申請日2015.06.19
公開(公告)日2015.11.11
IPC分類號C02F11/00; C02F11/12; C02F11/04
摘要
本發(fā)明提供一種污泥穩(wěn)定化處理的方法，其主要特征在于把泥渣集中處理作為污泥穩(wěn)定化控制的目標，利用污泥衡斂消納和穩(wěn)定性控制技術，將污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥輸入由進泥管、渣泥分離的污泥消納處理裝置、內循環(huán)回泥裝置、排氣管或集氣及利用裝置、水封井、排水管構成的污泥處理系統(tǒng)，使污泥處理系統(tǒng)中的渣、泥、水分離，對泥渣、消化污泥、污水子系統(tǒng)的物理穩(wěn)定性進行控制管理，讓泥渣在前端集中累積并趨于穩(wěn)定化。該發(fā)明用渣泥水分離技術對污泥進行穩(wěn)定化處理，用污泥衡斂消納及物理穩(wěn)定性的控制技術，為污水處理系統(tǒng)的污泥提供穩(wěn)定化處理措施。
權利要求書
1.一種污泥穩(wěn)定化處理的方法，其特征在于是通過污泥處理設施和狀態(tài)控 制技術對污泥進行渣泥分離及穩(wěn)定化處理，污泥處理設施是污水處理工藝流程 之外的配套設施，至少包括進泥管、渣泥分離的污泥消納處理裝置、內循環(huán)回 泥裝置、排氣管或集氣及利用裝置、水封井、排水管，渣泥分離的污泥消納處 理裝置是高位儲泥消納池或者高位儲泥沉淀池與消化池或厭氧處理器組合的多 級渣泥分離處理裝置，渣泥分離的污泥消納處理裝置自前向后依次的容積空間 是泥渣容器空間、消化污泥容器空間、污水容器空間，不同的容器空間將污泥 穩(wěn)定化處理系統(tǒng)分解為泥渣、消化污泥、污水三個子系統(tǒng)，污泥處理系統(tǒng)的狀 態(tài)控制通過子系統(tǒng)進行渣、泥、水分離和狀態(tài)穩(wěn)定性管理，污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生 的污泥通過進泥管輸入裝置前端的泥渣容器空間，污泥在重力作用下逐級沉積， 比重大的污泥首先沉淀，有機質污泥在增量輸入及水力推動下進入下一級容器 空間，逐步使無機質污泥和有機質污泥形成分離，并隨著沉淀過程和時間的延 長，在裝置的后端形成以污水為主的污水容器空間，污泥中的渣、泥、水分別 停留在不同容器空間，形成了泥渣子系統(tǒng)、消化污泥子系統(tǒng)、污水子系統(tǒng)，污 泥穩(wěn)定化處理以泥渣穩(wěn)定性控制為主，是把系統(tǒng)中以泥砂、沉渣為主的泥渣集 中在泥渣容器空間進行處理，通過重力沉淀和濃縮、生化降解消減使泥渣趨于 穩(wěn)定化和無機化，清掏累積的泥渣讓泥渣的增量不超出設計泥渣容積空間的容 量，消化污泥子系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制是通過有機質的生化消減及污泥內循環(huán)回流， 使消化污泥趨于增量最小及污泥單位時間輸入-輸出的狀態(tài)平衡，污水子系統(tǒng)的 穩(wěn)定性控制是通過限制進泥量、限制消化污泥增長及污泥的回流轉移，使污水 容積空間容量不低于裝置的進泥量，在污泥處理系統(tǒng)前端進泥的同時，在推流 作用下，末端排出污水，這種進泥出水，渣泥分離的污泥穩(wěn)定化處理方法主要 包括以下步驟：
