一种污泥化液的处理方法及系统

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202510106611.2 申请日 2025-01-23
公开(公告)号 CN119822555A 公开(公告)日 2025-04-15
申请人 中冶生态环保集团有限公司; 申请人类型 企业
发明人 陶文达; 项萌; 曹伟; 张雷燕; 李传松; 倪明明; 孙福星; 第一发明人 陶文达
权利人 中冶生态环保集团有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 中冶生态环保集团有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:北京市 城市 当前专利权人所在城市:北京市朝阳区
具体地址 当前专利权人所在详细地址:北京市朝阳区曙光西里28号1幢18层1801内2001-2015室 邮编 当前专利权人邮编:100028
主IPC国际分类 C02F9/00 所有IPC国际分类 C02F9/00C02F1/66C02F3/28C02F3/30C02F3/34C02F1/00C02F1/28C02F1/52
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 北京圣州专利代理事务所 专利代理人 陈碧清;
摘要 本 发明 涉及污 水 处理 领域,具体涉及一种 污泥 水热 碳 化液的处理方法及系统。本发明提供的处理方法包括如下步骤:将污泥水热碳化液的pH调节至5‑6,得到初调碳化液;将所述初调碳化液进行 水解 酸化 反应,得到水解酸化碳化液;将所述水解酸化碳化液进行产甲烷反应,得到 厌 氧 消化 碳化液;将所述厌氧消化碳化液进行多级厌氧‑好氧脱氮处理,得到脱氮碳化液;将所述脱氮碳化液进行除磷,得到除磷碳化液;将所述除磷碳化液进行 树脂 吸附 后排放。本发明提供的处理方法可以有效去除污泥水热碳化液中含有的有机物及氮磷化合物。排出的水质各项污染物浓度均符合污水排入城镇下水道水质标准,克服了污泥水热碳化技术产生的 废水 对环境造成二次污染的问题。
权利要求

1.一种污泥化液的处理方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将污泥水热碳化液的pH调节至5‑6,得到初调碳化液;
(2)将所述初调碳化液进行水解酸化反应,得到水解酸化碳化液;
(3)将所述水解酸化碳化液进行产甲烷反应,得到消化碳化液;
(4)将所述厌氧消化碳化液进行多级厌氧‑好氧脱氮处理,得到脱氮碳化液;
(5)将所述脱氮碳化液进行除磷,得到除磷碳化液;
(6)将所述除磷碳化液进行树脂吸附后排放。
2.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述水解酸化反应在升流式厌氧污泥床反应器中进行,所述升流式厌氧污泥床反应器中接种的污泥包括垃圾渗滤液污泥,接种浓度为10‑20g/L;
所述水解酸化反应的停留时间为8‑24h,温度为25‑45℃,pH为5.5‑6.5。
3.根据权利要求2所述的处理方法,其特征在于,所述水解酸化反应中加入有机氮强化处理菌剂,接种量为所述升流式厌氧污泥床反应器体积的0.15%‑0.25%。
4.根据权利要求3所述的处理方法,其特征在于,所述有机氮强化处理菌剂包括索诺拉沙漠芽孢杆菌和/或梭状芽孢杆菌。
5.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述产甲烷反应在内循环厌氧反应器中进行,所述内循环厌氧反应器接种的污泥包括垃圾渗滤液污泥,接种浓度为10‑30g/L;
所述产甲烷反应的水力的停留时间为6‑18h,温度为25‑45℃,pH为6‑7.5,内循环比为
