專利名稱：基于微波污泥預(yù)處理的源頭污泥減量化的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固體廢棄物處理以及資源回收再利用領(lǐng)域，涉及一種剩余污泥減量化技術(shù)，特別涉及一種基于微波污泥預(yù)處理的源頭污泥減量化的方法與裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，污水處理總量的增長以及處理標(biāo)準(zhǔn)的提高，隨之產(chǎn)生了大量城市污水廠剩余活性污泥(簡稱為剩余污泥或者污泥)。其處理處置帶來的高費用等問題，已成為污水處理廠正常運行的嚴(yán)重負(fù)擔(dān)，因此經(jīng)濟高效的剩余活性污泥的處理與處置已成為一個緊迫且嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在污泥減量化、資源化和無害化的過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)作為污水廠負(fù)擔(dān)的剩余污泥同時又可作為一種有機物資源，可應(yīng)用于厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷、產(chǎn)氫、驅(qū)動生物燃料電池；可以進行經(jīng)濟價值物質(zhì)的回收，諸如回收蛋白質(zhì)、磷、生產(chǎn)可生物降解塑料；也可以作為污水生物脫氮過程中反硝化所需要的碳源，以及回流到曝氣池通過隱性生長實現(xiàn)污泥減量等多個領(lǐng)域。然而，以糖類、蛋白質(zhì)、脂類為主的有機質(zhì)及磷幾乎都存在于污泥中致密的胞外聚合物(EPS)和微生物的細(xì)胞壁內(nèi)，一方面使得污泥的厭氧發(fā)酵過程因胞外酶無法與基質(zhì)充分接觸而變得非常緩慢，影響污泥的回流減量和高效利用[Qiao W，Wang W，Xun R，etal.Sewage sludge hydrothermal treatment by microwave irradiation combined withalkali addition[J].Journal of Materials Science.2008,43(7):2431-2436.];另一方面因蛋白質(zhì)、磷等無法釋放而導(dǎo)致其無法以適當(dāng)?shù)男问竭M行回收。所以剩余污泥再利用前的關(guān)鍵技術(shù)即是剩余污泥的預(yù)處理，通過物理、化學(xué)、生物等多種手段實現(xiàn)剩余污泥的溶胞，提高剩余污泥的水解效率，強化后續(xù)的剩余污泥處理的效果。自20世紀(jì)70年代以來，剩余污泥熱處理技術(shù)已經(jīng)成為改善剩余污泥厭氧消化性能和脫水性能的重要手段，并得到了廣泛的應(yīng)用[Neyens E, Baeyens J.A review ofthermal sludge pre-tr eatment processes to improve dewaterability[J].Journal ofHazardous Materials.2003，98 (1-3):51-67.]。近年來，微波輻射技術(shù)因具有清潔、快速和易于操控等優(yōu)點而得到了迅速的發(fā)展，并且微波輻射以用來在部分場合代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱方式處理剩余污泥[Kennedy K J, Thibault G, Droste R L.Microwave enhanced digestionof aerobic SBR sludge [J] 2007，33 (2):261-270.]。但該微波處理方式處理條件為高溫密閉加壓環(huán)境，一般在120°C _170°C甚至更高的溫度才能達到較好的處理效果，增加了反應(yīng)器的設(shè)計生產(chǎn)難度，不利于該處理技術(shù)的經(jīng)濟化。