步驟1、在污水處理工藝系統(tǒng)之外建設至少包括進泥管、渣泥分離的污泥消 納處理裝置、內循環(huán)回泥裝置、排氣管或集氣及利用裝置、水封井、排水管的 污泥穩(wěn)定化處理設施，渣泥分離的污泥消納處理裝置是高位儲泥消納池或者高 位儲泥沉淀池與消化池或厭氧處理器組合的渣泥分離處理裝置，處理裝置是多 級串聯(lián)的封閉式容器，多級串聯(lián)容器空間之間的連通管設在液面之上，容器頂 部安裝有集氣利用裝置或引向外部排氣管，在消化污泥容器空間及污水容器空 間內安裝污泥回流管的內循環(huán)回泥裝置，內循環(huán)回泥管道經(jīng)過輸泥設備通向前 端的泥渣容器空間，污泥處理設施的污泥管連通污水處理系統(tǒng)的排泥管，渣泥 分離的污泥消納處理裝置的排水管經(jīng)過水封井后進入污水處理系統(tǒng)。
步驟2、輸入污泥，根據(jù)渣泥分離的污泥消納處理裝置后端污水容器空間的 污水容量，輸入不超出污水容量的污泥，污泥來自污水處理設施所產(chǎn)生的初沉 污泥及/或二沉污泥及/或剩余污泥及/或消化污泥及/或濃縮污泥，污泥通過污泥 管輸入渣泥分離的污泥消納處理裝置前端的泥渣容器空間，輸入的污泥逐級沉 淀并依次向后端的容器空間推移消化污泥和污水。
步驟3、消化污泥容器空間的有機污泥量控制，提高污泥生化降解的速率， 采取自然的污泥厭氧消化，或者通過加熱裝置進行中、高溫厭氧消化，或者添 加藥劑或添加生物酶進行污泥的生化消減處理，或者使用臭氧溶胞技術，使有 機污泥的降解速率提高，消化程度提高，使單位時間的污泥消減量趨于單位時 間的污泥輸入量，降低污泥增量，裝置所產(chǎn)生的消化氣被排放或收集利用。
步驟4、維持消化污泥子系統(tǒng)和污水子系統(tǒng)的狀態(tài)穩(wěn)定，在污泥經(jīng)過一定時 間生化降解后，用內循環(huán)回泥裝置將消化污泥容器空間及/或污水容器空間底部 的沉積污泥輸送回流到前端的泥渣容器空間，使整個污泥處理系統(tǒng)的泥渣集中 在泥渣容器空間進行沉積、濃縮和控制。
步驟5、泥渣穩(wěn)定化及控制管理泥渣容器空間的污泥量，通過對高位儲泥的 多級泥渣容器空間中泥量觀測，泥渣滿足穩(wěn)定化處理時間或檢測標準后，清掏 泥渣容器空間的泥渣，對清掏泥渣進一步處置或利用。
步驟6、污泥穩(wěn)定化處理及清掏后的循環(huán)工作，在泥渣容器空間中的泥渣清 掏后，繼續(xù)輸入污泥進行穩(wěn)定化處理，另用內循環(huán)回泥裝置和管道將消化污泥 容器空間及/或污水容器空間的底部沉泥輸送到泥渣容器空間，再次使污泥處理 系統(tǒng)的污泥自前向后依次在泥渣容器空間沉積、濃縮、降解、穩(wěn)定化處理。
2.根據(jù)權利要求1所述污泥穩(wěn)定化處理的方法，其特征在于所述渣泥分離 的污泥消納處理裝置是磚砌或鋼筋混凝土建造，或者是使用鋼筋混凝土預制組 合，或者采用鋼材或工程塑料或玻璃鋼復合材料加工的封閉容器，容器的俯視 形狀是圓形或多邊形的容器裝置，渣泥分離的污泥消納處理裝置是多級串聯(lián)的 容器，單體容器空間在液面位置設有高位的連通管或連通口直接連通或者安裝 閥門后連通相鄰的兩格空間，連通管或連通口直接連通容器空間或者安裝截污 導流溢流的裝置或堰板后連通容器空間，連通管水平或從下部進入后一級的容 器空間，容器空間的頂部封閉，設有排氣管或集氣裝置，至少在泥渣容器空間 的頂板部設有清掏檢查口或者活動蓋板，消化污泥容器空間和污水容器空間的 下部安裝至少一道內循環(huán)回泥管道，回泥管通過污泥泵或輸泥設備將污泥輸送 到前端的泥渣容器空間。
