[发明专利]污水与污泥共处理减排工艺与系统

说明书

技术领域

本发明涉及水、废水或污泥的处理，尤其涉及水、废水或污水的生物处理。

背景技术

关于污泥处理处置，大多数污水处理厂都采用生物处理工艺，包括厌氧和好氧工艺。这类工艺尤其是好氧工艺产生了大量的剩余污泥，需要定期排放并进行处理。我国污水处理厂每年排放的污泥量(干重)约140万吨，且以每年10％以上的速度增长。污泥产生的环境污染问题日益突出，污泥中含有大量的重金属物质、病原菌等有毒有害物质，已造成了极大的安全隐患、环境压力和经济负担。

国内的污泥处理技术主要有浓缩、脱水、硝化、发酵和干化。多数污水处理厂的污泥处置方法首选是填埋，其次是污泥土地利用，污泥填埋占了相当大的比例。由于填埋场大多为露天，经过雨水淋滤后，没有稳定和无害化的污泥很快恢复原形，对填埋场地的安全构成严重危害。处理不到位的污泥还造成填埋场渗滤系统的堵塞，严重污染附近的地下水。尤其是污泥和垃圾混合填埋时，使得不少垃圾填埋场的寿命大大缩减，给城市垃圾处置带来很大的麻烦。

目前常用的关于污泥稳定化的方法是厌氧消化、好氧硝化、发酵和碱法稳定等。同其他污泥稳定方法相比，尽管污泥厌氧消化投资较大，但由于其能耗低，且能回收能量，故其投资能够较快地得到回收，因而受到人们的青睐。

关于厌氧消化过程，是一个极其复杂的过程，厌氧消化三阶段理论是当前较为公认的理论模式。第一阶段，有机物在水解与发酵细菌的作用下，使碳水化合物、蛋白质与脂肪，经水解和发酵转化为单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油、二氧化碳和氢等。第二阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸。第三阶段，通过两组生理物性上不同的产甲烷菌的作用，将氢和二氧化碳转化为甲烷或对乙酸脱羧产生甲烷。概括的说，其工艺过程就是在无氧的条件下，由兼性菌和专性厌氧菌(甲烷菌)降解有机物，分解的最终产物为二氧化碳和甲烷的过程。其目的是降解污泥中易腐化发臭的有机物，进一步减少液体和固体数量，减少病原菌，消除臭味和更容易脱水。

厌氧污泥消化已经成为目前国际上最为常用的污泥生物处理方法，同时也是大型污水处理厂最为经济的污泥处理方法。据欧盟统计，在污水厂排出的所有污泥中，约有76％的污泥在最终处置前得到稳定处理，其中经厌氧消化处理的占50％以上，经好氧稳定处理的约为18％。美国有68％的污水处理厂采用厌氧消化的方法处理污泥，在德国，服务人口大于30000人(约9000m³/d)的污水处理厂大多采用厌氧消化方法处理污泥，法国和东欧国家采用厌氧消化工艺处理污泥的污水处理厂服务人口多大于100000人(约30000m³/d)。根据联邦(去掉联邦)德国的经验，一般当污水处理厂规模超过5000m³/d时，污泥厌氧消化是最为经济的方法。而且更为重要的是，污泥厌氧消化工艺所达到的污泥稳定化程度是其他好氧稳定工艺所无法比拟的。

我国大多数污水处理厂都采用浓缩脱水来处理污泥，而采用稳定化处理的污水处理厂不到20％。目前常用的污泥稳定方法主要是厌氧消化，占38.04％，好氧硝化只占2.81％。中温厌氧硝化是国内常用的污泥稳定工艺，可以回收沼气，沼气发电作为污水处理厂的部分能源。

污泥稳定化处理程度比较低，一个重要原因是对于中、小规模污水厂单独建造污泥消化处理系统成本高，收益不显著，并且运行管理不便。

发明内容

本发明的提出，旨在设计一种基于厌氧-缺氧-好氧膜生物反应器的污水、污泥共处理减排工艺与系统，将生物处理阶段产生的剩余活性污泥与污水回流共同送入该系统，通过污泥与污水的共处理实现污泥减量和出水再生利用的目的。

本发明的技术解决方案是这样实现的：