公布日：2022.08.05
申請日：2022.05.26
分類號：C02F3/34(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化系統(tǒng)與工藝。工藝包括將經(jīng)生化O/A池處理進入二沉池固液分離后輸出的高無機率污泥在超聲單元與攪拌單元的聯(lián)合作用下使菌膠團包裹的無機微粒充分脫落，將混合污泥送至旋流分離器分選出有機污泥(輕質(zhì)污泥)與無機污泥(重質(zhì)污泥)；分離出的重質(zhì)污泥經(jīng)污泥脫水系統(tǒng)處理后外運處置，分離出的輕質(zhì)污泥依序經(jīng)由污泥儲備系統(tǒng)培養(yǎng)增殖，菌種制備系統(tǒng)濃縮干化制得固體微生物菌劑，菌種活化系統(tǒng)活化固體微生物菌劑并回用至生化O/A池。本申請對生化池污泥進行輕重質(zhì)分離，提高污泥活性、生化處理能力與效率，并利用活性輕質(zhì)污泥制備干化菌種保存與利用，提供剩余污泥新的資源化利用途經(jīng)。
權(quán)利要求書
1.一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，包括：將經(jīng)由生化O/A池處理的煤氣化廢水泵入二沉池固液分離后輸出高無機率污泥并送至重質(zhì)污泥改性系統(tǒng)在超聲單元與攪拌單元的聯(lián)合作用下使菌膠團包裹的無機微粒得以充分釋放與脫落同時不影響污泥的微生物保有量，而后將混合污泥泵送至旋流分離器依據(jù)淤沙和污泥在粒徑和密度上的差異分選出輕質(zhì)污泥與重質(zhì)污泥；分離出的重質(zhì)污泥經(jīng)污泥脫水系統(tǒng)處理后外運處置，分離出的輕質(zhì)污泥依序經(jīng)由污泥儲備系統(tǒng)培養(yǎng)增殖，菌種制備系統(tǒng)濃縮干化制得固體微生物菌劑，菌種活化系統(tǒng)投放營養(yǎng)物活化固體微生物菌劑并回用至生化O/A池以補充用于廢水處理的有益微生物；其中，所述超聲單元采用的超聲波段為20kHz-30kHz，水力停留時間為5-15min，超聲處理時的聲能密度為0.1-2W/ml。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述攪拌單元設(shè)置有攪拌器，所述攪拌器偏心裝設(shè)以增強污泥軸向混合；和/或，所述旋流分離器的進料速度為8-12m/s，入料壓力為0.1-0.25MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述污泥儲備系統(tǒng)設(shè)置用于微生物培養(yǎng)的營養(yǎng)物投放口，通過投放營養(yǎng)物進行培養(yǎng)增殖，所述營養(yǎng)物包括碳源、氮源、磷源及微量元素，污泥儲備系統(tǒng)回連至生化O/A池以補充用于廢水處理的富含有益微生物的活性污泥，所述污泥儲備系統(tǒng)培養(yǎng)增殖的停留時間為2-4h，溫度為25-35℃，pH值為6-8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述的菌種制備系統(tǒng)濃縮干化制得固體微生物菌劑的具體步驟為：將富含微生物的活性污泥離心濃縮后添加可溶性淀粉、奶粉、甘油及復(fù)合載體攪拌均勻，在40-60℃下烘干，經(jīng)粉磨機粉磨、篩分后制備得到固體微生物菌劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述的菌種活化系統(tǒng)投放營養(yǎng)物活化固體微生物菌劑的具體步驟為：在固體微生物菌劑中加入稀釋后的污水、碳源、氮源及磷源進行曝氣培養(yǎng)活化，其中，污水稀釋2-10倍，活化時間為12-72h，溫度為25-35℃，含氧量2-3mg/L；所述碳源選自葡萄糖、蔗糖、甲醇及牛肉膏中的一種或多種；氮源選擇氯化銨和/或蛋白胨；磷源選擇磷酸