[发明专利]一体式颗粒污泥硫化脱钙装置及方法

说明书

本发明公开了一种一体式颗粒污泥硫化脱钙装置及方法。装置主体由集泥区、布水区、脱钙区、硫化区和循环区组成。集泥区设集泥室和导泥管；布水区设进水管和布水室；脱钙区设颗粒污泥室和沉淀分离室；硫化区设供气室、硫粒床和环形贮酸室；循环区设酸液循环系统和混合液循环系统。通过硫化区的作用，实现硫酸的持续产生；通过脱钙区的作用，实现碳酸钙的持续溶解；通过循环区的作用，实现硫酸液的循环利用；通过集泥区的作用，实现脱钙后颗粒污泥的输出。本发明将硫化产酸与颗粒污泥脱钙融于一体，装置结构紧凑；以硫化细菌产酸，成本低廉，只需对硫粒床进行曝气，硫化菌即能将单质硫氧化成硫酸；以酸液溶解脱钙，酸量可控，可减轻颗粒污泥损伤。

技术领域

本发明涉及一种颗粒污泥脱钙装置，尤其涉及一种一体式颗粒污泥硫化脱钙装置及方法。

背景技术

人类生活和生产活动排放大量有机废水，导致我国湖泊、河流以及近海等水体严重污染。作为一类经济高效的废水处理技术，UASB、EGSB和IC反应器广泛应用于有机废水处理。有机废水，特别是工业有机废水普遍含钙。在厌氧生物处理过程中，有机污染物转化为二氧化碳，与钙结合，产生碳酸钙，分布于颗粒污泥内部和表面，可通过影响传质而影响活性。钙化颗粒污泥积累于反应器内，既降低了装置的有效容积，增大了厌氧消化工程的成本，也限制了厌氧消化技术的应用。

厌氧颗粒污泥是厌氧消化微生物的自然聚集体，UASB、EGSB和IC反应器的效能与厌氧颗粒污泥的活性密切相关。防止厌氧颗粒污泥钙化，促使钙化厌氧颗粒污泥脱钙，无疑有利于保持厌氧颗粒污泥的功能，助力高效厌氧反应器的持续运行。迄今为止，工程上应对颗粒污泥污泥钙化的主要手段是对废水进行化学除钙预处理或增大对反应器内钙化颗粒污泥的更换频率，前者需要添加大量药剂，后者需要补充大量高效污泥，成本较高。研发经济有效的颗粒污泥防钙除钙方法，已成为保障厌氧消化技术发展的当务之急。本发明以低廉大宗的硫粒作为物料，通过生物硫化产生硫酸，再以硫酸溶解碳酸钙，产酸量可控，脱钙产物无污染，处理过程低成本，具有很好的推广应用前景。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种一体式颗粒污泥硫化脱钙装置。本发明所采用的具体技术方案如下：

一体式颗粒污泥硫化脱钙装置，装置主体由下至上依次分为集泥区、布水区、脱钙区和硫化区，循环区独立于装置主体，用于连通布水区和脱钙区以及布水区和硫化区；集泥区通过导泥管从下到上依次连接导泥水泵、止水阀和倒锥形集泥室底部；布水区从下到上设进水管和布水器，进水管上设置有进水水泵；脱钙区侧壁上设置有若干个pH检测口，脱钙区从下到上分为颗粒污泥脱钙反应室和沉淀分离室，沉淀分离室上方设置泥水分离器，泥水分离器上方的装置侧壁上设有带控制阀的出水管；硫化区底部通过多孔滤板与脱钙区分隔，硫化区中部通过筒形外壁包裹形成硫粒床，硫粒床的外壁底部与装置主体内壁之间通过环形的挡水板密封，硫粒床底部设置由输气管和管式微孔曝气头组成的供气装置，硫粒床内设用于支撑硫粒的多孔底板，硫粒床上面设顶空室，顶空室连通用于排出尾气的尾气管；硫粒床外围包裹有环形贮酸室，用于收集从硫粒床中溢流出的硫酸液；循环区设酸液回流管、酸液回流泵、混合液回流管和混合液回流泵，脱钙区上部通过混合液回流管和混合液回流泵回流至布水区，环形贮酸室通过酸液回流管和酸液回流泵通入布水区中。

该方案还可以进一步采用如下优选方式：

所述的集泥区、布水区、脱钙区与硫化区的体积之比1～1.5：1：8～10：1.5～2。

所述的环形贮酸室底部与硫粒床多孔底板持平，贮酸室酸液高度控制在硫粒床高度的10％～20％；硫粒床和环形贮酸室的体积之比为1：0.8～1。

所述的脱钙区中颗粒污泥脱钙反应室和沉淀分离室的体积之比为1：0.3～0.4；泥水分离器的挡板与装置主体侧壁的夹角为30°～40°；沉淀分离室内出水管与脱钙区顶部的垂直距离为5～10cm；脱钙区沿高度方向等距设三个pH检测口，底端的pH检测口与进水管的垂直距离为15～20cm。