10‑20。
6.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述多级厌氧‑好氧脱氮处理的级数≥2,其中,每级厌氧单元的水力停留时间为1‑3h,每级好氧单元水力的停留时间为4‑8h,内回流比为0‑50%。
7.根据权利要求1或6所述的处理方法,其特征在于,所述多级厌氧‑好氧脱氮处理的装置包括多级厌氧‑好氧脱氮池和二沉池,所述多级厌氧‑好氧脱氮池与所述二沉池的外回流比为50‑100%;
所述厌氧消化碳化液通过多段进水的方式进入所述多级厌氧‑好氧脱氮池,各级厌氧‑好氧单元的进水配比各自独立地为0‑50%。
8.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述除磷的方式包括絮凝除磷,所述絮凝除磷所用的絮凝剂包括聚合氯化,所述聚合氯化铝与所述脱氮碳化液中总磷的质量浓度比为(10‑20):1。
9.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述树脂包括非极性树脂,所述非极性树脂与所述除磷碳化液中COD的质量浓度比为(10‑25):1;
所述非极性树脂的直径为0.3‑1.25mm,平均孔径为9.0‑11.0nm。
10.一种实现权利要求1‑9中任一项所述的处理方法的系统,包括顺次连通的沉淀调节池、升流式厌氧污泥床反应器、内循环厌氧反应器、多级厌氧‑好氧脱氮池、二沉池、高效沉淀池和树脂吸附池。

说明书全文

一种污泥化液的处理方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及污水处理领域,具体涉及一种污泥水热碳化液的处理方法及系统。

背景技术

[0002] 污泥水热碳化是近年来发展的一种高效且环保的污泥处理技术,可以实现资源的回收和利用。但是污泥水热碳化技术在实际应用中会产生一定量的废水,其中可能含有未反应的有机物和重金属等污染物。这些废水需要进行有效的处理,否则会对环境造成二次污染。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种污泥水热碳化液的处理方法及系统,以避免污泥水热碳化技术产生的废水对环境造成二次污染。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
[0005] 一方面,本发明提供了一种污泥水热碳化液的处理方法,包括如下步骤:
[0006] (1)将污泥水热碳化液的pH调节至5‑6,得到初调碳化液;
[0007] (2)将所述初调碳化液进行水解酸化反应,得到水解酸化碳化液;
[0008] (3)将所述水解酸化碳化液进行产甲烷反应,得到消化碳化液;
[0009] (4)将所述厌氧消化碳化液进行多级厌氧‑好氧脱氮处理,得到脱氮碳化液;
[0010] (5)将所述脱氮碳化液进行除磷,得到除磷碳化液;
[0011] (6)将所述除磷碳化液进行树脂吸附后排放。
[0012] 优选地,所述水解酸化反应在升流式厌氧污泥床反应器中进行,所述升流式厌氧污泥床反应器中接种的污泥包括垃圾渗滤液污泥,接种浓度为10‑20g/L;
[0013] 所述水解酸化反应的停留时间为8‑24h,温度为25‑45℃,pH为5.5‑6.5。
[0014] 优选地,所述水解酸化反应中加入有机氮强化处理菌剂,接种量为所述升流式厌氧污泥床反应器体积的0.15%‑0.25%。
[0015] 优选地,所述有机氮强化处理菌剂包括索诺拉沙漠芽孢杆菌和/或梭状芽孢杆菌。
[0016] 优选地,所述产甲烷反应在内循环厌氧反应器中进行,所述内循环厌氧反应器接种的污泥包括垃圾渗滤液污泥,接种浓度为10‑30g/L;
