申請日2014.11.04

　　公開(公告)日2016.05.18

　　IPC分類號C02F11/00

　　摘要

　　本發明公開一種利用超聲和堿處理的污泥減量方法，采用“超聲預處理+堿處理+污泥曝氣消解”工藝處理剩余污泥，通過超聲波預處理破碎剩余污泥顆粒，提高剩余污泥的比表面積，增大剩余污泥與后續堿處理的反應效率，利用污泥曝氣進行剩余污泥的隱性生長，縮短了剩余污泥的處理時間，實現剩余污泥的減量的同時實現廢水的達標排放，具有明顯的經濟和社會效益。屬于污水處理領域。

　　權利要求書

　　1.一種利用超聲和堿處理的污泥減量方法，包括如下步驟：

　　步驟1)超聲預處理：用超聲預處理剩余污泥，超聲強度0.1～0.9W/mL，超聲處理時間5～40min;

　　步驟2)堿處理：上述預處理后的剩余污泥進入堿處理反應池，加入堿液，調節pH在9～11之間，100rpm磁力攪拌下，反應時間2～10h;

　　步驟3)中和：堿處理后的剩余污泥中加入酸液，調節pH至6～8之間;

　　步驟4)污泥曝氣消解：中和后的剩余污泥跟未經處理的生污泥按照1:1的比例混合，采用微孔曝氣法，維持氧含量在3～5mg/L，曝氣反應時間10～40h。

　　2.根據權利要求1所述的污泥減量方法，其特征在于，所述剩余污泥：MLSS為8000mg/L～10000mg/L，所含污水COD為300～500mg/L，pH為6～7。

　　3.根據權利要求1所述的污泥減量方法，其特征在于，步驟1)中，超聲強度0.3～0.7W/mL，超聲處理時間10～30min。

　　4.根據權利要求1所述的污泥減量方法，其特征在于，步驟2)中，加入的堿液為KOH或NaOH，剩余污泥在堿處理池中反應時間4～8h。

　　5.根據權利要求1所述的污泥減量方法，步驟3)中，中和時加入的酸為鹽酸或者硫酸。

　　6.根據權利要求1所述的污泥減量方法，步驟4)中，中和后的剩余污泥跟未經處理的生污泥混合曝氣反應時間20～30h。

　　說明書

　　一種利用超聲和堿處理的污泥減量方法

　　技術領域

　　本發明涉及一種工業污泥處理技術，具體地涉及一種利用“超聲波預處理+堿處理+污泥曝氣消解”的工藝處理工業剩余污泥的方法。屬于污水處理領域。

　　背景技術

　　活性污泥法是世界上應用最廣泛的污水生物處理技術，我國城市生活污水處理廠中，目前80%的污水處理廠都在采用活性污泥法。剩余污泥是污水處理廠運行過程中產生的一種副產物，是一種重要的有機廢棄物，極容易對環境產生二次污染。資料顯示，到2010年年底，我國城鎮污水處理量將達343億立方米，我國污水處理率達到70%，屆時將相應的產生2200多萬噸的污泥，且年增長率大于10%。

　　目前常見的污泥減量工藝包括污泥質量減量和污泥體積減量，污泥體積減量工藝主要包括濃縮、壓濾以及脫水等，主要是去除污泥中的水分，實現污泥體積的減量，但脫水后的污泥含水率依然比較高(80%)，同時在填埋以及再利用的過程中容易產生二次污染。

　　污泥的質量減量方法包括強化隱性生長、解偶聯代謝、微型生物捕食等。其中酸堿預處理是一種常見的生化工藝，廣泛運用于剩余污泥的預處理中，酸堿預處理可以脅迫污泥中的細菌微生物，破裂細胞，達到融胞析出內源性物質的作用，提高剩余污泥的再次生化降解性，并且通過回流隱性生長，達到污泥減量化的目的。

　　超聲波是一種頻率范圍在20kHz～10MHz之間的縱波，當超聲波輻射液體時，產生一系列空化作用和聲化學作用，可以降低污泥的粒徑，增加污泥的比表面積，同時還能促進污泥的融胞作用。

　　申請號201310072194的專利申請《一種回流污泥堿處理-酸化的源頭污泥減量工藝》中介紹了一種利用堿處理進行污泥減量的工藝。該工藝在傳統A2O污水處理工藝的污泥回流段增加堿處理-酸化過程，結合污泥堿處理與厭氧技術，通過堿處理、厭氧酸化的作用降低污水生物處理過程中剩余污泥的產量，該工藝具有操作方便、能耗低、污泥處理效果顯著的優勢，污泥減量20%～90%。

