一种复合酶处理与微型动物捕食相结合的污泥减量化装置和方法

摘要

本发明公开了一种复合酶处理与微型动物捕食相结合的污泥减量化处理装置，包括依次连通的复合酶预处理池、细菌生长池和微型动物捕食池，所述复合酶预处理池具有污泥入口，所述微型动物捕食池具有污泥出口；所述复合酶预处理池、细菌生长池和微型动物捕食池的体积比为1:1.3～1.8:2～2.5。本发明还公开了一种污泥减量化处理的方法：将复合酶和无菌水按照质量体积比1:5～20配制得到复合酶液，将复合酶液按照污泥流量的0.1～5％添加到复合酶预处理池；污泥在复合酶预处理池的停留2～24h后进入细菌生长池进行降解；最后用微型动物进行捕食消解污泥。本发明的污泥减量处理装置和方法利用复合酶、细菌和微型动物的协同作用使污泥大量消解，具有成本低、运行稳定和处理效率高的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，尤其涉及一种复合酶处理与微型动物 捕食相结合污泥减量化装置和方法。

背景技术

截止2012年年底，全国城镇污水处理量达到416.2亿m³，产生的绝 干污泥量超过650万吨。公开资料显示，我国污水处理厂所产生的污泥近 80％未进行稳定化、无害化处置，因此，如何合理解决城市污泥的出路已 成为非常紧迫的任务。污泥减量技术，通过污泥自身产量的减少，使污泥 处置从“末端治理”转移到“源头控制”，是实现污泥源头治理的绿色技 术，加强对污泥减量技术的研究具有非常重要的意义。

生物法处理以其低成本、无污染、低能耗等优点成为当前污泥减量技 术研究的热点。

公开号为CN102173501A的中国专利文献公开了一种用于城市污泥 减量的复合酶制剂，含有菠萝蛋白酶50～60％、溶菌酶5～10％，余量为 酵母发酵物。复合酶制剂添加在活性污泥池中，可显著减少污泥的产量。

公开号为CN102010109A的中国专利文献公开了一种生物酶催化在 剩余污泥处理处置中的应用，生物酶由果胶酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素 酶、过氧化氢酶、淀粉酶组成，通过酶催化污泥，使泥水快速分离，减少 了污泥体积，实现了对河道污泥减量化无害化处理。

公开号为CN1884135A的中国专利文献公开了一种利用生物捕食减 少剩余污泥产量的装置，利用生物捕食污泥减量化装置的内部由隔板分隔 成微型动物生长区、泥水分离区、缺氧区，具有去除有机物和污泥减量的 功能。

公开号为CN102180574A的中国专利文献公开了一种超声波处理与 微型动物摄食相结合的剩余污泥减量方法，利用超声波处理使污泥的颗粒 粒径减小至适宜微型动物摄食，然后利用微型动物的摄食作用进行剩余污 泥减量。污泥减量效率可达46.2～60.1％。

公开号为CN102491612A的中国专利文献公开了一种利用微生物及 微型动物消解污泥的装置及处理方法，该装置主要包括污水降解反应器、 污泥消解反应器、污泥沉淀池等，污泥消解反应器内固定微生物组合填料 和多个折流挡板，在组合填料上面接种水蚯蚓，达到消减污泥的目的。

公开号为CN102897913A的中国专利文献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，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，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，达到减量的目的。

从已公开的中国专利文献看，当前，工程中运用生物酶处理污泥的很 少，可以减少污泥的体积但污泥质量并未减少。采用微型动物消解污泥， 微型动物以水蚯蚓占多，由于水蚯蚓虫体较大，运行管理难度大，对出水 氨氮总磷影响大。采用的污泥消解装置结构偏简单，一般仅增设微型动物 生长区，污泥消解效果无法保证。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种污泥减量化处理装置及 方法，可以同时减少污泥的体积和质量，而且不影响生化系统出水水质。

本发明提供了一种复合酶处理与微型动物捕食相结合的污泥减量化 处理装置，它包括依次连通的复合酶预处理池、细菌生长池和微型动物捕 食池，所述复合酶预处理池具有污泥入口，所述微型动物捕食池具有污泥 出口；所述复合酶预处理池、细菌生长池和微型动物捕食池的体积比为 1:1.3～1.8:2～2.5。

所述复合酶预处理池主要用于将污泥絮体分散细化，将大分子有机物 降解为小分子；所述复合酶能够溶解污泥中细菌的细胞壁，使细菌死亡， 然后细菌以其自身细胞溶解产物为基质在细菌生长池进行繁殖生长，细菌 的大量繁殖有利于污泥消解，污泥进入微型动物捕食池后，细菌和大量污 泥均被微型动物捕食达到消解污泥的目的。所述微型动物优选为悬浮型微 型动物。例如纤毛虫等。