[0017] 所述产甲烷反应的水力的停留时间为6‑18h,温度为25‑45℃,pH为6‑7.5,内循环比为10‑20。
[0018] 优选地,所述多级厌氧‑好氧脱氮处理的级数≥2,其中,每级厌氧单元的水力停留时间为1‑3h,每级好氧单元水力的停留时间为4‑8h,内回流比为0‑50%。
[0019] 优选地,所述多级厌氧‑好氧脱氮处理的装置包括多级厌氧‑好氧脱氮池和二沉池,所述多级厌氧‑好氧脱氮池与所述二沉池的外回流比为50‑100%;
[0020] 所述厌氧消化碳化液通过多段进水的方式进入所述厌氧‑好氧脱氮池,各级厌氧‑好氧单元的进水配比各自独立地为0‑50%。
[0021] 优选地,所述除磷的方式包括絮凝除磷,所述絮凝除磷所用的絮凝剂包括聚合氯化,所述聚合氯化铝与所述脱氮碳化液中总磷的质量浓度比为(10‑20):1。
[0022] 优选地,所述树脂包括非极性树脂,所述非极性树脂与所述除磷碳化液中COD的质量比为(10‑25):1;所述非极性树脂与所述除磷碳化液中COD的质量浓度比为(10‑25):1;
[0023] 所述非极性树脂的直径为0.3‑1.25mm,平均孔径为9.0‑11.0nm。
[0024] 另一方面,本发明还提供了上述污泥水热碳化液的处理方法的系统,包括顺次连通的沉淀调节池、升流式厌氧污泥床反应器、内循环厌氧反应器、多级厌氧‑好氧脱氮池、二沉池、高效沉淀池和树脂吸附池。
[0025] 本发明具有以下有益效果:
[0026] 本发明首先采用水解酸化反应,处理污泥水热碳化液中的有机氮及难降解污染物,其次进行产甲烷反应,实现了高浓度COD的初步处理,再次采用多级厌氧‑好氧脱氮处理实现COD及氮的高效去除,然后通过化学除磷与多级厌氧‑好氧脱氮处理配合,进一步降低悬浮物、颗粒态COD和磷,最后通过树脂吸附,进一步降低废水中COD,确保满足出水要求。
[0027] 本发明提供的污泥水热碳化液的处理方法,将水解酸化反应、产甲烷反应、多级厌氧‑好氧脱氮处理、除磷和树脂吸附处理结合,得到了特定的污泥水热碳化液处理工艺,其可以有效去除污泥水热碳化液中含有的大量有机物及氮磷化合物,排出的水质中,各项污染物浓度均符合污水排入城镇下水道水质标准GBT 31962‑2015,解决了污泥水热碳化技术产生的废水对环境造成二次污染的问题。附图说明
[0028] 从对说明本发明的主旨及其使用的优选实施例和附图的以下描述来看,本发明的以上和其它目的、特点和优点将是显而易见的,在附图中:
[0029] 图1为本发明提供的污泥水热碳化液的处理系统的示意图。

具体实施方式

[0030] 下面通过具体的实施方案对本发明进行说明,本领域技术人员能够理解的是,下面的具体的实施方案仅仅是为了说明的目的,而不以任何方式限制本发明的范围。另外,在下面的实施方案中,除非特别说明,所使用的试剂和设备均是市售可得的。如果在后面的实施方案中,未对具体的处理条件和处理方法进行明确描述,则可以采用本领域中公知的条件和方法进行处理。
[0031] 本发明提供了一种污泥水热碳化液的处理方法,包括如下步骤:
[0032] (1)将污泥水热碳化液的pH调节至5‑6,得到初调碳化液;
[0033] (2)将所述初调碳化液进行水解酸化反应,得到水解酸化碳化液;
[0034] (3)将所述水解酸化碳化液进行产甲烷反应,得到厌氧消化碳化液;
[0035] (4)将所述厌氧消化碳化液进行多级厌氧‑好氧脱氮处理,得到脱氮碳化液;
[0036] (5)将所述脱氮碳化液进行除磷,得到除磷碳化液;
[0037] (6)将所述除磷碳化液进行树脂吸附后排放。
[0038] 本发明首先将污泥水热碳化液的pH调节至5‑6,得到初调碳化液。
