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1、(10)申请公布号 CN 102897913 A (43)申请公布日 2013.01.30 C N 1 0 2 8 9 7 9 1 3 A *CN102897913A* (21)申请号 201210335360.8 (22)申请日 2012.09.12 C02F 3/30(2006.01) C02F 11/02(2006.01) (71)申请人浙江省环境保护科学设计研究院 地址 310007 浙江省杭州市西湖区天目山路 111号 (72)发明人梅荣武 沈浙萍 韦彦斐 李明智 李欲如 钟重 张刚 王付超 蒋涛 (74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限 公司 33224 代理人胡红娟 (54)。
2、 发明名称 一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的系 统和工艺 (57) 摘要 本发明公开了一种利用旁路生物反应器进行 污泥减量的系统和工艺，系统包括依次连接的无 氧池、缺氧池、给氧池和沉降池，所述沉降池的排 泥管与无氧池之间设有污泥回流管，还包括一旁 路生物反应器，所述旁路生物反应器内分隔为相 互连通的调整池和搅拌反应池；所述调节池通过 污泥减量管与所述沉降池的排泥管连通，所述调 节池通过管路连通第一给氧装置；所述搅拌反应 池通过混合液回流管与所述无氧池、缺氧池、给氧 池中的至少一者连通，所述搅拌混合池内设有搅 拌装置。本发明将沉降池排除的污泥在旁路生物 反应器中进行反应，然后循环至生化池中，。
3、达到减 量的目的，从源头上控制污泥的排出量。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的系统，包括依次连接的无氧池(2)、缺氧 池(3)、给氧池(4)和沉降池(9)，所述沉降池(9)的排泥管与无氧池(2)之间设有污泥回 流管(18)，其特征在于，还包括一旁路生物反应器，所述旁路生物反应器内分隔为相互连通 的调整池(21)和搅拌反应池(25)； 所述调节池(21)通过污泥减量管(16)与所述沉降池(9)的排泥管连通。
4、，所述调节池 (21)通过管路连通第一给氧装置(22)； 所述搅拌反应池(25)通过混合液回流管(28)与所述无氧池(2)、缺氧池(3)、给氧池 (4)中的至少一者连通，所述搅拌混合池(25)内设有搅拌装置(26)。 2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调节池(21)与搅拌反应池(25)的容 积比为135。 3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述沉降池(9)为二沉池或序批式反应 器。 4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述二沉池为平流式沉淀池或斜管(板) 式沉淀池。 5.一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的工艺，包括，采用活性污泥法将待处理污 水依次经过无氧池、缺氧池。
5、、给氧池和沉降池，经沉降池沉降分离后的清水排放，其特征在 于，经所述沉降池沉降分离后的污泥一部分直接回流至无氧池中，另一部分送入旁路生物 反应器的调节池中，向调节池中通入氧化空气，对污泥进行均质混合，均质混合后的污泥送 入搅拌反应池中，搅拌反应，反应结束后将污泥回流至无氧池、缺氧池、给氧池的至少一者 中，循环进行。 6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，送入调节池中的污泥占沉降池排泥总量 的530，直接回流至无氧池中的污泥占沉降池排泥总量的7095。 7.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述调节池中的溶解氧浓度为0.5 1mg/L。 8.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述调节。