3.根據(jù)權利要求1所述污泥穩(wěn)定化處理的方法，其特征在于所述泥渣容器 空間是沉淀池或者由在池壁底部洞口連接有旁通儲泥室的沉淀池，單個泥渣容 器空間在液面以上側壁由連通管與下一級容器空間相連，沉淀池及/或旁通儲泥 室的頂板有清掏口或活動蓋板。
4.根據(jù)權利要求1所述污泥穩(wěn)定化處理的方法，其特征在于所述污水容器 空間是平流式沉淀池或雙層沉淀池或三相分離沉淀池的單體池體結構，雙層沉 淀池是由橫向隔板將泥水容器空間的池體分隔為上下兩部分空間，隔板上有沉 泥口，板面坡向沉泥口，三相分離沉淀池是由橫向隔板將泥水容器空間的池體 分隔為上下兩部分空間，隔板上有沉泥口，板面坡向沉泥口，隔板上有向上的 通氣管，通氣管的下底口位于板底面的高位處，通氣管通向液面以上。
5.根據(jù)權利要求1所述污泥穩(wěn)定化處理的方法，其特征在于所述高位儲泥 沉淀池與消化池或厭氧處理器組合的渣泥分離處理裝置，高位儲泥沉淀池以泥 渣容器空間為主的至少兩級串聯(lián)的容器空間，相鄰容器空間的連通管(口)設 在液面或泥面之上，高位儲泥沉淀池后端容器空間與消化池或厭氧處理器相通， 消化池或厭氧處理器主要包括消化污泥容器空間和污水容器空間，高位儲泥沉 淀池的液面或泥面標高不低于消化池或厭氧處理器的液面或泥面標高時，高位 儲泥沉淀池利用推流作用向消化池或厭氧處理器輸入污泥，當消化池或厭氧處 理器設在高于高位儲泥沉淀池的位置時，通過污泥管及污泥泵向消化池或厭氧 處理器輸入污泥，污泥回流時，消化池或厭氧處理器利用高差在重力作用下向 泥渣容器空間進行污泥回流或內循環(huán)回泥裝置向泥渣容器空間回流污泥。
說明書
一種污泥穩(wěn)定化處理的方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種污泥處理的方法。
背景技術
污水處理的同時產(chǎn)生污泥，污泥處理不當就會造成二次污染，根據(jù)國家的 有關要求，污水處理設施產(chǎn)生的污泥應進行穩(wěn)定化、無害化、資源化處理處置， 禁止處理處置不達標的污泥進入耕地，一般大中型污水處理廠的污泥處理設施 相對配套，中、小型污水處理設施的配套污泥處理設施不足，許多污水處理設 施甚至都沒有污泥處理設施，所產(chǎn)生污泥被簡單處理后填埋或堆放，造成環(huán)境 隱患。污泥的處理及處置不應該區(qū)別大型或小型，分散性的污泥同樣需要治理。 根據(jù)城市生活污水所產(chǎn)生污泥的成分構成，污泥含有大量有機物，不穩(wěn)定，含 水率高，應該首先進行污泥穩(wěn)定化處理。污泥穩(wěn)定化處理是使污泥趨向無機化 的處理過程，在污泥穩(wěn)定化處理過程中有兩個技術目標，一個是污泥中揮發(fā)性 有機物應充分降解，使可降解污泥趨于輸入-輸出的平衡，增量最小;另一個是 污泥的渣泥分離，讓穩(wěn)定化的污泥與未穩(wěn)定化的污泥分離，以便對穩(wěn)定化污泥 和未穩(wěn)定化的污泥分別進行處置或處理。沉渣以泥砂、污泥殘渣為主，無機質 含量大，有機質相對少，含水率低，是相對穩(wěn)定的污泥，渣泥分離的污泥消納 處理裝置是多級污泥處理設施，在污水處理系統(tǒng)中，利用高位儲泥消納池的渣、 泥、水分離的功能，結合重力濃縮、厭氧消化、生化作用等技術措施，采取渣 泥狀態(tài)控制技術，能夠實現(xiàn)對污水處理設施所產(chǎn)生污泥的穩(wěn)定化處理。