[0039] 在本发明的一些实施方式中,调节污泥水热碳化液pH的过程在沉淀调节池中进行;在后续的水解酸化反应中,有机氮转化为氮过程会产生度,将污泥水热碳化液的pH调节至5‑6可保证水解酸化反应过程中反应体系的pH在5.5‑6.5,以利于水解酸化反应的进行,并且,通过在沉淀调节池中加碱调节一次pH后,可以使得水解酸化反应阶段的pH值保持在5.5‑6.5,产甲烷反应阶段的pH值保持在6‑7.5,多级厌氧‑好氧脱氮处理阶段的pH值保持在7左右,除磷及树脂吸附阶段的pH值也保持在7左右,通过一次加碱过程满足各个阶段对pH值的要求。
[0040] 在本发明的一些实施方式中,调节pH的方式包括:加入碱性试剂。所述碱性试剂包括氢氧化钠、碳酸钠和废碱中的至少一种;其中,所述废碱为工厂(如石油、造纸、电等行业)里的碱性废弃产物(含杂质)。
[0041] 在本发明的一些实施方式中,对于污泥水热碳化液pH的调节幅度较小,对碱性试剂的投加量较低,受碱性试剂自身杂质影响较小,因此可以通过投加废碱以节约处理成本。
[0042] 得到初调碳化液后,本发明将所述初调碳化液进行水解酸化反应,得到水解酸化碳化液。
[0043] 在本发明的一些实施方式中,水解酸化反应可将污泥水热碳化液中的大分子难降解有机物转化为小分子有机酸,提高后续COD降解效率。另外还可将污泥水热碳化液中的有+机氮转化为氨氮,从而实现后续在多级厌氧‑好氧脱氮池发生NH4→NO3‑→N2的脱氮过程。该步骤可以将80%以上的有机氮转化为氨氮,总挥发性脂肪酸(TVFAs)浓度提高75%以上。
[0044] 在本发明的一些实施方式中,所述水解酸化反应在升流式厌氧污泥床反应器(UASB反应器)中进行,所述升流式厌氧污泥床反应器中接种的污泥包括垃圾渗滤液污泥,接种浓度优选为10‑20g/L,具体可以为10g/L、15g/L、16g/L、17g/L、20g/L;所述水解酸化反应的水力停留时间优选为8‑24h,具体可以为8h、12h、16h、18h、24h;温度优选为25‑45℃,具体可以为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃;pH优选为5.5‑6.5,具体可以为5.5、6.0、6.5。
[0045] 在本发明的一些实施方式中,水解酸化反应选用垃圾渗滤液污泥作为接种污泥,接种浓度是按照UASB反应器体积进行计算。
[0046] 在本发明的一些实施方式中,垃圾渗滤液与本发明中的污泥水热碳化液的污染物性质相近,因此,垃圾渗滤液污泥中的生物能够较快适应污泥水热碳化液中的水质环境,减少了驯化启动时间。极大的缩短了升流式厌氧污泥床反应器的启动过程,提高了有机氮的转化速率,缩短了水解酸化反应的时间。
[0047] 在本发明的一些实施方式中,所述水解酸化反应中加入有机氮强化处理菌剂,接种量优选为升流式厌氧污泥床反应器体积的0.15%‑0.25%,具体可以为0.15%、0.2%、0.25%。
[0048] 在本发明的一些实施方式中,所述有机氮强化处理菌剂包括索诺拉沙漠芽孢杆菌和/或梭状芽孢杆菌,优选地,有机氮强化处理菌剂是接种量比例为1:1的索诺拉沙漠芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌。
[0049] 在本发明的一些实施方式中,有机氮强化处理菌剂,能够极大缩短升流式厌氧污泥床反应器的启动过程,进一步提高有机氮的转化速率。
[0050] 得到水解酸化碳化液后,本发明将所述水解酸化碳化液进行产甲烷反应,得到厌氧消化碳化液。
[0051] 在本发明的一些实施方式中,产甲烷反应能够对污泥水热碳化液的COD进行处理,效率高达90%。
[0052] 在本发明的一些实施方式中,所述产甲烷反应在内循环厌氧反应器(IC反应器)中进行,所述内循环厌氧反应器接种的污泥包括垃圾渗滤液污泥,接种浓度优选为10‑30g/L,具体可以为10g/L、20g/L、30g/L,接种浓度是按照IC反应器体积进行计算;所述产甲烷反应的水力的停留时间优选为6‑18h,具体可以为6h、12h、18h,温度优选为25‑45℃,具体可以为25℃、30℃、40℃、45℃;pH优选为6‑7.5,具体可以为6、6.5、7.0、7.5;内循环比优选为10‑
