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纸污泥减量化工艺与方法

所属分类: 造纸废水 | 发布日期:2020-01-08 04:01:01

摘要 本发明涉及固体废物处理技术领域,特别涉及一种减少剩余污泥的工艺和方法。的过程和方法是通过还原和膜生物反应器还原技术原位电化学的,这两种技术集中在一个过程来构建造纸有机污泥减量过程:电气化学 ...

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摘要

本发明涉及固体废物处理技术领域,特别涉及一种减少剩余污泥的工艺和方法。的过程和方法是通过还原和膜生物反应器还原技术原位电化学的,这两种技术集中在一个过程来构建造纸有机污泥减量过程:电气化学 - 膜生物反应器的步骤还原方法。具有处理成本低,污泥减量效果好,无二次污染等优点。对污泥减量技术的发展起到一定的促进作用,具有一定的理论意义和应用价值。

权利要求书

       1. 本发明涉及一种电化学-膜生物反应器分步减量方法,其特征在于所述步骤包括:

(1)首先,将浓缩污泥技术的脉冲电场的治疗,细胞内物质洗脱。

(2)提高加入到效果处理,污泥减少轻稀土元素。

(3)步骤(2)处理过的污水进入膜生物反应器用于进一步处理,污泥的进一步减少。

       2.电化学根据权利要求1 - 步骤还原如膜生物反应器,光稀土的方法,其中步骤(2)是铈。

       3.根据权利要求1所述的电化学膜生物反应器的分级还原方法,其特征在于,步骤(2)中污泥浓度与铈浓度的比值为20-40:1。

4.如权利要求1所述的电化学-膜生物反应器的梯级减量方法,其特征在于,步骤(1)中所述的高压脉冲电场技术处理,其工艺参数包括:污泥pH为6.8-7.5,高压脉冲电源输出峰值电压为35-50kV,脉冲频率为300-400kHz,占空比为15%~20%,场强范围在10-100Kv/cm、电流密度为0-2A/m2、处理时间为1-5s、极板间距5-8mm。

5.如权利要求4所述的电化学-膜生物反应器的梯级减量方法,其特征在于,步骤(1)中所述的高压脉冲电场技术处理,其工艺参数包括:污泥pH值为7.12、高压脉冲电源输出峰值电压为35-50kV,脉冲频率为300-400kHz,占空比为15%~20%,场强范围在10-100Kv/cm、电流密度为0-2A/m2、处理时间为3s、极板间距6mm。

       6.电化学根据权利要求1 - 步骤还原如膜生物反应器,其特征在于,在膜生物反应器的生物反应器,膜,并从泵的,鼓风机组合物的步骤(3)。

7.如权利要求1所述的电化学-膜生物反应器的梯级减量方法,其特征在于,步骤(3)中膜生物反应器系统釆用连续曝气的方式运行,膜出水选择间歇方式,膜材质为PVDF;膜孔径为0.1μm,膜通量为15-25L/m2·h。

说明书

造纸污泥减量化工艺与方法

技术领域

本发明涉及固体废物减量领域,特别涉及通过电化学原位还原技术和膜生物反应器还原技术的联合作用减量造纸污泥。

技术背景

造纸行业占有国民经济中的重要地位。然而,高浓度的废水通过造纸工业的废水处理系统中排出产生大量有机污泥。这些淤泥通常不同于市政淤泥。主要表现为高含水率、高有机质含量和泥态。它们含有病原体、微生物,特别是病原体,很难脱水(不到40%)。干燥后大多采用填埋或焚烧处理,处理效率低,成本高,填埋量大。他们不环保。因此,它们是企业综合治理中的新难点。污泥处理处置的传统方式不仅效率低,成本高,不环保,经常造成二次污染。因此,开发有机污泥减量回收技术和工艺设备是解决这一问题的最有效途径。

然而,造纸污泥是非常丰富的生物处理,富含碳酸钙,高岭土等矿物质和纤维素,半纤维素,木质素和其它有机物和填料,絮凝剂等过程中产生的纸浆和造纸废水中的物质的有机质含量对,这是一个很好的生物质资源。

污泥减量化是20世纪90年代提出的污泥处置新概念,目前国内外对污泥减量化的研究较少,研究方向主要集中在解偶联减量技术上,而作为污泥减量化主要方法的电化学方法的研究鲜有报道在国外,在中国还是空白。且大部分污泥减量化工艺为单一方法,其处理效果不理想..因此,只有从源控制,以尽量减少产生的污泥的量,它是可持续的,环境友好的发展。源头污泥减量技术的研发及减量机理的研究已成为近年来国内外研究的热点。

发明内容

本发明旨在提供一种减少造纸污泥的工艺和方法。电化学原位污泥减量技术与膜生物反应器技术相结合,具有经济、高效、清洁等优点。

名词解释:

单项选择题化学需氧量COD是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量,这句话对吗?废水中的强氧化剂、废水处理厂的废水和受污染的水所能氧化的物质(通常是有机物质)的氧当量。

BOD5是一种用微生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标。

悬浮物指悬浮在水中的固体物质,包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。在水中悬浮的固体含量是水污染的程度的一个量度。

  MLVSS--混合液挥发性悬浮固体浓度的简写。

本发明提供一种电化学 - 步骤还原如膜生物反应器,其特征在于包括以下步骤:

(1)首先,将浓缩污泥技术的脉冲电场的治疗,细胞内物质洗脱。

(2)提高加入到效果处理,污泥减少轻稀土元素。

(3)步骤(2)处理过的污水进入膜生物反应器用于进一步处理,污泥的进一步减少。

轻稀土的步骤(2)是铈。污泥浓度与铈浓度比为20-40:1。优选地,铈浓度和30中的污泥浓度之比为2:1。

电化学原位还原技术和膜生物反应器还原技术集中于一个过程,实现电化学-膜生物反应器的级联还原过程。

高压脉冲电场技术利用两电极之间的瞬时脉冲电场溶解细胞内物质,可以破坏微生物细胞,有效降低脱水污泥的含水量。处理后的上清液与来自自来水厂的进水一起再循环至进水口并进入生化反应区。

优选地,步骤(1)中的污泥取自污水场的浓缩池..

优选的,步骤(1)中所述的高压脉冲电场技术处理,其工艺参数包括:高压脉冲电源输出峰值电压为35-50kV,脉冲频率为300-400kHz,占空比为15%~20%。场强范围在10-100Kv/cm、电流密度为0-2A/m2、处理时间为1-5s、极板间距5-8mm。

优选的,步骤(1)中所述的高压脉冲电场技术处理,其工艺参数包括:高压脉冲电源输出峰值电压为35-50kV,脉冲频率为300-400kHz,占空比为15%~20%。场强范围在10-100Kv/cm、电流密度为0-2A/m2、处理时间为1-5s、极板间距5-8mm。

稀土合金元素对活性污泥中微生物的增殖、生物活性和胞外聚合物有影响。适宜浓度的轻稀土元素对微生物生长有轻微的刺激作用,有利于促进活性污泥的生长。适宜浓度的轻稀土元素对微生物代谢产物和胞外酶分泌能力有一定影响,有利于好氧颗粒污泥的形成。

通过添加轻质稀土元素铈来改进高压脉冲电场技术..催化剂的加入加速了活性污泥的颗粒化,显著改善了活性污泥的沉降性能。

高压脉冲电场处理有机污泥的 mlvss 去除率达83% 以上,污泥上清液 cod 含量降低。

膜生物反应器有效地结合了活性污泥法和膜过滤技术的优点,能够高效地截留和分离污泥,并能够完全截留反应器中的微生物,使污水中的污染物得到有效降解和分离,从而进一步减少污泥的产生。

优选地,步骤(3)中的膜生物反应器由生物反应器、膜组件、进出水泵、风机等组件组成。进水通过泵均匀地注入生物反应器。废水中易降解的有机物通过微生物的代谢分解,混合液在真空气泵的作用下经膜过滤得到处理后的水。膜生物反应器对造纸废水的处理效果:COD去除率达95%,BOD5去除率达93%,色度和SS去除率达100%。

优选的,步骤(3)中膜生物反应器系统釆用连续曝气的方式运行,膜出水选择间歇方式,膜材质为PVDF,膜孔径为0.1μm,膜通量为15-25L/m2·h。

电化学原位还原技术和膜生物反应器还原技术的联合作用描述如下:

高压脉冲电场技术是通过作用于两电极间产生的瞬时高压脉冲电场作用于浓缩池污泥,使胞内物质溶解,从而达到破坏微生物细胞的目的,有效降低脱水污泥的含水率..

添加轻稀土元素铈,提高微生物细胞膜的通透性、关键代谢酶的合成和繁殖率,最终提高活性污泥微生物对废水中有机物的分解和代谢率。与此同时,以加速活性污泥的颗粒,以提高活性污泥的沉降性,为了进一步改善电压脉冲电场到造纸污泥的处理效率。

处理后的泥水进入膜生物反应器,通过膜生物反应器的高效封闭和分离,将微生物完全截留在反应器中,使废水中的污染物得到有效的降解和分离,进一步减少污泥的产生,最终实现纸张污泥的减量化。