微波及其組合污泥預(yù)處理工藝已被證明能有效地促進污泥溶胞及碳、氮、磷的釋放[Wang Y W，Wei Y S，Liu J X.Effect of H202dosing strategy on sludge pretreatment by microwave-H202 advanced oxidationprocess [J].Journal of Hazardous Materials.2009,169 (1-3):680-684 ;程振敏.微波福射技術(shù)應(yīng)用于城市污水處理廠污泥磷回收的研究[D].2009.34-46 ;閻鴻.微波及其組合工藝在污泥預(yù)處理中的比較研究[D].北京:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，2010.12-59.]。因此，開發(fā)符合經(jīng)濟高效的剩余污泥微波預(yù)處理工藝具有重要的應(yīng)用價值與現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對城市污水處理廠產(chǎn)生的剩余活性污泥的特點及其處理現(xiàn)狀，在常壓開放條件下通過微波污泥預(yù)處理技術(shù)實現(xiàn)剩余活性污泥的高效破解，提高剩余活性污泥的生物可利用性，之后將處理后的污泥回流至活性污泥池，實現(xiàn)源頭污泥減量，從而提供一種基于微波污泥預(yù)處理的源頭污泥減量化的方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種可實現(xiàn)上述目的的微波污泥預(yù)處理裝置。本發(fā)明的基于微波污泥預(yù)處理的源頭污泥減量化的方法包括以下步驟:(I)將剩余活性污泥濃縮至濃度為10_30g/L的泥水混合液；(2)將步驟(I)得到的泥水混合液通過熱交換器進行預(yù)加熱處理后輸送至微波反應(yīng)器中，用無機堿水溶液或無機酸水溶液將所述的泥水混合液的PH調(diào)節(jié)為2.5-12 ;或用無機堿水溶液或無機酸水溶液將步驟(I)得到的泥水混合液的PH值調(diào)節(jié)為2.5-12后，再通過熱交換器進行預(yù)加熱處理后輸送至微波反應(yīng)器中；開啟微波反應(yīng)器的微波源，在對微波反應(yīng)器中的泥水混合液進行微波輻射加熱的同時進行攪拌，按照5-20°C /分鐘的升溫速率將泥水混合液加熱至溫度為60-80°C時，關(guān)閉微波反應(yīng)器 的微波源，暫時停止微波輻射加熱，按照過氧化氫/濃度為10-30g/L的泥水混合液的質(zhì)量比值為0-1的比例加入過氧化氫，重新開啟微波反應(yīng)器的微波源，繼續(xù)按照5-20°C /分鐘的升溫速率將泥水混合液加熱至溫度為大于80°C至小于等于100°C時，關(guān)閉微波反應(yīng)器的微波源，停止微波輻射加熱和停止攪拌，保溫(一般保溫的時間為5-10分鐘)，出料；(3)將步驟(2)的出料污泥直接回流至活性污泥池，實現(xiàn)源頭污泥減量；或?qū)⒉襟E
(2)的出料污泥排入熱交換器中，從熱交換器中排出的污泥回流至活性污泥池，實現(xiàn)源頭污泥減量。所述的預(yù)加熱處理是利用出料污泥的熱量對泥水混合液進行加熱，以實現(xiàn)節(jié)約能源。所述的熱交換器的熱量是利用廢熱或微波輻射加熱處理后的污泥作為熱源。所述的無機堿水溶液是NaOH水溶液、Ca (OH) 2水溶液或CaO水溶液。所述的無機酸水溶液是H2SO4水溶液或HCl水溶液。所述的微波反應(yīng)器配置2450MHz或者915MHz的微波源。所述的攪拌的攪拌轉(zhuǎn)速為40_120rpm。所述的微波污泥預(yù)處理為連續(xù)處理或者批量處理。所述的剩余活性污泥為活性污泥法工藝所產(chǎn)生的剩余活性污泥。所述的活性污泥法包括常規(guī)活性污泥法、氧化溝法、A2O法、SBR法或CASS法等。步驟(3)所述的出料污泥直接回流至活性污泥池，或從熱交換器中排出的污泥回流至活性污泥池；其回流至所述的活性污泥池中的污泥的回流量不超過同時進入所述的活性污泥池中的污泥總量的30%。本發(fā)明的基于微波污泥預(yù)處理的源頭污泥減量化的方法，可利用下面本發(fā)明提供的一種微波污泥預(yù)處理的裝置來實現(xiàn)。所述的微波污泥預(yù)處理的裝置主要包括熱交換器、微波反應(yīng)器和PLC自動控制系統(tǒng)；