20,具体可以为10、15、20。
[0053] IC反应器具有内循环系统,能够大幅提高反应器的COD容积负荷,其有机负荷是升流式厌氧污泥床反应器的3倍左右。水热碳化液中的COD浓度较高,需容积负荷较大的工艺,内循环厌氧反应器处理COD效率可达90%左右。
[0054] 得到厌氧消化碳化液后,本发明将所述厌氧消化碳化液进行多级厌氧‑好氧脱氮处理,得到脱氮碳化液。
[0055] 在本发明的一些实施方式中,多级厌氧‑好氧脱氮处理过程能够进一步去除污泥水热碳化液中的氮和COD。
[0056] 在本发明的一些实施方式中,所述多级厌氧‑好氧脱氮处理的级数优选≥2,具体可以为2、3、4;其中,每级厌氧单元的水力停留时间优选为1‑3h,具体可以为1h、2h、3h,每级好氧单元水力的停留时间优选为4‑8h,具体可以为4h、6h、8h,内回流比优选为0‑50%,具体可以为25%、30%、40%、50%。
[0057] 在本发明的一些实施方式中,采用多级处理的方式进行除氮反应,可将污泥水热碳化液中的氮污染物浓度有效降低。在实际应用中,可根据污泥水热碳化液污染物浓度,选择相应的级数。在本发明的实施例中,所述多级厌氧‑好氧脱氮处理的级数为3级。
[0058] 在本发明的一些实施方式中,所述多级厌氧‑好氧脱氮处理的装置包括多级厌氧‑好氧脱氮池(多级A/O脱氮池)和二沉池,多级厌氧‑好氧脱氮池和二沉池的外回流比优选为50%‑100%,具体可以为50%、75%、100%;所述厌氧消化碳化液通过多段进水的方式进入所述厌氧‑好氧脱氮池,各级厌氧‑好氧单元的进水配比各自独立地优选为0‑50%。
[0059] 在本发明的一些实施方式中,多级厌氧‑好氧脱氮池中接种有污泥,各级厌氧单元中,污泥的浓度各自独立地为3000‑6000mg/L,各级好氧单元中,污泥的浓度各自独立地为3000‑6000mg/L。
[0060] 在本发明的一些实施方式中,多级厌氧‑好氧脱氮池中接种的污泥种类不作限定,采取本领域技术人员熟知的即可。
[0061] 在本发明的一些实施方式中,多段进水的方式可按比例分配好每一段的进水质量,进而保证每一段碳源含量,能够提高反应池内混合液悬浮固体浓度,使得好氧段产生的+ ‑硝态氮可反复反硝化脱氮(NH4→NO3→N2),提高了脱氮效率。
[0062] 在本发明的一些实施方式中,多段进水的段数与所述多级厌氧‑好氧脱氮池的级数相同。例如,当多段进水的段数为3时,多级厌氧‑好氧脱氮池的级数也为3。此时3级厌氧‑好氧脱氮池中,各级厌氧‑好氧单元的进水配比具体可以为Q1(第1级厌氧‑好氧单元的进水配比)为33.3%‑50%,更具体地为33.3%、40%、50%;Q2(第2级厌氧‑好氧单元的进水配比)为30%‑33.3%,更具体地为30%、33.3%;Q3(第3级厌氧‑好氧单元的进水配比)为20%‑33.3%,更具体地为20%、30%、33.3%。
[0063] 得到脱氮碳化液后,本发明将所述脱氮碳化液进行除磷后,得到除磷碳化液。
[0064] 在本发明的一些实施方式中,所述除磷在高效沉淀池中进行。污泥水热碳化液在高效沉淀池中絮凝、沉淀、过滤后,废水中悬浮物浓度会明显下降,顺带颗粒态物质和磷也会明显下降,可更进一步实现纳管标准要求。
[0065] 本发明将除磷设计在脱氮处理后进行,这样一方面维持了除磷步骤之前的污泥水热碳化液中C/N/P比例,保证了污泥中微生物的活性,另一方面避免了化学除磷对于有机磷的处理效率不佳,致使需二次除磷以避免出水总磷超标险的情况,流程相对简洁。