發(fā)明內容
本發(fā)明目的是為了解決中小型污水處理系統(tǒng)的污泥處理處置問題，設計了 一種配套在污水處理工藝系統(tǒng)的污泥處理及控制系統(tǒng)，使用具有渣泥分離條件 的儲泥消納設施進行污泥穩(wěn)定化處理的方法。
本發(fā)明是根據(jù)物理穩(wěn)定性及污泥衡斂消納理論，主要采用渣泥分離的污泥 消納處理裝置，對污泥中的可降解物質與難降解物質進行渣泥分離，并對污泥 系統(tǒng)進行物理狀態(tài)穩(wěn)定性控制的處理與處置。
沉渣是相對穩(wěn)定化的污泥，高位儲泥消納池是典型的渣泥分離的污泥消納 處理裝置，具有渣、泥、水分離及進行污泥消納處理的性能，高位儲泥消納池 是多級串聯(lián)的推流式沉淀消化池，高位儲泥消納池的過水洞口提升到水面以上， 并在過水洞口之前安裝具有截留漂浮層、溢流導流作用的導流通道，污泥隨水 流方向自前向后逐步沉淀累積，比重大的沉渣會優(yōu)先在前端沉淀，沉渣占用了 前端容積空間，就把有機污泥和污水推向后端容積空間，隨著逐級沉淀，后端 的容積空間中以污水為主，根據(jù)污泥衡斂消納原理，泥渣會隨著不斷的輸入而 逐步累積，當單位時間輸入的有機污泥量大于消納池中污泥分解消減量時，污 泥總量增加，當單位時間輸入的有機污泥量與消納池中消減的污泥量相等時， 則污泥的輸入-輸出平衡，有機污泥的總量不變，因此，當控制處理系統(tǒng)中的有 機污泥保持衡定時，就只需對增量的泥渣進行處置，泥渣屬于穩(wěn)定化的污泥， 量少，易脫水和濃縮，為保證處理系統(tǒng)的工藝穩(wěn)定性，可根據(jù)泥渣的增量情況 適時對前端泥渣進行清掏處置，將污水處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的污泥輸入高位儲泥穩(wěn) 定化系統(tǒng)，通過污水處理系統(tǒng)的污泥與高位儲泥消納設施中污水的空間置換， 使污泥進入消納池的前端，通過推流作用將消納池后端的污水再排入污水處理 系統(tǒng)，實現(xiàn)污水與污泥的循環(huán)式同步處理。
本發(fā)明技術方案的方法是通過污泥處理設施和狀態(tài)控制技術對污泥進行渣 泥分離及穩(wěn)定化處理，污泥處理設施是污水處理工藝流程之外的配套設施，至 少包括進泥管、渣泥分離的污泥消納處理裝置、內循環(huán)回泥裝置、排氣管或集 氣及利用裝置、水封井、排水管，渣泥分離的污泥消納處理裝置是高位儲泥消 納池或者高位儲泥沉淀池與消化池或厭氧處理器組合的多級渣泥分離處理裝 置，渣泥分離的污泥消納處理裝置自前向后依次的容積空間是泥渣容器空間、 消化污泥容器空間、污水容器空間，不同的容器空間將污泥穩(wěn)定化處理系統(tǒng)分 解為泥渣、消化污泥、污水三個子系統(tǒng)，污泥處理系統(tǒng)的狀態(tài)控制通過子系統(tǒng) 進行渣、泥、水分離和狀態(tài)穩(wěn)定性管理，污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥通過進泥管 輸入裝置前端的泥渣容器空間，污泥在重力作用下逐級沉積，比重大的污泥首 