程中，循环泵9持续从污泥反应罐1抽取剩余污泥，利用循环泵9持续循环地将微气泡发生器7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，微气泡发生器7所使用的臭氧气体可由氧气进口12进入到臭氧发生器8内的氧气经过氧化产生，经过污泥反应罐1处理过后的污泥送入预调理池2进行预处理，预调理池2一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3相连，经预处理过后的污泥进入调理池3，调理池3一侧通过管道与预调理池2连接，另一侧通过管道与板框脱水机4相连，向调理池3内加入絮凝剂，在调理池3利用絮凝剂使得调理池3内的污泥形成浓缩污泥，该浓缩污泥的含水率约为97％，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，形成的浓缩污泥进入到板框脱水机4内进行低温干化脱水，在本发明具体实施例中，所述低温干化脱水主要利用热水产生装置5产生的热水进入板框脱水机4，同时利用真空泵10对板框脱水机4抽取真空，在真空泵10的抽真空作用下形成不高于60摄氏度的水蒸气对浓缩污泥进行脱水，使得板框脱水机4出来的污泥含水率小于30％，经板框脱水机4脱水处理过后的污泥经过出泥口15出泥后外运处置，并且板框脱水机4出来的不高于60摄氏度的水蒸气可通过冷凝器6冷凝处理后形成冷凝水送入生化池16，该冷凝器6一侧通过气体管路与板框脱水机4相连，另一侧通过气体管路与真空泵10相连，同时真空泵10抽真空所产生的废气则经过排气口14排出后送入废气处理装置净化处理。

优选地，上述污泥反应罐1产生的尾气送入生化池16进行曝气处理；上述污泥反应罐1、预调理池2以及调理池3产生的上清液则送入到生化池16内作为碳源被利用，即返回生化池16再处理；所述板框脱水机4产生的压滤液也可送入到生化池16内再处理，所述热水产生装置5可以采用热水锅炉，该热水锅炉可以通过天然气加热、电加热或者蒸汽加热，本发明不以此为限。

图2为本发明一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的方法，包括如下步骤：

步骤s1，通过生化池16上的进水口11向生化池16内加入污水，待处理的污泥由生化池16产生。

步骤s2，污水在生化池16内经过生化处理后连同产生的污泥进入所述沉淀池17，经过沉淀池17处理过后的剩余污泥送入污泥反应罐1。

在本发明具体实施例中，此时剩余污泥的含水率约为99-99.5％，同时，可将沉淀池17产生的生化出水输出到预调理池2或者经过排水口13排出。

步骤s3，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。

在本发明具体实施例中，在反应过程中，利用循环泵9持续地将微气泡发生器7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，优选地，该微气泡发生器7所使用的臭氧气体可由氧气进口12进入到臭氧发生器8内的氧气经过氧化产生。

步骤s4，将经过污泥反应罐1处理过后的污泥送入预调理池2进行预处理，并将预处理过后的污泥送入调理池3。

优选地，于步骤s4中，还将污泥反应罐1产生的尾气送入生化池16进行曝气处理。

步骤s5，向调理池3内加入絮凝剂，在调理池3利用絮凝剂使得调理池3内的污泥形成浓缩污泥。

在本发明具体实施例中，所形成的浓缩污泥的含水率约为97％。具体地，所述絮凝剂可以是pac和pam两种，或者pam一种。

步骤s6，将形成的浓缩污泥送入到板框脱水机4内进行低温干化脱水后排出。

在本发明具体实施例中，利用热水产生装置5产生的热水进入板框脱水机4，在真空泵10的作用下形成不高于60摄氏度的水蒸气对浓缩污泥进行脱水，这样可使得板框脱水机4出来的污泥含水率小于30％(实践证明，当经过足够长的干化时间，出来的含水甚至低于10％)，经板框脱水机4脱水处理过后的污泥经过出泥口15出泥后外运处置。所述热水产生装置5可以采用热水锅炉，该热水锅炉可以通过天然气加热、电加热或者蒸汽加热，本发明不以此为限。

优选地，于步骤s6中，还将从板框脱水机4产生的不高于60摄氏度的水蒸气经过冷凝器6冷凝处理后形成冷凝水送入生化池16，将所述板框脱水机4产生的压滤液送入到生化池16内；真空泵10抽真空所产生的废气则经过排气口14排出后送入废气处理装置净化处理。

优选地，将所述污泥反应罐1、预调理池2以及调理池产生的上清液送入到生化池16内。

综上所述，本发明一种采用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的装置及方法使用微气泡臭氧氧化联合低温干化污泥的方法通过臭氧氧化将污泥中的胞外聚合物从污泥表面分离，并通过上清液返回到生化池，在生化池内作为碳源进行了回用，同时，臭氧降污泥细胞进行了破坏，污泥的胞内水更容易从胞内分离；通过以上调理池的药剂pac和pam使用量大幅度降低，结合低温真空干化环节，pam的使用量甚至可以为0，为后续的污泥处置减少了pam使用量，减少了污泥粘性；同时，臭氧氧化能氧化掉污泥中的臭味，真空干化脱水过程是密闭空间，且空间小，整个过程产生的臭味量少，最终脱水出来的污泥由于已经臭氧破壁、消毒，并且脱水过程中pam使用量极少，资源化利用率高。

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。