[0066] 在本发明的一些实施方式中,所述除磷的方式包括絮凝除磷,所述絮凝除磷所用的絮凝剂包括聚合氯化铝,所述聚合氯化铝与所述脱氮碳化液中总磷的质量浓度比优选为(10‑20):1,具体可以为10:1、15:1、20:1。
[0067] 在本发明的一些实施方式中,选用聚合氯化铝作为絮凝剂,能够有效降低污泥水热碳化液中的总磷含量;同时,使用该絮凝剂时,除磷反应在pH为6‑9的条件下均可进行,不需要再调节pH,节约了成本和工艺流程。
[0068] 得到除磷碳化液后,本发明将所述除磷碳化液进行树脂吸附后排放。
[0069] 在本发明的一些实施方式中,所述树脂吸附在树脂吸附池中进行。将除磷碳化液进行树脂吸附后,能够进一步处理污泥水热碳化液中难降解的物质,以实现纳管标准要求。
[0070] 在本发明的一些实施方式中,所述树脂为非极性树脂,所述非极性树脂与所述除磷碳化液中COD的质量浓度比优选为(10‑25):1,具体可以为10:1、15:1、25:1,所述非极性树脂的直径优选为0.3‑1.25mm,具体可以为0.3mm、0.5mm、1.25mm,平均孔径优选为9.0‑11.0nm,具体可以为9.0mm、10.0mm、11.0mm。
[0071] 在本发明的一些实施方式中,所述非极性树脂包括LS‑100和/或D101。
[0072] 本发明还提供了如图1所示的污泥水热碳化液处理的系统,包括顺次连通的沉淀调节池、升流式厌氧污泥床反应器、内循环厌氧反应器、多级厌氧‑好氧脱氮池、二沉池、高效沉淀池和树脂吸附池。其中,多级厌氧‑好氧脱氮池的级数为3。
[0073] 下面将结合附图和实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请的实施例只作为举例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0074] 本发明的实施例采用的污泥水热碳化液处理系统如图1所示。
[0075] 下列实施例采用的索诺拉沙漠芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌购自于明舟生物。
[0076] 实施例1
[0077] (1)将市政污水处理厂剩余的污泥水热碳化液通入沉淀调节池,加氢氧化钠调节pH至5,得到初调碳化液。
[0078] (2)将得到的初调碳化液通入接种有垃圾渗滤液污泥的升流式厌氧污泥床反应器中,进行水解酸化反应,得到水解酸化碳化液。其中,垃圾渗滤液污泥的接种浓度为15g/L,水力停留时间为8h,温度为25℃,pH为5.5。
[0079] (3)将得到的水解酸化碳化液通入接种有垃圾渗滤液污泥的内循环厌氧反应器中,进行产甲烷反应,得到厌氧消化碳化液。其中,垃圾渗滤液污泥的接种浓度为20g/L,水力停留时间为6h,温度为25℃,pH控制为6.5,内循环比为10。
[0080] (4)将得到的厌氧消化碳化液通过3段进水的方式,通入3级厌氧‑好氧脱氮池中,进行脱氮。进水配比Q1、Q2、Q3为50%,30%,20%,内回流比为25%。在3级厌氧‑好氧脱氮池中,每级厌氧单元水力停留时间为1h,好氧单元水力停留时间为4h。将3级厌氧‑好氧脱氮池中经过脱氮的废水,排入二沉池,得到脱氮碳化液。其中3级厌氧‑好氧脱氮池与二沉池的外回流比为50%。
[0081] (5)将脱氮碳化液排入高效沉淀池中,加入聚合氯化铝除磷(聚合氯化铝与脱氮碳化液中总磷的质量浓度比为10:1),沉淀、过滤后,得到除磷碳化液。
[0082] (6)将除磷碳化液排入树脂吸附池中,其中,树脂吸附池中填充有非极性树脂LS‑100,颗粒直径0.5mm,平均孔径10.0nm,非极性树脂与除磷碳化液中COD的质量浓度比为10:
1。