一反應(yīng)容器內(nèi)置在帶有PLC控制系統(tǒng)和微波源的所述的微波反應(yīng)器的爐腔內(nèi)，在所述的微波反應(yīng)器的爐腔壁上開有無機堿液或無機酸液的進口和開有過氧化氫的加藥口，所述的無機堿液或無機酸液的進口和所述的過氧化氫的加藥口分別通過管路與所述的反應(yīng)容器的壁上開有的無機堿液或無機酸液的進口和過氧化氫的加藥口相連接；所述的反應(yīng)容器的壁上還開有污泥進料口和污泥出料口，且所述的污泥進料口高于所述的污泥出料
n ；所述的微波反應(yīng)器外設(shè)置有所述的熱交換器，且熱交換器分別開有第一污泥進料口和第一污泥出料口，及開有第二污泥進料口和第二污泥出料口 ；其中所述的第一污泥出料口通過管路與所述的反應(yīng)容器壁上開有的污泥進料口相連通，所述的第二污泥進料口通過管路與所述的反應(yīng)容器壁上開有的污泥出料口相連通；所述的反應(yīng)容器內(nèi)安裝有攪拌器、測溫探頭、pH探頭和液位傳感器；所述的測溫探頭、所述的pH探頭和所述的液位傳感器分別通過導(dǎo)線與PLC控制系統(tǒng)相連接。所述的微波反應(yīng)器帶有PLC控制系統(tǒng)，通過對溫度、pH值、液位的監(jiān)控，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動運行，主要包括進泥泵、排泥泵的工作控制，計量泵的加藥(酸/堿/過氧化氫)控制，微波源磁控管的開啟或關(guān)閉控制、攪拌器的運行或停止控制等；系統(tǒng)的控制顯示和設(shè)定通過觸摸屏實現(xiàn)。所述的微波反應(yīng)器配置PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)的控制過程為:(I)系統(tǒng)開始運行，進泥泵啟動、攪拌器啟動，系統(tǒng)開始進料，液位傳感器通過對反應(yīng)容器中的料液位探測，將料液位值反饋給PLC控制系統(tǒng)，控制進泥泵的停止/啟動；(2)進泥泵停止后， 試劑A計量泵自動啟動，往反應(yīng)容器中加入試劑A (無機酸水溶液或無機堿水溶液)，PH探頭通過測量物料的pH值，將pH值反饋給PLC控制系統(tǒng)，達到設(shè)定的PH值后停止試劑A計量泵的工作；(3)試劑A計量泵停止后，微波源自動啟動，發(fā)射微波加熱物料；測溫探頭通過測量反應(yīng)容器中的料液溫度，將溫度值反饋給PLC控制系統(tǒng)，達到設(shè)定的溫度值后暫停微波源的工作； (4)微波暫停工作后，試劑B計量泵自動啟動，往反應(yīng)容器中加入試劑B (如過氧化氫)，通過試劑B的加入量控制試劑B計量泵的停止；(5)試劑B計量泵停止后，微波源自動啟動，加熱物料；測溫探頭通過測量反應(yīng)容器中的料液溫度，將溫度值反饋給PLC控制系統(tǒng)，達到設(shè)定的溫度值后停止微波源的工作，同時停止攪拌器的運行；(6)微波源與攪拌器停止后，PLC控制系統(tǒng)進入保溫計時階段，到達設(shè)定的目標(biāo)時間后，排泥閥與排泥泵自動開啟，開始排泥，液位傳感器通過對反應(yīng)容器中的料液位探測，將料液位值反饋給PLC控制系統(tǒng)，達到設(shè)定值后停止排泥閥或排泥泵的工作；(7)排泥閥與排泥泵停止后，系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)定的循環(huán)次數(shù)自動進入下一個循環(huán)，重復(fù)執(zhí)行步驟(1)46)，待所有循環(huán)次數(shù)執(zhí)行完畢后系統(tǒng)自動停止。所述的試劑A計量泵的控制程序可以選擇運行，也可以選擇不運行，試劑A可以是無機酸水溶液或無機堿水溶液。所述的無機堿水溶液是NaOH水溶液、Ca (OH) 2水溶液或CaO水溶液。