6、池中污泥的停留时间为14h。 9.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述搅拌反应池中污泥的停留时间为2 8h。 10.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述搅拌反应池中的搅拌速度为30 60转/min。 权 利 要 求 书CN 102897913 A 1/6页 3 一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的系统和工艺 技术领域 0001 本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种利用旁路生物反应器进行污泥减量 的系统和工艺。 背景技术 0002 “十一五”期间，我国的污水处理产业得到了快速发展，污水处理能力及处理率增 长迅速，同时也带来了污泥产量的迅速增加。截止到2010年年底，全国城镇污水处。
7、理量达 到343亿m 3 (见表1)，污泥按含水率80计算，产生的脱水污泥量超过2200万吨。环保部 资料显示，我国污水处理厂所产生的污泥大部分没有得到稳定化、无害化处理处置，多数污 泥是送往城市垃圾处理厂简单填埋，甚至在露天简单堆放，污泥随意堆放所造成的污染与 再污染问题已然凸显。根据“十二五”规划，到2015年全国新增污水日处理能力4200万吨， 污水处理设施负荷率提高到80以上，城市污水处理率达到85，污水处理主要建设任务 还包含提高污泥无害化处置能力(80)。预计到2015年产污泥量超过3200万吨，如何妥 善解决剩余污泥运输、污泥堆放及最终处置造成的二次污染问题，达到80无害化处置目。
8、 标还存在非常大的困难和挑战。 0003 污泥处理处置技术主要包括剩余污泥的后处理技术和污泥的原位减量技术。成熟 的污泥后处置方法主要包括卫生填埋、堆肥、干化和焚烧等。各类污泥后处置技术的优缺点 见表1。 0004 表1各类污泥后处置技术的优缺点 0005 0007 污泥源头减量化是在现有活性污泥污水处理工艺的基础上，通过改进或者研发新 的污水处理工艺，在保证污水处理达到排放标准要求的前提下，尽量减少剩余污泥的产生 和排放量，降低污泥的产率。在污水处理过程中想方设法地从源头减少剩余污泥产生的思 路是20世纪90年代提出的对剩余污泥处置的新概念，是在对剩余污泥资源化基础上进一 步提出的要求。污泥。
9、减量化是通过物理、化学、生物等手段，主要依靠降低微生物产率以及 说 明 书 0006 CN 102897913 A 2/6页 4 利用微生物自身内源呼吸进行氧化分解，使污水处理设施向外排放的生物固体量减少，从 根本上、实质上减少污泥产生量。相比于污泥的末端处理处置技术，在保证污水处理效果的 基础上，加强对源头污泥减量技术的研究具有非常重要的意义，是当前污泥处置技术研究 的热点方向。 0008 目前的污泥减量技术主要基于三类作用原理，一类是基于细胞溶解(或分解)-隐 性生长的污泥减量技术，先对湿污泥进行机械、化学、热-化学、生物氧化，破碎分解污泥絮 体，促进微生物细胞溶解，使生物体中的有机碳作为。
10、微生物的底物并重复新陈代谢，即利用 细胞溶解产物进行的隐性生长；第二类原理是增加系统中细菌捕食者的数量，是模拟自然 生态系统中的食物链原理进行的污泥减量化技术；第三类是采用化学或生物方法促进解偶 联代谢，造成能量泄漏，从而使生物生长效率下降。 0009 目前，城市污水处理厂污泥处置减量化的研究主要是物理化学法、生物法等方法。 各种污泥减量方法的比较见下表2。 0010 表2各种污泥减量技术减量效果比较 0011 0012 说 明 书CN 102897913 A 3/6页 5 0013 以上城市污水处理厂污泥处置减量技术都有一定的应用范围和优点，但是每个技 术都有其弊端，例如利用传统的方法污泥减。
11、量效果不明显；解偶联剂方法会影响出水水质， 在实际应用中的最大弱点是环境安全性问题，解偶联剂通常是较难生物降解或对生物有较 大毒性的化合物，使得生物对解偶联剂的降解不完全，这将会带来新的污染；利用溶胞技术 减量效果一般，而且运行成本较高；水蚯蚓原位污泥消解，水蚯蚓污泥减量效果影响最大的 环境因素是pH，其次是温度，影响较小的是DO，另外水蚯蚓减量技术还需配备特定的填料 和菌种，一次投资或改造成本较高。 发明内容 0014 本发明提供了一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的系统和工艺，将沉降池排 除的污泥在旁路生物反应器中进行反应，达到减量的目的，从源头上控制污泥的排出量。 0015 一种利用旁路。