　　《“酸-堿預處理促進剩余污泥厭氧消化的研究”(環境科學，袁光環、周興求、伍健東，2014,6(33),1918-1922)》利用投加酸堿對污泥進行預處理，提高剩余污泥的厭氧消化速率，污泥減量效果明顯，并且酸堿聯合處理的方式比酸堿單獨處理更有利于污泥厭氧消化和污泥減量。

　　利用酸堿預處理污泥，并通過污泥回流進行隱性生長的污泥減量方法由于其工藝簡單、易于在原有設備上改造，因此受到廣泛的關注，但是由于酸堿處理污泥時，反應效率較慢，污泥停留時間比較長，又在一定程度上限制了其在工業上的進一步應用。

　　發明內容

　　針對現有技術存在的缺點，本發明公開了一種利用超聲和堿處理的污泥減量方法，旨在利用超聲波預處理污泥，提高后續污泥酸堿處理時的反應效率，通過“超聲預處理+堿處理+污泥曝氣消解”工藝處理剩余污泥，提供一種工藝簡單、運行費用低的剩余污泥減量處理工藝，實現剩余污泥的減量化。

　　本發明的技術方案如下：

　　一種利用超聲和堿處理的污泥減量方法，包括如下步驟：

　　步驟1)超聲預處理：用超聲預處理剩余污泥，超聲強度0.1～0.9W/mL，超聲處理時間5～40min;

　　步驟2)堿處理：上述預處理后的剩余污泥進入堿處理反應池，加入堿液，調節pH在9～11之間，100rpm磁力攪拌下，反應時間2～10h;

　　步驟3)中和：堿處理后的剩余污泥中加入酸液，調節pH至6～8之間;

　　步驟4)污泥曝氣消解：中和后的剩余污泥跟未經處理的生污泥按照1:1的比例混合，采用微孔曝氣法，維持氧含量在3～5mg/L，曝氣反應時間10～40h。

　　在上述技術方案的基礎上，剩余污泥的MLSS為8000mg/L～10000mg/L，所含污水COD為300～500mg/L，pH為6～7;

　　在上述技術方案的基礎上，步驟1)中，超聲強度優選0.3～0.7W/mL，剩余污泥在超聲中的處理時間優選10～30min;

　　在上述技術方案的基礎上，步驟2)中，剩余污泥中加入的堿液為KOH或NaOH，剩余污泥在堿處理池中的停留反應時間優選4～8h;

　　在上述技術方案的基礎上，步驟3)中，堿處理后的剩余污泥中和時加入的酸為鹽酸或者硫酸。

　　在上述技術方案的基礎上，步驟4)中，中和后的剩余污泥跟未經處理的生污泥混合曝氣反應時間優選20～30h。

　　經過本方法處理后的剩余污泥減量達到50%～70%，曝氣后的出水COD小于80mg/L，達到國家工業污水排放標準。

　　本發明的有益技術效果在于：

　　1)通過超聲波預處理剩余污泥，通過超聲波的空化作用和聲化學作用，增強剩余污泥的融胞作用，同時降低剩余污泥顆粒的粒徑，提高剩余污泥的比表面積，增加堿處理時的反應效率。

　　2)堿處理污泥，通過堿的脅迫作用，與剩余污泥充分反應，進一步促進剩余污泥的融胞作用，增加細胞內源物質的析出。

　　3)超聲-堿處理后的剩余污泥與未處理的生污泥混合，充分曝氣進行隱性生長，進一步消耗剩余污泥，分解析出的細胞內源物質，在剩余污泥減量化的同時，達到排水水質達標的目標。

　　本發明方法的優點在于通過超聲波預處理破碎剩余污泥顆粒，提高剩余污泥的比表面積，增大剩余污泥與后續堿處理的反應效率，利用污泥曝氣進行剩余污泥的隱性生長，實現剩余污泥的減量的同時實現廢水的達標排放。

　　本發明所產生的經濟效益在于提高了堿處理剩余污泥的破碎裂解效率，縮短了剩余污泥的處理時間，通過回流裂解的剩余污泥進行隱性生長，實現剩余污泥的源頭減量，具有明顯的經濟和社會效益。