所述的無機酸水溶液是H2SO4水溶液或HCl水溶液。所述的試劑B計量泵的控制程序可以選擇運行，也可以選擇不運行，試劑B是過氧化氫。所述的微波反應(yīng)器配置2450MHz或者915MHz的微波源。所述的攪拌器的攪拌轉(zhuǎn)速可根據(jù)需要設(shè)置為40-120rpm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)勢在于:(I)本發(fā)明的基于微波污泥預(yù)處理的源頭污泥減量化的方法易于操作，反應(yīng)溫度低(80°C -100°C )，在常壓下開放環(huán)境即可實現(xiàn)，不再需要高溫高壓系統(tǒng)。(2)用無機堿水溶液或無機酸水溶液調(diào)節(jié)泥水混合液的pH值后，剩余活性污泥的溶胞效率提高，中試條件下可實現(xiàn)COD的平均溶出率超過20%。(3)調(diào)節(jié)pH值后的泥水混合液經(jīng)微波輻射加熱處理后，污泥的pH值降低至接近中性，不會對后續(xù)處理帶來負(fù)擔(dān)。(4)經(jīng)本發(fā)明方法處理后的污泥回流至活性污泥池后，基本不會影響污水處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)，中試條件下的源頭污泥減量率在40%以上。(5)本發(fā)明采用了熱交換器單元，可大幅降低處理過程中的能耗。本發(fā)明的方法工藝簡單，流程短，效率高，并且加入的過氧化氫可使剩余活性污泥的溶胞效率提高，處理后的剩余活性污泥在實現(xiàn)回流減量的同時，也可進行資源回收利用；本發(fā)明的裝置投資少， 適合各種中小規(guī)模剩余污泥處理系統(tǒng)。


圖1.本發(fā)明的基于微波污泥預(yù)處理的源頭污泥減量化的方法的工藝流程示意圖。圖2.本發(fā)明的微波污泥預(yù)處理的裝置示意圖。圖3.本發(fā)明的微波污泥預(yù)處理的裝置的PLC控制系統(tǒng)邏輯示意圖。附圖標(biāo)記1.無機堿液或無機酸液的進口2.過氧化氫的加藥口3.污泥進料口4.污泥出料口5.PLC控制系統(tǒng)6 微波反應(yīng)器的爐腔7.反應(yīng)容器8.攪拌器9.測溫探頭10.熱交換器11.pH探頭12.液位傳感器13.微波源
具體實施例方式實施例1請參見圖2，微波污泥預(yù)處理的裝置主要包括熱交換器、微波反應(yīng)器和PLC自動控制系統(tǒng)；一反應(yīng)容器7內(nèi)置在帶有PLC控制系統(tǒng)5和微波源13 (配置2450MHz或者915MHz的微波源)的所述的微波反應(yīng)器的爐腔6內(nèi)，在所述的微波反應(yīng)器的爐腔壁上開有無機堿液或無機酸液的進口 I和開有過氧化氫的加藥口 2，所述的無機堿液或無機酸液的進口 I和所述的過氧化氫的加藥口 2分別通過管路與所述的反應(yīng)容器7的壁上開有的無機堿液或無機酸液的進口和過氧化氫的加藥口相連接；所述的反應(yīng)容器7的壁上還開有污泥進料口 3和污泥出料口 4，且所述的污泥進料口高于所述的污泥出料口 ；所述的微波反應(yīng)器外設(shè)置有所述的熱交換器，且熱交換器分別開有第一污泥進料口 3和第一污泥出料口 4，及開有第二污泥進料口 3和第二污泥出料口 4 ;其中所述的第一污泥出料口 4通過管路與所述的反應(yīng)容器7壁上開有的污泥進料口 3相連通，所述的第二污泥進料口 3通過管路與所述的反應(yīng)容器7壁上開有的污泥出料口 4相連通；所述的反應(yīng)容器7內(nèi)安裝有攪拌桿通向所述的微波反應(yīng)器外的攪拌器8 (攪拌器的攪拌轉(zhuǎn)速為40-120rpm)、測溫探頭9、pH探頭11和液位傳感器12 ；所述的測溫探頭9、所述的pH探頭11和所述的液位傳感器12分別通過導(dǎo)線與PLC控制系統(tǒng)相連接。利用上述裝置，針對城市污水處理廠濃縮池排放的含水率為98% -99%的剩余活性污泥(活性污泥濃度為10g/L-20g/L)進行基于微波污泥預(yù)處理的源頭污泥減量化的中試研究(中試試驗裝置的污水處理規(guī)模300m3/d)，中試周期為59天，其中污泥回流減量運行時間為30天，工藝流程如圖1所示:(I)開啟微波污泥預(yù)處理裝置，在PLC控制系統(tǒng)的控制面板上分別設(shè)定如下主要參數(shù):循環(huán)次數(shù)=10，液位I = 110_，液位2 = Omm,溫度I = 80°C,溫度2 = 100°C,目標(biāo)pH = 10,劑量B = Omlo之后開始運行,進入自動控制過程,流程如圖3所示。