一種剩余活性污泥資源化與能源化處理系統(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，具體為一種剩余活性污泥資源化與能源化處理系統(tǒng)，它可高效回收剩余活性污泥氮磷資源與碳能源，實(shí)現(xiàn)污水處理廠對(duì)剩余活性污泥回收資源、能源目標(biāo)。
【背景技術(shù)】
[0002]全國(guó)約86.2%的污水處理廠采用活性污泥法，在處理過(guò)程中產(chǎn)生的剩余活性污泥體積比約占污水處理總量的0.3%?0.5%，處理處置費(fèi)用通常占到污水處理操作成本的40%-60%以上?，F(xiàn)階段普遍采用的處理方式以垃圾場(chǎng)填埋處置或在污水廠厭氧消化處理為主。但活性污泥中的有機(jī)物含量在60%左右，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，處理處置中應(yīng)首先考慮資源和能源的回收利用。
[0003]中國(guó)發(fā)明專利“污泥碳源兩級(jí)堿性水解酸化回收方法”(CN101708932B)，中國(guó)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)涉及對(duì)剩余活性污泥資源化利用，使用堿解預(yù)處理法會(huì)促進(jìn)污泥融胞釋放氮磷，對(duì)污泥減量化有較好的效果，但堿處理液色度均很重，例如經(jīng)過(guò)5%Na0H處理污泥后上清液呈現(xiàn)黑褐色，而且堿處理中含有大量的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。此外堿法處理的一個(gè)重大缺陷是污泥pH值高，不利于后續(xù)的處理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)綜合的污泥處理處置和資源化利用。
[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，對(duì)機(jī)械脫水或壓濾后剩余活性污泥進(jìn)行氮磷資源和能源回收利用。污水廠常用的機(jī)械脫水設(shè)備，有:真空過(guò)濾機(jī)、板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)和離心機(jī)等，僅用于污泥脫水以減少排放體積，但本實(shí)用新型將其用于污泥破解預(yù)處理，同時(shí)增設(shè)曝氣攪拌池，通過(guò)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)一步使污泥顆粒融胞破解，達(dá)到污泥胞外聚合物剝離或污泥細(xì)胞破碎釋放氨氮和溶解性磷的目的。再進(jìn)一步通過(guò)MAP沉淀反應(yīng)和中國(guó)專利201420458242.0“一種對(duì)廢水氮磷進(jìn)行鳥(niǎo)糞石資源化回收的裝置”對(duì)產(chǎn)生氮磷沉淀作為緩釋肥回收利用?；厥樟椎笪勰嗯湃?yún)捬醭禺a(chǎn)甲烷達(dá)到進(jìn)一步回收能源目標(biāo)。本實(shí)用新型彌補(bǔ)了堿解工藝中堿解后污泥PH值高不利于厭氧產(chǎn)甲烷的缺陷，與堿解法相比氮磷資源與甲烷能源回收率提高2-3倍。
[0005]與其他處理系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型利用污水廠機(jī)械脫水設(shè)施達(dá)到高效回收利用污泥資源和能源的目標(biāo)，可有效降低操作成本，與酸、堿處理相比，本系統(tǒng)沒(méi)有引入新的化學(xué)物質(zhì)，操作方便易行，達(dá)到污水廠實(shí)施清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)目前污水處理廠沒(méi)有剩余活性污泥再利用的處理體系，本實(shí)用新型的目的是提供一種剩余活性污泥資源化與能源化處理系統(tǒng)，利用污水廠機(jī)械脫水設(shè)施作為污泥破解強(qiáng)化釋放氮、磷和碳的手段，改變污泥處理工藝路線，將機(jī)械壓榨脫水后污泥與水再以一定的質(zhì)量體積比混合，通過(guò)曝氣攪拌方式將污泥氮、磷、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)釋放到混合液中，可使氮磷濃度分別高達(dá)420-490mg/L和120_210mg/L以上，超過(guò)堿解工藝中30_180mg/L和20-150 mg/L氨氮和正磷酸鹽濃度。
[0007]為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)措施是:
[0008]一種剩余活性污泥資源化與能源化處理系統(tǒng)，機(jī)械壓榨脫水裝置的活性污泥進(jìn)料口與二沉池的剩余活性污泥出料口連接，機(jī)械壓榨脫水裝置脫水后的污泥出口接曝氣攪拌池，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貯罐的甲烷入口。
