申請(qǐng)日2015.09.17

　　公開(公告)日2016.02.10

　　IPC分類號(hào)C02F11/02

　　摘要

　　本實(shí)用新型是一種曝氣強(qiáng)化污水處理廠剩余污泥高溫水解酸化的裝置。該裝置包括污泥儲(chǔ)存池、污泥進(jìn)料泵、曝氣泵、攪拌器、逆止閥、水解酸化反應(yīng)器、加熱水浴池、出泥泵，污泥進(jìn)料泵置于污泥儲(chǔ)存池內(nèi)，曝氣泵、攪拌器置于水解酸化反應(yīng)器內(nèi)，水解酸化反應(yīng)器置于加熱水浴池內(nèi)，水解酸化反應(yīng)器連接出泥泵，水解酸化反應(yīng)器上設(shè)有出氣口，該出氣口處裝有逆止閥。本實(shí)用新型不僅實(shí)現(xiàn)了污泥減量化、資源化、穩(wěn)定化，減少了污泥對(duì)于城市環(huán)境的污染，同時(shí)生成的揮發(fā)性脂肪酸可以廣泛應(yīng)用于環(huán)境及化工等多個(gè)領(lǐng)域。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種曝氣強(qiáng)化污水處理廠剩余污泥高溫水解酸化裝置，其特征在于該裝置包括污泥儲(chǔ)存池、污泥進(jìn)料泵、曝氣泵、攪拌器、逆止閥、水解酸化反應(yīng)器、加熱水浴池、出泥泵，污泥進(jìn)料泵置于污泥儲(chǔ)存池內(nèi)，曝氣泵、攪拌器置于水解酸化反應(yīng)器內(nèi)，水解酸化反應(yīng)器置于加熱水浴池內(nèi)，水解酸化反應(yīng)器連接出泥泵，水解酸化反應(yīng)器上設(shè)有出氣口，該出氣口處裝有逆止閥。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣強(qiáng)化污水處理廠剩余污泥高溫水解酸化裝置，其特征在于所述的攪拌器為磁力攪拌器，轉(zhuǎn)速為140-160r/min。

　　說(shuō)明書

　　曝氣強(qiáng)化污水處理廠剩余污泥高溫水解酸化裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實(shí)用新型涉及污泥資源化利用與處理領(lǐng)域，具體是曝氣強(qiáng)化污水處理廠剩余污泥高溫水解酸化裝置。

　　背景技術(shù)

　　厭氧消化是一種普遍存在于自然界的微生物降解有機(jī)物代謝過(guò)程。凡是有水和有機(jī)物存在的地方，只要供氧條件不好或有機(jī)物含量多，都會(huì)發(fā)生厭氧消化現(xiàn)象，使有機(jī)物經(jīng)厭氧分解而產(chǎn)生CH4、CO2、H2S等氣體。厭氧消化是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，可以分為三個(gè)階段：第一階段，是在水解和發(fā)酵細(xì)菌作用下，碳水化合物、蛋白質(zhì)與脂肪水解和發(fā)酵轉(zhuǎn)化成單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氫等;第二階段，是產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段的產(chǎn)物進(jìn)一步分解為氫、二氧化碳和乙酸;第三階段，是通過(guò)兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌的作用，一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，另一組是對(duì)乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷。污泥的水解酸化過(guò)程主要是指三階段理論中的前兩個(gè)階段。

　　目前對(duì)污泥厭氧消化的研究主要集中于生物質(zhì)能源化，也即產(chǎn)甲烷過(guò)程，而對(duì)污泥厭氧消化過(guò)程中的水解酸化步驟關(guān)注相對(duì)較少。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本實(shí)用新型的目的是提供一種曝氣強(qiáng)化污水處理廠剩余污泥高溫水解酸化方法及裝置，通過(guò)調(diào)整高溫污泥發(fā)酵過(guò)程中的電子受體，抑制污泥產(chǎn)甲烷過(guò)程使污泥水解酸化得到強(qiáng)化，提高污泥VFAs產(chǎn)率，為污泥水解酸化提供更有價(jià)值的資源化方法，使污泥水解酸化更具有操作性和經(jīng)濟(jì)性。

　　污泥中的微生物水解酸化過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)可以回收用來(lái)作為污水處理的“內(nèi)碳源”，或者作為厭氧產(chǎn)甲烷發(fā)酵的底物，同時(shí)，有利于實(shí)現(xiàn)污泥減量化和資源化利用。