12、生物反应器进行污泥减量的系统，包括依次连接的无氧池、缺氧池、 给氧池和沉降池，所述沉降池的排泥管与无氧池之间设有污泥回流管，还包括一旁路生物 反应器，所述旁路生物反应器内分隔为相互连通的调整池和搅拌反应池；所述调节池通过 污泥减量管与所述沉降池的排泥管连通，所述调节池通过管路连通第一给氧装置；所述搅 拌反应池通过混合液回流管与所述无氧池、缺氧池、给氧池中的至少一者连通，所述搅拌混 合池内设有搅拌装置。 0016 沉降池中的污泥大部分回流至无氧池中循环利用，引一部分污泥至旁路生物反应 器中，在旁路生物反应器中先进行空气混合后再进行搅拌反应，旁路生物反应器中的菌种 是好氧菌、兼氧菌以及污泥减量菌共。
13、存的一种菌种，将污泥中未降解的污泥进行充分降解， 反应后的混合液回流至生化池中，经过旁路生物反应器处理过的污泥进入给氧池后易被好 氧微生物分解，不断循环，降解污泥中的生物固体，减少剩余污泥的产量。 0017 所述旁路生物反应器内分隔为调节池和搅拌反应池，调节池内主要进行空气混 合，均质均量后的混合液在搅拌反应池内搅拌反应，因此，优选地，所述调节池与搅拌反应 说 明 书CN 102897913 A 4/6页 6 池的容积比为135。 0018 优选地，所述沉降池为二沉池或序批式反应器；所述二沉池为平流式沉淀池或斜 管(板)式沉淀池。选择平流式沉淀池时，沉淀池中的污泥通过真空泵抽出，然后分别送入 。
14、生化池和旁路生物反应器中；当采用斜管(板)式沉淀池时，直接在沉淀池底部设置排泥管 将污泥分别送至生化池和旁路生物反应器中。 0019 本发明还提供了一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的工艺，包括，采用活性 污泥法将待处理污水依次经过无氧池、缺氧池、给氧池和沉降池，经沉降池沉降分离后的清 水排放，经所述沉降池沉降分离后的污泥一部分直接回流至无氧池中，另一部分送入旁路 生物反应器的调节池中，向调节池中通入氧化空气，对污泥进行均质混合，均质混合后的污 泥送入搅拌反应池中，搅拌反应，反应结束后将污泥回流至无氧池、缺氧池、给氧池的至少 一者中，循环进行。 0020 将沉降池排出的污泥一部分进入旁路生物反。
15、应器进行反应，以达到减量目的，另 外一部分回流至生化池进水处，如此循环。而在旁路生物反应器中，分成两格，一格为调整 池，负责接收沉降池过来的部分污泥，对此污泥进行空气搅拌，均质均量后进入后续的搅拌 反应池中，在旁路生物反应器内利用菌种(好氧菌、兼氧菌以及污泥减量菌共存的一种菌 种)将污泥中未降解的污泥进行充分降解，反应后的混合液仍回流至生化池进水处，经过 旁路生物反应器处理过的污泥进入给氧池后易被好氧微生物分解，如此循环，系统不断选 择低繁殖细菌来分解生物固体，直到污泥中的固体被完全分解，这将大大减少剩余污泥的 产生量，从而达到减少污泥产率的目的。 0021 送入调节池中的污泥占沉降池排泥总量。
16、的530，直接回流至无氧池中的污泥 占沉降池排泥总量的7095。 0022 如果送入调节池的污泥量太大，旁路生物反应器容积加大，增加投资，并且会影响 处理效果；且主系统的污泥回流如果太少也会影响主系统的处理效果。因此，从经济角度考 虑，上述分配比例为在污泥减量最大化的基础上性价比最合适的污泥分配比例。 0023 所述调节池中的溶解氧浓度为0.51mg/L。调节池的氧浓度控制在这个范围内 能起到很好的搅拌均质均量的作用，太高会变成好氧池，太低则搅拌作用会有所欠缺。因 此，优选为0.51mg/L。 0024 所述调节池中污泥的停留时间为14h；所述搅拌反应池中污泥的停留时间为 28h。根据经济和技。
17、术上确定停留时间，太短达到不到技术要求，太长就会增加投资。 0025 所述搅拌反应池中的搅拌速度为3060转/min，搅拌太慢，搅拌不均匀，搅拌太 快，会破坏污泥絮体，会影响微生物的分解作用，因此优选为3060转/min。 0026 本发明的有益效果： 0027 本发明是属于污泥前置减量技术，通过本发明的研究，能有效的减少系统的污泥 产生量。本系统是利用一个旁路的生物反应器，将沉降池排出的污泥一部分进入旁路生物 反应器进行反应，以达到减量目的，另外一部分回流至生化池进水处，如此循环。而在旁路 生物反应器中，分成两格，一格为调整池，负责接收沉降池过来的部分污泥，对此污泥进行 空气搅拌，均质均量后。