先沉淀，有機質污泥在增量輸入及水力推動下進入下一級容器空間，逐步使無 機質污泥和有機質污泥形成分離，并隨著沉淀過程和時間的延長，在裝置的后 端形成以污水為主的污水容器空間，污泥中的渣、泥、水分別停留在不同容器 空間，形成了泥渣子系統(tǒng)、消化污泥子系統(tǒng)、污水子系統(tǒng)，污泥穩(wěn)定化處理以 泥渣穩(wěn)定性控制為主，是把系統(tǒng)中以泥砂、沉渣為主的泥渣集中在泥渣容器空 間進行處理，通過重力沉淀和濃縮、生化降解消減使泥渣趨于穩(wěn)定化和無機化， 清掏累積的泥渣讓泥渣的增量不超出設計泥渣容積空間的容量，消化污泥子系 統(tǒng)的穩(wěn)定性控制是通過有機質的生化消減及污泥內循環(huán)回流，使消化污泥趨于 增量最小及污泥單位時間輸入-輸出的狀態(tài)平衡，污水子系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制是通 過限制進泥量、限制消化污泥增長及污泥的回流轉移，使污水容積空間容量不 低于裝置的進泥量，在污泥處理系統(tǒng)前端進泥的同時，在推流作用下，末端排 出污水，這種進泥出水，渣泥分離的污泥穩(wěn)定化處理方法主要包括以下步驟：
步驟1、在污水處理工藝系統(tǒng)之外建設至少包括進泥管、渣泥分離的污泥消 納處理裝置、內循環(huán)回泥裝置、排氣管或集氣及利用裝置、水封井、排水管的 污泥穩(wěn)定化處理設施，渣泥分離的污泥消納處理裝置是高位儲泥消納池或者高 位儲泥沉淀池與消化池或厭氧處理器組合的渣泥分離處理裝置，處理裝置是多 級串聯(lián)的封閉式容器，多級串聯(lián)容器空間之間的連通管設在液面之上，容器頂 部安裝有集氣利用裝置或引向外部排氣管，在消化污泥容器空間及污水容器空 間內安裝污泥回流管的內循環(huán)回泥裝置，內循環(huán)回泥管道經(jīng)過輸泥設備通向前 端的泥渣容器空間，污泥處理設施的污泥管連通污水處理系統(tǒng)的排泥管，渣泥 分離的污泥消納處理裝置的排水管經(jīng)過水封井后進入污水處理系統(tǒng)。
步驟2、輸入污泥，根據(jù)渣泥分離的污泥消納處理裝置后端污水容器空間的 污水容量，輸入不超出污水容量的污泥，污泥來自污水處理設施所產(chǎn)生的初沉 污泥及/或二沉污泥及/或剩余污泥及/或消化污泥及/或濃縮污泥，污泥通過污泥 管輸入渣泥分離的污泥消納處理裝置前端的泥渣容器空間，輸入的污泥逐級沉 淀并依次向后端的容器空間推移消化污泥和污水。
步驟3、消化污泥容器空間的有機污泥量控制，提高污泥生化降解的速率， 采取自然的污泥厭氧消化，或者通過加熱裝置進行中、高溫厭氧消化，或者添 加藥劑或添加生物酶進行污泥的生化消減處理，或者使用臭氧溶胞技術，使有 機污泥的降解速率提高，消化程度提高，使單位時間的污泥消減量趨于單位時 間的污泥輸入量，降低污泥增量，裝置所產(chǎn)生的消化氣被排放或收集利用。
步驟4、維持消化污泥子系統(tǒng)和污水子系統(tǒng)的狀態(tài)穩(wěn)定，在污泥經(jīng)過一定時 間生化降解后，用內循環(huán)回泥裝置將消化污泥容器空間及/或污水容器空間底部 的沉積污泥輸送回流到前端的泥渣容器空間，使整個污泥處理系統(tǒng)的泥渣集中 在泥渣容器空間進行沉積、濃縮和控制。