　　污泥水解酸化是其厭氧消化過(guò)程中的限制因素，如何強(qiáng)化其水解酸化過(guò)程，是污泥處理處置領(lǐng)域的重要技術(shù)問題。以往關(guān)于活性污泥水解酸化產(chǎn)生小分子揮發(fā)酸的研究，主要包括厭氧條件下水解酸化污泥接種量、污泥齡、污泥濃度等對(duì)剩余污泥水解產(chǎn)酸、污泥減量的影響�；蛘卟捎脤⑽鬯�和剩余污泥同時(shí)進(jìn)行水解酸化，有效地改善污水的可生化性，提高系統(tǒng)對(duì)碳源的需求和利用效率，又可實(shí)現(xiàn)污泥的減量化。根據(jù)厭氧消化兩步過(guò)程，如果能夠有效抑制產(chǎn)甲烷過(guò)程，或者提高水解酸化過(guò)程的效率，都能夠提高水解酸化產(chǎn)物的積累，為水解酸化產(chǎn)物的進(jìn)一步利用提供有利的基礎(chǔ)條件。如果使污泥交替經(jīng)歷好氧或微好氧與厭氧條件，可能會(huì)促進(jìn)產(chǎn)甲烷菌的抑制，同時(shí)能夠強(qiáng)化各種水解酶的產(chǎn)生，進(jìn)而能夠強(qiáng)化污泥水解酸化。

　　本實(shí)用新型采用曝氣強(qiáng)化污泥水解酸化，通過(guò)對(duì)厭氧消化系統(tǒng)進(jìn)行曝氣改變污泥生化代謝電子受體，可以強(qiáng)化剩余污泥水解酸化，抑制污泥產(chǎn)甲烷，進(jìn)而促進(jìn)有機(jī)酸的積累，推動(dòng)城市剩余污泥資源化利用。

　　本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

　　曝氣強(qiáng)化污水處理廠剩余污泥高溫水解酸化的裝置：包括污泥儲(chǔ)存池、污泥進(jìn)料泵、曝氣泵、攪拌器、逆止閥、水解酸化反應(yīng)器、加熱水浴池、出泥泵，污泥進(jìn)料泵置于污泥儲(chǔ)存池內(nèi)，曝氣泵、攪拌器置于水解酸化反應(yīng)器內(nèi)，水解酸化反應(yīng)器置于加熱水浴池內(nèi)，水解酸化反應(yīng)器連接出泥泵，水解酸化反應(yīng)器上設(shè)有出氣口，該出氣口處裝有逆止閥。

　　污泥進(jìn)料泵和出泥泵以及曝氣泵均由自動(dòng)控制器控制，也可以采用手動(dòng)方式控制。

　　所述的攪拌器為磁力攪拌器，轉(zhuǎn)速為140-160r/min。

　　曝氣強(qiáng)化污水處理廠剩余污泥高溫水解酸化方法：

　　對(duì)生活污水處理廠二沉池排出的剩余污泥進(jìn)行靜置沉淀，排出上清液以濃縮污泥;濃縮后的污泥儲(chǔ)存于儲(chǔ)存池中，用污泥泵將濃縮污泥泵入水解酸化反應(yīng)器中，然后，用曝氣泵對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行曝氣8-12min，曝氣流量為2.4~3L/h·L，氣體通過(guò)出氣口進(jìn)行流通，并用逆止閥防止反應(yīng)器外空氣進(jìn)入反應(yīng)器，以此提供氧氣作為電子受體，抑制產(chǎn)甲烷菌的活性，同時(shí)強(qiáng)化污泥水解酶等活性，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，攪拌器一直對(duì)污泥連續(xù)攪拌，控制反應(yīng)器中污泥溫度在55±1℃條件下進(jìn)行水解酸化反應(yīng)，每24h排出反應(yīng)體積1/4的污泥，并加入等量體積的濃縮污泥，實(shí)現(xiàn)連續(xù)水解酸化反應(yīng)。

　　本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較具有的積極效果：

　　使用本實(shí)用新型的裝置以城市污水廠二沉池剩余污泥為原料，在高溫條件下利用短時(shí)曝氣的方法改變污泥厭氧水解酸化過(guò)程中電子受體，抑制了污泥產(chǎn)甲烷過(guò)程，強(qiáng)化了污泥水解酸化過(guò)程，獲得高附加值的揮發(fā)性脂肪酸。本實(shí)用新型不僅實(shí)現(xiàn)了污泥減量化、資源化、穩(wěn)定化，減少了污泥對(duì)于城市環(huán)境的污染，同時(shí)生成的揮發(fā)性脂肪酸可以廣泛應(yīng)用于環(huán)境及化工等多個(gè)領(lǐng)域，具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、重要的生態(tài)效益和社會(huì)效益。