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高溫微氧和微電流協同處理汙泥快速釋放內碳源方法

发布时间:2019-12-24 11:57:23  中國汙水處理工程網

  申請日2019.09.17

  公開(公告)日2019.11.19

  IPC分类号C02F11/00; C02F11/02

  摘要

  本發明公開一種高溫微氧和微電流協同處理汙泥快速釋放內碳源的方法,屬于汙泥的處理與資源化利用技術領域。本發明所述方法爲將剩余汙泥脫水後,在高溫微氧條件下施加100~200mA微電流進行協同消化處理,促進汙泥絮體分解與胞內有機物質快速釋放,微電流作用下産生的活性氧也使得嗜磷菌代謝作用更爲明顯,正磷酸鹽經同化作用而被微生物體所吸收,消化上清液中磷含量明顯降低。本發明所得汙泥消化上清液有機質含量高,碳氮、碳磷比明顯提升,可作爲高品質的汙泥內碳源加以利用。

  權利要求書

  1.一種高溫微氧和微電流協同處理汙泥快速释放内碳源的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:将污水处理厂剩余汙泥脱水处理至固体物浓度为5%~7%,在高温微氧条件下向剩余汙泥体系施加微电流进行汙泥消化,并调节汙泥消化体系pH值为8.6~9.5;协同处理后,消化上清液中SCOD含量上升,氮磷含量降低,汙泥内碳源品质提升。

  2.根据权利要求1所述高温微氧和微电流协同处理汙泥快速释放内碳源的方法,其特征在于:施加的微电流的过程采用网状电极板,极板间距为15~30cm,电流为100~200mA。

  3.根据权利要求1所述高温微氧和微电流协同处理汙泥快速释放内碳源的方法,其特征在于:汙泥消化过程中,反应体系的温度为40~50℃,消化时间为84~120 h。

  4.根据权利要求1所述高温微氧和微电流协同处理汙泥快速释放内碳源的方法,其特征在于:曝气强度为1.6~2.0 m3空气/(h·m3汙泥)。

  說明書

  一种高温微氧和微电流协同处理汙泥快速释放内碳源的方法

  技術領域

  本发明公开一种高温微氧和微电流协同处理汙泥快速释放内碳源的方法,属于汙泥的处理与资源化利用技术领域。

  背景技術

  碳源是废水生化处理过程中必须营养元素,主要消耗于释磷、反硝化和异养菌代谢。对我国大多数污水处理厂而言,进水COD较低,需要额外补充碳源以保证废水生化处理效果。理论上讲,碳氮摩尔比(C/N)为2.86时即可完成反硝化过程,碳磷摩尔比(C/P)在18~20之间才能获得较为满意的除磷效果;但实际运行经验表明,当进水C/N低于3.4时就必须投加外部碳源。目前,甲醇、乙醇、乙酸盐、葡萄糖等有机物已被用作低C/N废水的外加碳源,但外碳源的投加将直接导致污水处理厂运行成本上升、汙泥产量大幅增加,对污水厂的长期运行极为不利。

  近些年来,从剩余汙泥中开发内碳源日益受到关注。实际应用中通过某些技术手段或方法使汙泥细胞壁破裂,促进细胞内有机物向水相中释放,然后收集滤液将其作为汙泥内碳源。鉴于汙泥微生物细胞壁是一个复杂的半刚性结构,常规厌氧消化或水解酸化等工艺很难使细胞内的溶解性有机物快速释放,研究人员尝试采用热处理或预处理+厌氧发酵等技术手段对剩余汙泥进行处理,以破坏汙泥的絮体结构、释放汙泥内碳源,在释放胞内有机物的同时也将胞内磷元素也释放到上清液,但是该技术没有去除上清液中的磷,导致碳磷比不能明显降低,无法获得更好的汙泥营养比。

  發明內容

  本发明的目的在于提供一种高温微氧和微电流协同处理汙泥快速释放内碳源的方法,将汙泥置于高温微氧反应器中,并同时施加微电流进行消化处理,控制消化体系呈弱碱性条件,汙泥中蛋白质、多糖类有机质得到快速释放;微电流促进活性氧的产生并增强微生物代谢活动,释放的正磷酸盐经同化作用转化为微生物体内的ATP,上清液中总磷(TP)浓度明显降低;曝气对汙泥内碳源释放进程有机质氧化、氮吹脱、短链脂肪酸累积影响明显,适宜的曝气强度对协同处理体系甚为关键。

  本發明通過以下技術方案實現:

  将污水处理厂剩余汙泥脱水处理至固体物浓度为5%~7%,在高温微氧条件下向剩余汙泥体系施加微电流进行汙泥消化,并调节汙泥消化体系pH值为8.6~9.5;协同处理后,消化上清液中SCOD含量上升,氮磷含量降低,汙泥内碳源品质提升。高温微氧耦合微电流的消化环境使得剩余汙泥快速释放出胞内有机质,短链脂肪酸累积甚为明显。

  優選的,本發明施加的微電流的過程采用網狀電極板,極板間距爲15~30cm,電流爲100~200mA。

  优选的,本发明所述汙泥消化过程中,反应体系的温度为40~50℃,消化时间为84~120 h。

  优选的,本发明曝气强度为1.6~2.0 m3空气/(h·m3汙泥)。

  本发明采用高温微氧消化协同微电流技术处理剩余汙泥,除快速释放汙泥内碳源外,微电流也将促进嗜热微生物的代谢活动,部分因溶胞作用而释放的磷经生物同化作用转入生物体内,上清液中总磷浓度明显降低,所得汙泥上清液具有高SCOD、高碳氮碳磷比。

  本發明的有益效果:

  (1)本发明在高温微氧条件下向汙泥消化体系中施加微电流,协同处理方式使得汙泥内碳源在更短时间内得以释放。

  (2)本发明在释放汙泥内碳源的同时降低了汙泥消化上清液中氮磷含量,有效提高了碳氮、碳磷比,汙泥内碳源品质更高。

  (3)本发明的消化汙泥固体物中磷含量高达7.2%,经灼烧、浮选处理可以回收磷,汙泥在释放内碳源的同时,也实现了磷的资源化利用。(发明人刘树根;丁二卯;董占能;宁平;陈芳)

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