二氫鉀和/或磷酸氫二鉀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述旋流分離器包括上部的圓柱段及下部的圓錐段，混合污泥由切向于圓柱段壁面的進料口輸入旋流分離器內(nèi)腔，旋流分離器的頂端裝設(shè)可調(diào)節(jié)式插入深度的溢流排泥口，底端設(shè)置排沙口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化工藝，其特征在于，所述溢流排泥口深入至圓柱段高度的0.7-0.8，且溢流排泥口直徑為圓柱段直徑的0.1-0.3；所述排沙口直徑為圓柱段直徑的0.1-0.25。
發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本發(fā)明提供一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化系統(tǒng)，其對生化池污泥進行有效的輕重質(zhì)分離，提高了污泥活性及生化處理能力與效率，同時利用活性輕質(zhì)污泥制備干化菌種進行保存與利用，提供剩余污泥新的資源化利用途經(jīng)，兼具經(jīng)濟性與高效的污廢水處理能力。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化系統(tǒng)，包括依序管路連接的O/A池及二沉池，以使進入生化處理系統(tǒng)的煤氣化廢水經(jīng)由O/A池處理后在二沉池內(nèi)進行固液分離輸出高無機率污泥，
還包括沿污泥流動方向依次連接的用于菌膠團包覆的小顆粒無機質(zhì)在不影響微生物活性的條件下釋放與脫落的重質(zhì)污泥改性系統(tǒng)及利用淤沙和污泥在粒徑和密度上的差異進行分離的輕重質(zhì)污泥分離系統(tǒng)，分離出的重質(zhì)污泥輸入污泥脫水系統(tǒng)處理后外運處置；
分離出的部分或全部輕質(zhì)污泥經(jīng)資源化回路回用至生化O/A池，資源化回路包括順次連接至污泥分離系統(tǒng)輕質(zhì)污泥輸出端的污泥儲備系統(tǒng)、菌種制備系統(tǒng)及菌種活化系統(tǒng)，所述菌種活化系統(tǒng)的輸出端回連至生化O/A池以補充用于廢水處理的有益微生物。
一些實施方案中，所述重質(zhì)污泥改性系統(tǒng)包括共同作用于污泥的超聲單元與攪拌單元，超聲單元利用空化效應(yīng)快速釋放由菌膠團包覆的小顆粒無機質(zhì)，攪拌單元用于促進所釋放無機質(zhì)的脫落。
一些實施方案中，所述輕重質(zhì)污泥分離系統(tǒng)設(shè)置有旋流分離器，旋流分離器包括上部的圓柱段及下部的圓錐段，混合污泥由切向于圓柱段壁面的進料口輸入旋流分離器內(nèi)腔，旋流分離器的頂端裝設(shè)可調(diào)節(jié)式插入深度的溢流排泥口，底端設(shè)置排沙口。
一些實施方案中，所述溢流排泥口深入至圓柱段高度的0.7-0.8，且溢流排泥口直徑為圓柱段直徑的0.1-0.3；所述排沙口直徑為圓柱段直徑的0.1-0.25。
一些實施方案中，所述污泥儲備系統(tǒng)設(shè)置用于微生物培養(yǎng)的營養(yǎng)物投放口，污泥儲備系統(tǒng)旁通至生化O/A池以補充用于廢水處理的富含有益微生物的活性污泥。
另一方面，本發(fā)明提供一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化工藝，其能實現(xiàn)輕重質(zhì)污泥的有效分離，并對輕質(zhì)污泥進行濃縮干化制備固體微生物菌劑用于經(jīng)濟出售或回用生化池針對性處理高無機率廢水，具有工藝簡潔，條件溫和及設(shè)備易得的優(yōu)勢。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