作为优选，所述细菌生长池和微型动物捕食池的底部均设有曝气装 置。细菌生长池和微型动物捕食池内保持一定的溶解氧利于细菌和微型动 物的生长，同时也有利于污泥的消解。

作为优选，所述复合酶预处理池内设有搅拌器，细菌生长池内设有隔 板，微型动物捕食池内设有填料。

所述搅拌器用于将复合酶预处理池内的污泥搅拌均匀。所述隔板具有 导流作用，利于细菌生长。

作为优选，所述填料为组合填料、聚氨酯填料或者纤维填料。

作为优选，所述微型动物捕食池上连接有回流管，所述回流管一端连 接在微型动物捕食池的低位端另一端连接复合酶预处理池。

微型动物捕食池上部分混合液经过污泥出口排放到污水处理厂生化 系统前端；微型动物捕食池下部分经过微型动物捕食后通过回流管回流至 复合酶预处理池进行再处理。

本发明还提供了一种采用上述复合酶处理与微型动物捕食相结合的 污泥减量化处理装置处理污泥的方法：

将复合酶和无菌水按照质量体积比1：5～20配制得到复合酶液，将复 合酶制剂按照污泥流量的0.1～5％添加到复合酶预处理池；污泥在复合酶 预处理池的停留2～24h后进入细菌生长池进行降解；最后用微型动物进行 捕食消解污泥。

本发明创造性地结合复合酶、细菌和微型动物共同处理污泥，利用它 们之间的协同作用使污泥的质量和体积都大幅度减少。

作为优选，所述复合酶液的添加量是污泥流量的0.5～2％。

作为优选，所述复合酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶配制而 成。活性污泥主成分胞外聚合物由蛋白质、多糖、腐殖质、脂质、核酸和 磷脂构成。所选的复合酶对聚合物有较佳降解效果。

作为优选，所述淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶的体积比为： 1～10:1～10:1～10:1～10。比例根据污水处理系统活性污泥的成分特点配伍。

作为优选，其中细菌生长池内的溶解氧量3～6mg/L，微型动物捕食池 内溶解氧量2～5mg/L。

本发明的有益效果在于：在微型动物捕食区前增设预处理区和细菌生 长区，利用复合水解酶处理解散污泥絮体，利用溶胞的有机质增值细菌， 增值的细菌促进微型后生动物的大量繁殖，利于污泥的消解，具有成本低、 运行稳定和处理效率高的特点。

附图说明

图1为实施本发明的方法所用的污泥减量化处理装置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明的方法是污水处理步骤中的一部分，主要用于污泥减量处理， 可以结合现有污泥处理工艺使用。

图1为实施本发明的方法所用的污泥减量化生物反应器，包括依次连 通的复合酶预处理池1、细菌生长池2和微型动物捕食池3。

复合酶预处理池上设有污泥进口阀4和复合酶进口阀5。微型动物捕 食池3的上部设有污泥出口阀6，微型动物捕食池3的下部连接有回流管 7，回流管7的另一端连接至复合酶预处理池1的上部，回流管7上设有 污泥回流阀8，回流管7上安装有回流泵9。

细菌生长池3和微型动物捕食池4的底部均设有曝气装置10，复合酶 预处理池2内设有搅拌器11，细菌生长池3内设有隔板12，微型动物捕 食池4内设有填料13。

实施例1

经过现有污水处理厂(AAO活性污泥法，进水以生活污水为主)的 二级沉淀池处理后的污泥通过污泥进口阀门4进入复合酶预处理池1，污 泥在复合酶预处理池1内经过复合酶的预处理12小时后进入细菌生长池 2，污泥在细菌生长池2内经过细菌降解18小时后进入到微型动物捕食池 3，最后污泥在微型动物捕食池3内处理24小时后经过污泥出口阀6排放 到污水处理厂生化系统前端，同时部分污泥经污泥回流阀8回流到复合酶 预处理池1进行再处理；

其中，复合酶由商品化淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶按质量比 1:1:1:1复配而成，复合酶溶解在无菌水中得到复合酶液，其中复合酶与无 菌水的质量体积比为1:10，用蠕动泵将复合酶液按照污泥流量的5％添加 到复合酶预处理池1中，并用搅拌器11搅拌将污泥和复合酶液搅拌均匀， 搅拌电机转速为150rpm；细菌生长池2的溶解氧控制在3～6mg/L；微型 动物捕食池3采用组合填料，定期补加悬浮型微型动物(纤毛虫)，溶解 氧控制在2～5mg/L。