18、进入后续的旁路生物反应器，反应器内利用菌种将污泥中未降解的 污泥进行充分降解。反应后的混合液仍回流至生化池进水处，如此循环，大大减少剩余污泥 的产生量。 说 明 书CN 102897913 A 5/6页 7 附图说明 0028 图1是本发明的结构示意图。 具体实施方式 0029 如图1所示，一种利用旁路生物反应器进行污泥减量的系统，包括依次设置的无 氧池2、缺氧池3、给氧池4和沉降池9，在沉降池9的尾端设置旁路生物反应器。 0030 无氧池2、缺氧池3和给氧池4均为活性污泥法系统中的常规生化池，无氧池2上 设有进水管1，缺氧池3和给氧池4附近设置第二给氧装置5，缺氧池3内设有空气管30，空 气。
19、管30连接第二给氧装置5，空气管30上设有空气阀29，给氧池4底部设有给氧管网7，给 氧管网7通过一根总管连接第二给氧装置5，在该总管上设有第二给氧阀6。 0031 沉降池9采用斜板式沉淀池，沉降池9内带有刮泥器11和中心管10，上部带有清 水排水管12，底部带有排泥管13，给氧池4通过给氧池出水管6连接至沉降池9的中心管 10。 0032 排泥管13上设置污泥加压装置14，经过污泥加压装置14后管路分为三路，一路为 污泥回流管18，连通至无氧池2，在污泥回流管18上设置第一污泥流量控制阀17；一路为 污泥减量管16，污泥减量管16上设置第二污泥流量控制阀15；一路为剩余污泥排放管20， 在剩。
20、余污泥排放管19上设置第三污泥流量控制阀19； 0033 污泥减量管16的尾端设置一个旁路生物反应器，该旁路生物反应器内分隔为调 节池21和搅拌反应池25，调节池21和搅拌反应池25相互连通，调节池21与搅拌反应池 25的容积比为135。 0034 污泥减量管15的尾端与调节池21连通，在调节池21附近设置第一给氧装置22， 在调节池21底部设置给氧管24，给氧管24与第一给氧装置22连接，在该给氧管24上设置 第一给氧阀23。 0035 搅拌反应池25内设置搅拌装置26，该搅拌装置26采用顶置搅拌器，搅拌反应池 25与无氧池2之间设置混合液回流管28，通过混合液回流管28将无氧池2和搅拌反应。
21、池 25连通，在该混合液回流管26上设置混合液回流控制阀27。 0036 第一给氧装置22和第二给氧装置5均可采用鼓风机。 0037 本实施方式的工作方式如下： 0038 本系统使用时，废水先经过一定的预处理，包括调节、初沉等处理设施后，废水依 次进入本系统的无氧池2、缺氧池3和给氧池4，其中给氧池4通过第二给氧装置5和第二 给氧阀6、给氧管网7提供溶解氧，溶解氧浓度控制在24mg/L。而缺氧池3也通过第二 给氧装置5和空气阀29、空气管30提供空气搅拌，达到缺氧状态。 0039 废水经过本系统的无氧池2、缺氧池3和给氧池4后进入沉降池9进行固液分离， 其中出水排放或进入下一步处理设施，而分离。
22、排出的污泥利用污泥给压装置14和污泥流 量控制阀调节污泥流量分三路分流：第一路通过第一污泥流量控制阀17和污泥回流管18 回流至无氧池2进水口处(流量约为总流量的7095)；第二路通过第二污泥流量控 制阀15和污泥减量管16流入调整池21和搅拌反应池25中进行污泥减量处理(流量约为 总流量的530)，反应后的混合液再经过混合液回流控制阀27和混合液回流管28回 流至无氧池2进水口处；第三路通过第三污泥流量控制阀19和剩余污泥排放管20排至污 说 明 书CN 102897913 A 6/6页 8 泥后处理处置设施进行处理(根据给氧池3的污泥浓度进行控制，污泥浓度超过4g/L时适 时排泥)。 00。
23、40 调整池21中通过第一给氧装置22、第一给氧阀23和给氧管24，进行空气搅拌，均 质均量的同时，也提供一部分溶解氧，约为0.51mg/L，停留时间为14h。污泥经调整 池21后进入搅拌反应池25，利用搅拌装置26，进行充分混合和反应，停留时间为28h。 经过旁路生物反应器处理过的污泥进入给氧池3后易被好氧微生物分解，从而达到减少污 泥产率的目的。 0041 实施例1 0042 某印染企业污水站在原有处理工艺未进行污泥减量改造前，剩余污泥每天约为 2t/d(含水率80)。利用本发明进行旁路生物反应器改造后，剩余污泥每天约为0.8t/ d(含水率80)。出水水质在污泥减量改造前后未曾发生明显变化。 0043 实施例2 0044 某新建城市污水厂，根据污水厂的污水水量和水质情况，原估算剩余污泥发生量 约为10t/d(含水率80)。利用本发明在污水处理工艺上增加一个旁路生物反应器，污水 厂建成稳定运行后，剩余污泥发生量约为3t/d(含水率80)。出水水质也基本能达到设 计要求。 0045 以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102897913 A 1/1页 9 图1 说 明 书 附 图CN 102897913 A 。