一種高無機率污泥無機質(zhì)分離及資源化工藝，包括：將經(jīng)由生化O/A池處理的煤氣化廢水泵入二沉池固液分離后輸出高無機率污泥并送至重質(zhì)污泥改性系統(tǒng)在超聲單元與攪拌單元的聯(lián)合作用下使菌膠團包裹的無機微粒得以充分釋放與脫落同時不影響污泥的微生物保有量，而后將混合污泥泵送至旋流分離器依據(jù)淤沙和污泥在粒徑和密度上的差異分選出輕質(zhì)污泥與重質(zhì)污泥；
分離出的重質(zhì)污泥經(jīng)污泥脫水系統(tǒng)處理后外運處置，分離出的輕質(zhì)污泥依序經(jīng)由污泥儲備系統(tǒng)培養(yǎng)增殖，菌種制備系統(tǒng)濃縮干化制得固體微生物菌劑，菌種活化系統(tǒng)投放營養(yǎng)物活化固體微生物菌劑并回用至生化O/A池以補充用于廢水處理的有益微生物。
一些實施方案中，所述超聲單元采用超聲波段為20kHz-30kHz，水力停留時間為5-15min，超聲處理時的聲能密度為0.1-2W/ml；和/或，所述攪拌單元設(shè)置有攪拌器，所述攪拌器偏心裝設(shè)以增強污泥軸向混合；和/或，所述旋流分離器的進料速度為8-12m/s，入料壓力為0.1-0.25MPa。
一些實施方案中，本發(fā)明提供所述污泥儲備系統(tǒng)通過投放營養(yǎng)物進行培養(yǎng)增殖，所述營養(yǎng)物包括碳源、氮源、磷源及微量元素，污泥儲備系統(tǒng)回連至生化O/A池以補充用于廢水處理的富含有益微生物的活性污泥，所述污泥儲備系統(tǒng)培養(yǎng)增殖的停留時間為2-4h，溫度為25-35℃，pH值為6-8。
一些實施方案中，本發(fā)明提供所述的菌種制備系統(tǒng)濃縮干化制得固體微生物菌劑的具體步驟為：將富含微生物的活性污泥離心濃縮后添加可溶性淀粉、奶粉、甘油及復(fù)合載體攪拌均勻，在40-60℃下烘干，經(jīng)粉磨機粉磨、篩分后制備得到固體微生物菌劑。
一些實施方案中，本發(fā)明提供所述的菌種活化系統(tǒng)投放營養(yǎng)物活化固體微生物菌劑的具體步驟為：在固體微生物菌劑中加入稀釋后的污水、碳源、氮源及磷源進行曝氣培養(yǎng)活化，其中，污水稀釋2-10倍，活化時間為12-72h，溫度為25-35℃，含氧量2-3mg/L；所述碳源選自葡萄糖、蔗糖、甲醇及牛肉膏中的一種或多種；氮源選擇氯化銨和/或蛋白胨；磷源選擇磷酸二氫鉀和/或磷酸氫二鉀。
本發(fā)明采用以上技術(shù)方案至少具有如下的有益效果：
1.采用超聲與機械攪拌聯(lián)合作用方式對高無機率污泥進行改性，利用超聲空化效應(yīng)在不影響微生物活性的前提下快速破壞污泥松散結(jié)合型的有機聚合物、菌膠團，使包裹其中的無機微粒得到釋放，結(jié)合攪拌混合可使釋放的無機微粒得以充分脫落，強化分離效果；
2.通過輕重質(zhì)污泥分離系統(tǒng)有效去除混合污泥中的無機顆粒，使整個污水處理系統(tǒng)剩余污泥實現(xiàn)了減量化，提高了污泥的活性及生化處理能力與效率，降低重質(zhì)污泥對生化系統(tǒng)設(shè)備、管道的結(jié)垢及因此帶來的設(shè)備能耗；
3.活性濕污泥側(cè)線保存技術(shù)使得生化系統(tǒng)的微生物菌種快速增殖，可直接返回至生化池用于污水處理，迅速恢復(fù)由有機物或抑制性沖擊負(fù)荷、水力負(fù)荷超量等導(dǎo)致的異常狀態(tài)；
4.活性污泥干化菌種的保存技術(shù)，富含微生物的活性污泥通過濃縮和脫水，進行低溫干化，制備固體菌劑，可以常溫下長期保存；
5.活性污泥中所包含的微生物適應(yīng)能力強、微生物種類多，而且含有各種原生動物，解決了污水廠優(yōu)質(zhì)活性污泥的短缺問題，可高效針對性凈化各類污廢水；
6.利用污泥為原料進行微生物菌劑的制備生產(chǎn)，不僅能夠為工廠污泥提供新的資源化途徑，減少剩余污泥處理成本，售賣菌劑增加收益，而且可大幅度降低工業(yè)微生物菌劑制備成本。
（發(fā)明人：楊秀梅;朱洪;王日彩;張衡;馬洪璽;韓媛媛;池劍亭）
