[发明专利]一种处理污泥的多级生物淋滤反应器工艺及设备

说明书

技术领域

本发明涉及市政及工业废水处理产生的剩余污泥中重金属脱除及改善污泥脱水性能，实现污泥高干度脱水的方法，属于环境工程技术领域。

背景技术

剩余活性污泥是指污水处理厂在净化污水的过程中产生的沉淀物，含有大量的有机质、氮和磷等植物养分，经常富集了一定的重金属，难以用于农田。剩余活性污泥的资源化处理是目前环境治理中需要解决的问题之一。

目前，污泥的处置方式包括很多种类，如：填埋、焚烧、投海以及制作建筑业材料等，污泥的农用无疑是化害为利避免二次污染的最好处置方法之一。然而，剩余污泥中较多的重金属是剩余污泥能否安全地用于农田的限制因子。因此，降低或去除剩余污泥中的重金属对于剩余污泥的资源化利用具有非常重要的意义。

事实上，去除重金属的方法主要有两种：化学法和微生物法(生物淋滤法)。利用无机酸或有机络合剂等化学试剂去除重金属的化学法，虽能在短时间内大幅度的去除重金属，但耗酸量大，处理费用高，使其难以付诸实践。而微生物法具有运行成本低、重金属去除率高、适应性强等特点，是化学法无法比拟的，值得更深入地研究。

早在上个世纪50年代，美国就开始利用生物淋滤法浸出铜矿，60年代加拿大又采用该法浸出铀矿。最近十几年生物淋滤法被应用在去除污泥重金属领域，Xiang.L等人从厌氧消化污泥中分离得到一株氧化亚铁硫杆菌，其对重金属生物淋滤产生一定的效果；南开大学将氧化亚铁硫杆菌和嗜酸性异养菌接种于剩余污泥中进行生物淋滤实验，对污泥中重金属有较高的去除效率；南京农业大学申请了生物淋滤技术(也叫生物沥浸技术)的若干专利(专利号分别为：02137921.1、02112924.X、200410014801.X、200410044843.8、200520072316.8、200810242584.8)，主要涉及生物淋滤(也叫生物沥浸)用的各类微生物和反应器。

已有技术存在的问题：已有技术污泥生物淋滤反应器有两种形式：序批式或连续推流式，均采用鼓风曝气，曝气设备均为鼓风机和微孔曝气管或微孔曝气头。在生物淋滤反应器中污泥浓度很高，采用鼓风曝气方式充氧效率很低，必须加大曝气量，使生物淋滤过程的动力消耗增大，运行成本提高。本发明的生物淋滤工艺为多级生物淋滤反应器，各级生物淋滤反应器依次串联，每级生物淋滤反应器的曝气方式为射流曝气或离心式散流曝气。比原有技术采用的鼓风曝气动力消耗降低30％以上，显著降低生物淋滤系统运行成本。在降低泥饼重金属浓度的同时，污泥得到调理，易于沉降和脱水，处理后的污泥无恶臭，颜色为土黄色，实现了污泥的无害化和减量化及资源化。

发明内容

本发明提供了一种处理污泥的多级生物淋滤反应器工艺及设备，如附图1所示，主要由以下几部分组成：

1为第一级生物淋滤反应器、2为第二级生物淋滤反应器、3为第三级生物淋滤反应器、4为污泥浓缩池、5为第一级生物淋滤反应器曝气装置、6为第二级生物淋滤反应器曝气装置、7为第三级生物淋滤反应器曝气装置、8为污泥内回流泵、9为污泥外回流泵、10为脱水泵、11为箱式压滤机、12为泥饼。

具体说明如下：污水处理厂排放的剩余污泥经浓缩后顺序进入第一级生物淋滤反应器1、第二级生物淋滤反应器2、第三级生物淋滤反应器3，再自流进入污泥浓缩池4；第三级生物淋滤反应器3的混合液通过污泥内回流泵8回流到第一级生物淋滤反应器1，污泥浓缩池4的浓缩污泥一部分通过外回流泵9回流到第一级生物淋滤反应器1，一部分用脱水泵10打入箱式压滤机11进行污泥脱水。开始运行时在第一级生物淋滤反应器1中接种以嗜酸性硫杆菌和耐酸性异养菌等为主的复合微生物菌群，在配合营养物、好氧、适宜温度的情况下，污泥在一级生物淋滤反应器1、二级生物淋滤反应器2及第三级生物淋滤反应器3中逐渐酸化，最终PH值降低到3，或更低，污泥中的重金属被转移到水相中，通过压滤脱水，可得到含水率低于60％的泥饼12，泥饼12中的重金属被有效去除。污泥浓缩池4的上清液溢流排出，与箱式压滤机11的滤液合并后用石灰中和、沉淀再脱水，得到重金属污泥，可回收或安全填埋处置。

曝气装置5为第一级生物淋滤反应器充氧，曝气装置6为第二级生物淋滤反应器充氧，曝气装置7为第三级生物淋滤反应器充氧。曝气装置5可以是一台，也可以是多台，曝气装置6可以是一台，也可以是多台，曝气装置7可以是一台，也可以是多台。曝气装置可以是射流曝气，也可以是离心散流曝气。