步驟5、泥渣穩(wěn)定化及控制管理泥渣容器空間的污泥量，通過對高位儲泥的 多級泥渣容器空間中泥量觀測，泥渣滿足穩(wěn)定化處理時間或檢測標準后，清掏 泥渣容器空間的泥渣，對清掏泥渣進一步處置或利用。
步驟6、污泥穩(wěn)定化處理及清掏后的循環(huán)工作，在泥渣容器空間中的泥渣清 掏后，繼續(xù)輸入污泥進行穩(wěn)定化處理，另用內循環(huán)回泥裝置和管道將消化污泥 容器空間及/或污水容器空間的底部沉泥輸送到泥渣容器空間，再次使污泥處理 系統(tǒng)的污泥自前向后依次在泥渣容器空間沉積、濃縮、降解、穩(wěn)定化處理。
所述的渣泥分離的污泥消納處理裝置是磚砌或鋼筋混凝土建造，或者是使 用鋼筋混凝土預制組合，或者采用鋼材或工程塑料或玻璃鋼復合材料加工的封 閉容器，容器的俯視形狀是圓形或多邊形的容器裝置，渣泥分離的污泥消納處 理裝置是多級串聯(lián)的容器，單體容器空間在液面位置設有高位的連通管或連通 口直接連通或者安裝閥門后連通相鄰的兩格空間，連通管或連通口直接連通容 器空間或者安裝截污導流溢流的裝置或堰板后連通容器空間，連通管水平或從 下部進入后一級的容器空間，容器空間的頂部封閉，設有排氣管或集氣裝置， 至少在泥渣容器空間的頂板部設有清掏檢查口或者活動蓋板，消化污泥容器空 間和污水容器空間的下部安裝至少一道內循環(huán)回泥管道，回泥管通過污泥泵或 輸泥設備將污泥輸送到前端的泥渣容器空間。
所述的泥渣容器空間是沉淀池或者由在池壁底部洞口連接有旁通儲泥室的 沉淀池，單個泥渣容器空間在液面以上側壁由連通管與下一級容器空間相連， 沉淀池及/或旁通儲泥室的頂板有清掏口或活動蓋板。
所述的污水容器空間是平流式沉淀池或雙層沉淀池或三相分離沉淀池的單 體池體結構，雙層沉淀池是由橫向隔板將泥水容器空間的池體分隔為上下兩部 分空間，隔板上有沉泥口，板面坡向沉泥口，三相分離沉淀池是由橫向隔板將 泥水容器空間的池體分隔為上下兩部分空間，隔板上有沉泥口，板面坡向沉泥 口，隔板上有向上的通氣管，通氣管的下底口位于板底面的高位處，通氣管通 向液面以上。
所述的高位儲泥沉淀池與消化池或厭氧處理器組合的渣泥分離處理裝置， 高位儲泥沉淀池以泥渣容器空間為主的至少兩級串聯(lián)的容器空間，相鄰容器空 間的連通管(口)設在液面或泥面之上，高位儲泥沉淀池后端容器空間與消化 池或厭氧處理器相通，消化池或厭氧處理器主要包括消化污泥容器空間和污水 容器空間，高位儲泥沉淀池的液面或泥面標高不低于消化池或厭氧處理器的液 面或泥面標高時，高位儲泥沉淀池利用推流作用向消化池或厭氧處理器輸入污 泥，當消化池或厭氧處理器設在高于高位儲泥沉淀池的位置時，通過污泥管及 污泥泵向消化池或厭氧處理器輸入污泥，污泥回流時，消化池或厭氧處理器利 用高差在重力作用下向泥渣容器空間進行污泥回流或內循環(huán)回泥裝置向泥渣容 器空間回流污泥。
本發(fā)明針對污水處理系統(tǒng)所產(chǎn)生的污泥難以處理，特別是城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn) 生污泥難以穩(wěn)定化處理的問題，根據(jù)污泥衡斂消納和物理穩(wěn)定性的原理，通過 渣泥分離的污泥消納處理裝置進行污泥存儲和消化，使泥渣和污泥分開，實現(xiàn) 污泥穩(wěn)定化和污泥的衡斂消納狀態(tài)穩(wěn)定。本發(fā)明的有益之處在于解決污水處理 系統(tǒng)的污泥穩(wěn)定化處理問題。