[0009]上述中，厭氧反應(yīng)器的厭氧污泥出口接機(jī)械脫水裝置的厭氧污泥入口。
[0010]上述中，曝氣攪拌池中的攪拌裝置由撐攪拌軸及6個(gè)相隔60°的長(zhǎng)方形葉片組成。
[0011 ] 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。
[0012]上述中，機(jī)械脫水裝置可以是真空過(guò)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)作用為例，經(jīng)過(guò)離心機(jī)脫水后污泥的含水率約78%。
[0013]上述中，將壓榨脫水后的污泥與水按lg/3-5ml比例重新混合后浸泡2h ;對(duì)混合液進(jìn)行攪拌和曝氣，12-72h后對(duì)攪拌曝氣后的混合液進(jìn)行自然沉降；與污泥混合用水可以是污水廠二沉池排水，這樣可節(jié)約污水廠新鮮水用量，同時(shí)減少污水排放總量。
[0014]在MAP沉淀反應(yīng)裝置中通過(guò)投加鎂鹽溶液和磷鹽溶液，調(diào)整P/Mg/N摩爾比1/1.2/1，在攪拌的條件下，用5MNa0H調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液pH值8.9±0.1，使上清液中氮磷發(fā)生MAP沉淀反應(yīng)，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；
[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1/3-1/5，COD去除率85-90%以上，甲烷最大比產(chǎn)氣率達(dá)到1.03-1.38 L/(g *VS)。厭氧反應(yīng)器中污泥最終再經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水后進(jìn)行填埋處理，與初始機(jī)械脫水后剩余活性污泥相比，VSS減少80-90%，每年最終污泥排放體積減少70-90%。
[0016]本實(shí)用新型具有以下的積極效果:
[0017]為污水處理廠提供對(duì)剩余活性污泥再利用處理系統(tǒng)，彌補(bǔ)目前污水廠沒(méi)有對(duì)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(duì)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]利用污水廠機(jī)械脫水設(shè)備達(dá)到污泥融胞釋放氮磷的效果，不加入堿等化學(xué)物質(zhì)，對(duì)氮磷釋放濃度可分別達(dá)到420-490mg/L和120_210mg/L以上，高于堿解預(yù)處理中30-180mg/L和20-150 mg/L氨氮和正磷酸鹽濃度，對(duì)污泥總氮磷的回收率40_60%，高于堿解工藝。
[0019]本實(shí)用新型將攪拌曝氣底泥與MAP沉淀池上清液混合，達(dá)到調(diào)節(jié)pH值的目的，共同厭氧后甲烷最大比產(chǎn)氣率達(dá)到1.03-1.38 L/ (g*VS)，克服了堿解處理后污泥pH值高，需加酸調(diào)節(jié)后處理的技術(shù)缺陷。
[0020]本實(shí)用新型系統(tǒng)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70-90%，比現(xiàn)有工藝更能極大地降低污泥處理費(fèi)用。回收污泥中氮磷資源與能源，實(shí)現(xiàn)了污水處理廠清潔生產(chǎn)的理念。
【附圖說(shuō)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?qǐng)D1至圖3，本實(shí)用新型提供的一種剩余活性污泥資源化與能源化處理系統(tǒng)，機(jī)械脫水裝置I的活性污泥進(jìn)料口 2與二沉池的剩余活性污泥出料口連接，機(jī)械壓榨脫水裝置脫水后的污泥出口 4接曝氣攪拌池5，曝氣攪拌池的污泥上清液出口 6接MAP沉淀池7的污泥上清液入口，曝氣攪拌池的底泥出口 16接厭氧調(diào)節(jié)池15的底泥入口，MAP沉淀池的沉淀后上清液出口 10接厭氧調(diào)節(jié)池15的沉淀后上清液入口，MAP沉淀池7的沉淀物出口 8接MAP回收裝置9的沉淀物入口，厭氧調(diào)節(jié)池的混合液出口 14接厭氧反應(yīng)器12的混合液入口，厭氧反應(yīng)器的甲烷出口 11接甲烷貯罐的甲烷入口，厭氧反應(yīng)器的厭氧污泥出口 13接機(jī)械脫水裝置I的厭氧污泥入口，機(jī)械脫水裝置I還設(shè)置有排污口 3。
[0025]曝氣攪拌池5中的攪拌裝置由攪拌軸17及6個(gè)相隔60°的長(zhǎng)方形葉片18組成，曝氣攪拌池5中的曝氣裝置19設(shè)置在攪拌裝置的下面。
[0026]上述中，機(jī)械脫水裝置采用離心機(jī)，經(jīng)過(guò)離心機(jī)脫水后污泥的含水率約78%。