[发明专利]污泥回流消化减量的污水处理方法

说明书

技术领域：

本发明属于环保领域中污水处理的范畴，涉及一种污水处理中剩余污泥逆向循环消化减量形成的污水处理方法。

技术背景：

本发明应用于污水处理，主要适用于把污水处理过程中产生的剩余污泥在处理系统内循环消化处理，实现污泥减量的污水处理方法。在污水处理中，一方面污水通过各种工作形式被净化，部分有机物被降解；另一方面，有机物以形成污泥的形式被固化，污泥相当于是污染物的浓缩。所以，污水处理是污水的净化过程，并不是完全意义的污染治理过程，只有同时消除以污泥形式存在的污染物，才能实现水体净化和污染治理的目的，因此污泥处理是污水处理的重要组成部分。一般在污水处理厂内进行的污泥处理被称为“污泥处理”，在污水处理厂外进行的最终处理被称为“污泥处置”，污泥处理和处置的基本原则是减量化、稳定化和无害化，厌氧处理是污泥减量化和稳定化的主要技术。在传统的污水处理厂中，污泥主要产生于初次沉淀池和后续生化处理系统中的剩余污泥，污泥被输送到污泥处理系统，进行浓缩、消化、脱水、干化等一系列污泥减量、减容、稳定的处理工作。传统设计模式中是按照工艺先后的顺序，污水处理——产生污泥——污泥处理——最终处置的顺序进行，其中污泥处理系统的费用一般可达到污水处理厂总造价的40％-60％，同时污泥消化系统的技术要求也高，控制和维护管理费用也高。因此在这种背景下，在减量化、稳定化的原则下，简化污泥处理工艺就成为污泥处理研究的方向。另外还存在一个现象是对于有的地区，污水处理厂的污水处理负荷与实际情况偏差，进水的原水存在污水量和BOD负荷的波动，对污水处理厂的正常运行也产生了影响。调节和稳定污水处理系统、有效利用设施，也是污水处理厂的需要。因此，传统的污水处理厂模式是把污水处理和污泥处理分置的处理系统，如果系统把污水处理和污泥处理进行有效合并则能达到简化工艺和简化管理的目的。

发明内容：

本发明的目的是设计一种将污水处理过程中产生的剩余污泥持续回流到污水处理系统的一级处理阶段，利用一级污水处理设施实现消化污泥和污泥减量，将污泥处理并入污水处理系统而形成的污水处理方法。

本发明的技术方案是把污水处理厂的初次沉淀池设计成厌氧型的推流式沉淀池，厌氧沉淀池的下部是污泥的存积减量消化区，污水经过二级处理后排放，二级污水处理系统产生的剩余污泥返回进入厌氧沉淀池，厌氧沉淀池中污泥区容积满足大于该地区条件下污泥厌氧发酵消化周期的污泥总量所需容积，经过格栅、沉砂等工艺粗处理的污水原水也进入厌氧沉淀池，污水依据推流的模式，从厌氧沉淀池的出水口排出，进入后续污水生化处理系统，产生的剩余污泥再次排入厌氧沉淀池。厌氧沉淀池可采用至少一格的矩形平流沉淀池，也可采用双层沉淀池，或者其他可以满足污泥停留的沉淀池。厌氧沉淀池的上部可设置消化气集气装置收集沼气。延长厌氧沉淀池的污泥停留时间，当达到设计清掏容积时，则集中清掏外运，清掏时留下10-20％的污泥。本系统中的有机物处于内部循环处理状态，循环系统不同阶段的参数设计遵循物质平衡的理论。厌氧沉淀池的容积首先是计算在污水处理系统每日产生的剩余污泥量(投加污泥量)和污水原水的污泥沉淀量，根据在厌氧状态下污泥的腐化发酵周期，按照90天计算发酵污泥的累计容积，然后按照消化污泥稳定化平衡消化状态估算一定时间段的污泥增量，两者之和是厌氧沉淀池的污泥容积负荷的总量，最后按照每日的污水处理量所需容积和污泥容积之和计算厌氧沉淀池的容积。厌氧沉淀池的污泥减量消化可以借助一些辅助的措施来加强，如投加一些复合成分的优势菌种和催化剂等。

厌氧沉淀池的容积W0按照污水容积W1与污泥停留期累积的污泥容积W2之和计算，污泥容积W2＝发酵累积容积W3+延时停留增量容积W4。

污水容积W1＝日污水总量×污水停留时间÷24

发酵累积容积W3＝日污泥量×发酵周期天数×(1-新鲜污泥含水率)×污泥容积发酵缩减系数K1×修正容积系数K0÷(1-发酵污泥含水率)

延时停留增量容积W4＝发酵污泥W3×污泥延时停留增量修正系数Kn

污泥容积W0＝W1+W2＝W1+W3+W4＝W1+W3×(1+Kn)

修正系数Kn根据水质差别，以及实验数据和经验数据等因素综合确定。