[0083] 对实施例1各阶段处理的出水水质进行检测。其中,COD、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮和总磷,按《水和废水监测分析方法》(第4版[M].北京:中国环境科学出版社,2002.)中的测试方法进行检测;有机氮浓度通过总氮减去无机氮(氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮)来确定;TVFAs按照中国科学院成都生物研究所《沼气发酵常规分析》([M].北京科学技术出版社,1984.)中的测试方法进行检测,结果见表1。
[0084] 表1实施例1各处理阶段出水水质情况
[0085]
[0086] 由表1水解酸化碳化液的数据得知,水解酸化过程可以将80%以上的有机氮转化为氨氮,总挥发性脂肪酸(TVFAs)的降解率达到75%以上。由厌氧消化碳化液的数据可知,产甲烷反应能够有效去除污泥水热碳化液中的COD,去除率高达90%。
[0087] 实施例2
[0088] (1)将酿酒污水处理厂剩余污泥水热碳化液通入沉淀调节池,加氢氧化钠调节pH至5.5,得到初调碳化液。
[0089] (2)将得到的初调碳化液通入接种有垃圾渗滤液污泥的升流式厌氧污泥床反应器中,进行水解酸化反应,得到水解酸化碳化液。其中,垃圾渗滤液污泥的接种浓度为15g/L,水力停留时间为16h,温度为30℃,pH为6。
[0090] (3)将得到的水解酸化碳化液通入接种有垃圾渗滤液污泥的内循环厌氧反应器中,进行产甲烷反应,得到厌氧消化碳化液。其中,垃圾渗滤液污泥的接种浓度为20g/L,水力停留时间为12h,温度为30℃,pH控制为7,内循环比为15。
[0091] (4)将得到的厌氧消化碳化液通过3段进水的方式,通入3级厌氧‑好氧脱氮池中,进行脱氮。进水配比Q1、Q2、Q3为40%,30%,30%,内回流比为50%。在3级厌氧‑好氧脱氮池中,每级厌氧单元水力停留时间为1h,好氧单元水力停留时间为4h。将3级厌氧‑好氧脱氮池中经过脱氮的废水,排入二沉池,得到脱氮碳化液。其中3级厌氧‑好氧脱氮池与二沉池的外回流比为75%。
[0092] (5)将脱氮碳化液排入高效沉淀池中,加入聚合氯化铝除磷(聚合氯化铝与脱氮碳化液中总磷的质量浓度比为15:1),沉淀、过滤后,得到除磷碳化液。
[0093] (6)将除磷碳化液排入树脂吸附池中,其中,树脂吸附池中填充有非极性树脂为D101,颗粒直径0.5mm,平均孔径10.0nm,非极性树脂与除磷碳化液中COD的质量浓度比为25:1。
[0094] 实施例3
[0095] (1)将制药污水处理厂剩余污泥水热碳化液通入沉淀调节池,加氢氧化钠调节pH至6,得到初调碳化液。
[0096] (2)将得到的初调碳化液通入接种有垃圾渗滤液污泥和有机氮强化处理菌剂的升流式厌氧污泥床反应器中,进行水解酸化反应,得到水解酸化碳化液。其中,垃圾渗滤液污泥的接种浓度为20g/L,有机氮强化处理菌剂(索诺拉沙漠芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌的数量比为1:1)的接种量为升流式厌氧污泥床反应器体积的0.2%。水力停留时间为24h,温度为45℃,pH为6.5。
[0097] (3)将得到的水解酸化碳化液通入接种有垃圾渗滤液污泥的内循环厌氧反应器中,进行产甲烷反应,得到厌氧消化碳化液。其中,垃圾渗滤液污泥的接种浓度为30g/L,水力停留时间为18h,温度为45℃,pH控制为7.5,内循环比为20。
[0098] (4)将得到的厌氧消化碳化液通过3段进水的方式,通入3级厌氧‑好氧脱氮池中,进行脱氮。进水配比Q1、Q2、Q3为33.3%,33.3%,33.3%,内回流比为50%。在3级厌氧‑好氧脱氮池中,每级厌氧单元水力停留时间为3h,好氧单元水力停留时间为8h。将3级厌氧‑好氧脱氮池中经过脱氮的废水,排入二沉池,得到脱氮碳化液。其中3级厌氧‑好氧脱氮池与二沉池的外回流比为100%