在轻稀土元素铈的催化下,污泥胞内物质的溶解效率显著增强,而单膜生物反应器对污泥的还原效果仅达到60%..本发明的重点上的进程的两个进程实现构建造纸有机污泥减量过程:电化学实现 - 膜生物反应器还原步骤过程中,造纸污泥比总体上减少80%。为解决污泥处理成本高,污泥处置困难的问题提供了新的途径。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步描述,但本发明不限于此。

COD采用重铬酸盐法测定。采用稀释接种法测定BOD5。稀释通过比色法测定。采用重量法测定 ss。 总氮经紫外线光谱仪和碱性过硫酸钾消化。采用钼酸铵-光谱仪法测定总磷。

实施例1

采用高压脉冲电场(pef)和轻稀土元素铈作为处理剂,提高了处理效果。以某造纸厂浓缩池污泥为处理对象,通过泵将浓缩池污泥注入脉冲电场反应区进泥口,处理量为10m3/h,污泥pH值为6.8,在污泥中加入轻稀土元素铈(污泥浓度与铈浓度比为30:1)经高压脉冲电场处理后,由出泥口流入浓缩池,试验过程与污水处理运行时间保持一致,连续运行,污泥浓缩池停留时间维持在20h,其处理后的上清液回流至进水端,与水厂进水一起进入生化反应区。连续运行时,调整高压电源参数,维持高压脉冲电源输出峰值电压50kV,脉冲频率300kHz,占空比20%,输出峰值电流100mA,输出波形为方波。场强在15Kv/cm、电流密度为1A/m2、处理时间为3s、极板间距6mm。

污泥浓度计算公式:

  式中:W1为干污泥加滤纸重(mg),W2为滤纸重(mg)。

采用高压脉冲电极处理浓缩池污泥,处理后浓缩池污泥上清液中COD、BOD5、总氮、总磷的平均增幅分别达到280%、470%、55%、169%;COD/TP值由之前的12.9增至18.2,COD/TN值由处理前的3.4增至8.3,有机物较氮、磷具有更高的释放幅度。污泥处理的上清液回流高电压脉冲到电极系统,该系统能有效地增加碳源,水下降氮,总磷浓度达到标准;的155×1011米/ kg至14×1011米/公斤,脱水污泥的比电阻,提高污泥的脱水性能。

TN为总氮,TP为总磷。

Cod tp 是化学需氧量与总磷的比值。 比例越大,有机物释放率越高,细胞破碎效果越好。

其中COD/TN为COD与总氮的比值,比值越大,有机物的释放范围大于氮,细胞破碎效果越好。

实施例2

电化学-膜生物反应器的级联还原方法的特点是以下步骤:

(1)首先,将浓缩污泥技术的脉冲电场的治疗,细胞内物质洗脱。污泥pH值为7.12、高压脉冲电源输出峰值电压为40kV,脉冲频率为350kHz,占空比为20%,输出峰值电流为100mA。场强在35Kv/cm、电流密度为1A/m2、处理时间为3s、极板间距6mm。

(2)加入轻稀土元素提高其处理效果,使污泥减量。污泥浓度与铈浓度的比例为20:1。

(3)步骤(2)处理过的污水进入膜生物反应器用于进一步处理,污泥的进一步减少。膜生物反应器系统以连续曝气方式运行,膜出水为间歇式。膜材料为PVDF,膜孔径为0.1μm,膜通量为25L/m2·H。

浓缩池污泥经进一步处理后,COD去除效果良好,平均去除率为96.4%,系统出水COD平均值为27mg/L。BOD5的平均去除率为93.3%,平均出水BOD5为11.2mg/L。总总磷达到要求,整个运行过程一直稳定到色度和SS去除率,可保持100%..各项指标均达到排放标准,污泥产率大大降低。

实施例3

电化学-膜生物反应器的级联还原方法的特点是以下步骤:

(1)首先,将浓缩污泥技术的脉冲电场的治疗,细胞内物质洗脱。污泥pH值为7.5、高压脉冲电源输出峰值电压为50kV,脉冲频率为400kHz,占空比为15%。场强在60Kv/cm、电流密度为0.2A/m2、处理时间为5s、极板间距8mm。

(2)加入轻稀土元素提高其处理效果,使污泥减量。污泥浓度与铈浓度的比值为40:1。

(3)步骤(2)处理过的污水进入膜生物反应器用于进一步处理,污泥的进一步减少。膜生物反应器系统采用连续曝气运行,膜出水间歇运行,膜材料为 pvdf,膜孔径为0.1 m,膜通量为15lm2h。

浓缩池污泥经过膜生物反应器的进一步处理,出水COD的去除率达到95%、BOD5的去除率达到93%、色度和SS去除达100%。出水指标达到或超过制浆造纸工业水污染物排放标准。并且系统稳定后的表观污泥产率基本稳定在0.04到0.06kgMLVSS/kgCOD之间,大幅度降低了污泥产率。

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