在此条件下可实现污水处理厂生化系统污泥减量60～65％。

实施例2

经过现有污水处理厂(AO活性污泥法，进水以印染污水为主)的二 级沉淀池处理后的污泥通过污泥进口阀门4进入复合酶预处理池2，污泥 在复合酶预处理池1内经过复合酶的预处理24小时后进入细菌生长池2， 污泥在细菌生长池2内经过细菌降解36小时后进入到微型动物捕食池3， 最后污泥在微型动物捕食池3内处理48小时后经过污泥出口阀6排放到 污水处理厂生化系统前端，同时部分污泥经污泥回流阀8回流到复合酶预 处理池1进行再处理；

其中，复合酶由商品化淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶按质量比 5:2:5:2复配而成，复合酶溶解在无菌水中得到复合酶液，其中复合酶与无 菌水的质量体积比为1:5，用蠕动泵将复合酶液按照污泥流量的1％添加到 复合酶预处理池1中，并用搅拌器11搅拌将污泥和复合酶液搅拌均匀， 搅拌电机转速为200rpm；细菌生长池2的溶解氧控制在3～6mg/L；微型 动物捕食池3采用组合填料，定期补加悬浮型微型动物(纤毛虫)，溶解 氧控制在2～5mg/L。

在此条件下可实现污水处理厂生化系统污泥减量80～85％。

实施例3

经过现有污水处理厂(SBR活性污泥法，进水生活污水占50％，工业 污水占50％)的二级沉淀池处理后的污泥通过污泥进口阀门4进入复合酶 预处理池1，污泥在复合酶预处理池1内经过复合酶的预处理24小时后进 入细菌生长池2，污泥在细菌生长池2内经过细菌降解36小时后进入到微 型动物捕食池3，最后污泥在微型动物捕食池3内处理48小时后经过污泥 出口阀6排放到污水处理厂生化系统前端，同时部分污泥经污泥回流阀10 回流到复合酶预处理池1进行再处理；

其中，复合酶由商品化淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶按质量比 5:2:5:2复配而成，复合酶溶解在无菌水中得到复合酶液，其中复合酶与无 菌水的质量体积比为1:10，用蠕动泵将复合酶液按照污泥流量的1％添加 到复合酶预处理池1中，并用搅拌器11搅拌将污泥和复合酶液搅拌均匀， 搅拌电机转速为200rpm；细菌生长池2的溶解氧控制在3～6mg/L；微型 动物捕食池3采用组合填料，定期补加悬浮型微型动物(纤毛虫)，溶解 氧控制在2～5mg/L。

在此条件下可实现污水处理厂生化系统污泥减量50～60％。

实施例4

经过现有污水处理厂(MBR膜法，进水以工业污水为主)的二级沉 淀池处理后的污泥通过污泥进口阀门4进入复合酶预处理池1，污泥在复 合酶预处理池1内经过复合酶的预处理24小时后进入细菌生长池2，污泥 在细菌生长池2内经过细菌降解36小时后进入到微型动物捕食池3，最后 污泥在微型动物捕食池3内处理48小时后经过污泥出口阀6排放到污水 处理厂生化系统前端，同时部分污泥经污泥回流阀10回流到复合酶预处 理池1进行再处理；

其中，复合酶由商品化淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶按质量比 5:1:10:5复配而成，复合酶溶解在无菌水中得到复合酶液，其中复合酶与 无菌水的质量体积比为1:10，用蠕动泵将复合酶液按照污泥流量的2％添 加到复合酶预处理池1中，并用搅拌器11搅拌将污泥和复合酶制剂搅拌 均匀，搅拌电机转速为200rpm；细菌生长池2的溶解氧控制在3～6mg/L； 微型动物捕食池3采用组合填料，定期补加悬浮型微型动物(纤毛虫)， 溶解氧控制在2～5mg/L。

在此条件下可实现污水处理厂生化系统污泥减量90％。

实施例5

经过现有污水处理厂(氧化沟活性污泥法，进水以生活污水为主)的 二级沉淀池处理后的污泥通过污泥进口阀门4进入复合酶预处理池1，污 泥在复合酶预处理池1内经过复合酶的预处理6小时后进入细菌生长池2， 污泥在细菌生长池2内经过细菌降解9小时后进入到微型动物捕食池3， 最后污泥在内处理12小时后经过污泥出口阀6排放到污水处理厂生化系 统前端，同时部分污泥经污泥回流阀10回流到复合酶预处理池1进行再 处理；

其中，复合酶由商品化淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶按质量比 5:5:5:1复配而成，复合酶溶解在无菌水中得到复合酶液，其中复合酶与无 菌水的质量体积比为1:20，用蠕动泵将复合酶液按照污泥流量的0.5％添 加到复合酶预处理池1中，并用搅拌器11搅拌将污泥和复合酶液搅拌均 匀，搅拌电机转速为200rpm；细菌生长池2的溶解氧控制在3～6mg/L； 微型动物捕食池3采用组合填料，定期补加悬浮型微型动物(纤毛虫)， 溶解氧控制在2～5mg/L。

在此条件下可实现污水处理厂生化系统污泥减量40～50％。