[0099] (5)将脱氮碳化液排入高效沉淀池中,加入聚合氯化铝除磷(聚合氯化铝与脱氮碳化液中总磷的质量浓度比为20:1),沉淀、过滤后,得到除磷碳化液。
[0100] (6)将除磷碳化液排入树脂吸附池中,其中,树脂吸附池中填充有非极性树脂LS‑100,颗粒直径0.5mm,平均孔径10.0nm,非极性树脂与除磷碳化液中COD的质量浓度比为15:
1。
[0101] 对比例
[0102] (1)将市政污水处理厂剩余的污泥水热碳化液通入沉淀调节池,加氢氧化钠调节pH至7,加入聚合氯化铝除磷(聚合氯化铝与市政污水处理厂剩余的污泥水热碳化液中总磷的质量浓度比为10:1),沉淀、过滤后,得到初调除磷碳化液。
[0103] (2)将得到的初调除磷碳化液的pH调节至5.5,通入接种有垃圾渗滤液污泥的升流式厌氧污泥床反应器中,进行水解酸化反应,得到水解酸化碳化液。其中,垃圾渗滤液污泥的接种浓度为15g/L,水力停留时间为8h,温度为25℃。
[0104] (3)将得到的水解酸化碳化液通入接种有垃圾渗滤液污泥的内循环厌氧反应器中,进行产甲烷反应,得到厌氧消化碳化液。其中,垃圾渗滤液污泥的接种浓度为20g/L,水力停留时间为6h,温度为25℃,pH控制为6.5,内循环比为10。
[0105] (4)将得到的厌氧消化碳化液通过3段进水的方式,通入3级厌氧‑好氧脱氮池中,进行脱氮。进水配比Q1、Q2、Q3为50%,30%,20%,内回流比为25%。在3级厌氧‑好氧脱氮池中,每级厌氧单元水力停留时间为1h,好氧单元水力停留时间为4h。将3级厌氧‑好氧脱氮池中经过脱氮的废水,排入二沉池,得到脱氮碳化液。其中3级厌氧‑好氧脱氮池与二沉池的外回流比为50%。
[0106] (5)将除磷碳化液排入树脂吸附池中,其中,树脂吸附池中填充有非极性树脂LS‑100,颗粒直径0.5mm,平均孔径10.0nm,其中非极性树脂LS‑100与脱氮化液中COD的质量浓度比为10:1。
[0107] 对比例各阶段处理的出水水质进行检测,其检测方法与表1相同。结果见表2。
[0108] 表2对比例1各处理阶段出水水质情况
[0109]
[0110] 由表2水解酸化碳化液的数据得知,先化学除磷,投加药剂量需求大(从表2数据可知,市政污水处理厂剩余的污泥水热碳化液的总磷含量为95mg/L,按照10:1质量浓度比添加聚合氯化铝,聚合氯化铝的添加量为950mg/L),且由于有机磷较难依靠化学除磷降解,处理效率也不佳,致使出水总磷(TP)未达到标准要求8mg/L。
[0111] 根据表1和表2数据对比可知,本发明提供的污泥水热碳化液处理方法,流程简便,在步骤(1)调节pH后,后续无需加入酸或碱性试剂,各步骤反应过程中产生的酸碱度可保持出水pH稳定在7左右,酸碱成本相对更低。并且,将除磷过程设置在脱氮反应后,降低了絮凝剂的投入量,同时保证出水总磷满足城镇下水道水质标准GBT31962‑2015。
[0112] 测试实施例1‑3进水时(未经过污泥水热碳化液处理方法进行处理)水质中污染物的浓度,以及出水时(经过污泥水热碳化液处理方法处理后),排出的水质中污染物的浓度,结果见表3。
[0113] 表3测试结果
[0114]
[0115] 由表3可以看出,采用本申请提供的污泥水热碳化液处理方法,可以有效去除污泥水热碳化液中含有的大量有机物及氮磷化合物。排出的水质中,各项污染物浓度均符合污水排入城镇下水道水质标准GBT 31962‑2015。
[0116] 尽管已示出和描述了本发明的优选实施例,可以设想,本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本发明的各种修改
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