(2)進泥泵自動啟動，攪拌器運行(攪拌轉(zhuǎn)速為120rpm)，將剩余活性污泥的濃度濃縮為16.3 ±3.7g/L的泥水混合液，將該泥水混合液在熱交換器(可利用廢熱作為熱源)中進行預(yù)加熱處理后批次輸送至微波反應(yīng)器中(微波反應(yīng)器配置2450MHz或者915MHz的微波源)；當(dāng)液位傳感器數(shù) 值達到液位I設(shè)定的數(shù)值IlOmm時，進泥泵自動停止，試劑A計量泵開始運行，將NaOH水溶液抽入反應(yīng)容器中，當(dāng)pH探頭數(shù)值達到目標(biāo)pH = 10時，試劑A計量泵停止，微波源自動開啟，按照5-20°C /分鐘的升溫速率對泥水混合液進行輻射加熱，在對微波反應(yīng)器中的泥水混合液進行微波輻射加熱的同時進行攪拌；當(dāng)溫度探頭數(shù)值達到溫度I (80°C )時，微波源自動暫停，因反應(yīng)無需加入試劑B (過氧化氫)，劑量B設(shè)定值為0，因此微波源在自動暫停后又立即自動開啟，繼續(xù)對污泥進行輻射加熱；當(dāng)溫度探頭數(shù)值達到溫度2(100°C )時，微波源自動停止、攪拌器自動停止，進入保溫延時，當(dāng)保溫時間達到設(shè)定的目標(biāo)時間5分鐘時，排泥閥自動啟動，將泥水混合液排入熱交換器，對下一批污泥進行預(yù)加熱；當(dāng)液位傳感器數(shù)值達到液位2設(shè)定的數(shù)值Omm時，排泥閥自動關(guān)閉；當(dāng)循環(huán)次數(shù)達到設(shè)定的10次時，系統(tǒng)停止運行，否則自動進入下一個循環(huán)，重復(fù)上述操作。在微波輻射加熱以及NaOH的協(xié)同作用下，剩余活性污泥得到了有效的破解，污泥上清液中的有機物(COD)從 165±117mg/L 增加至 2816±897mg/L，最終 pH 由 10 變?yōu)?7.54 ±0.29，COD 溶胞效率為 20.2±6.9%0(3)從熱交換器排出的經(jīng)上述微波污泥預(yù)處理后的污泥通過泵回流至活性污泥池的首端，微波污泥預(yù)處理的污泥回流量為0.51m3/d?；钚晕勰喑厝仗幚硭繛?00m3/d，微波污泥預(yù)處理的污泥回流量占進入活性污泥池中的污泥總量的0.51 %。微波污泥預(yù)處理的污泥回流前，進水COD為349±220mg/L，出水COD為54± 16mg/L，污泥產(chǎn)率系數(shù)為0.66 ;微波污泥預(yù)處理的污泥回流后，進水COD為346± 138mg/L，出水COD為59± 15mg/L，污泥產(chǎn)率系數(shù)為0.39。由此可見，微波污泥預(yù)處理的污泥回流至活性污泥池后，出水水質(zhì)并未惡化，但系統(tǒng)的源頭污泥減量率達到40.9%。實施例2(I)將城市污水處理廠利用氧化溝法對污水進行處理得到的濃度為10g/L_20g/L的剩余活性污泥濃縮至濃度為25g/L-30g/L的泥水混合液；(2)將步驟(I)得到的泥水混合液通過熱交換器進行預(yù)加熱處理后輸送至微波反應(yīng)器(微波反應(yīng)器配置2450MHz或者915MHz的微波源)中，用HCl水溶液將所述的泥水混合液的PH調(diào)節(jié)為3后，再通過熱交換器進行預(yù)加熱處理后輸送至微波反應(yīng)器中；開啟微波反應(yīng)器的微波源，在對微波反應(yīng)器中的泥水混合液進行微波輻射加熱的同時進行攪拌，按照5_20°C /分鐘的升溫速率將泥水混合液加熱至溫度為60-70°C時，關(guān)閉微波反應(yīng)器的微波源，暫時停止微波輻射加熱，按照過氧化氫/濃度為25-30g/L的泥水混合液的質(zhì)量比值為0.2的比例加入過氧化氫，重新開啟微波反應(yīng)器的微波源，繼續(xù)按照5-200C /分鐘的升溫速率將泥水混合液加熱至溫度為80°C _100°C時，關(guān)閉微波反應(yīng)器的微波源，停止微波輻射加熱和停止攪拌，保溫8分鐘，出料；(3)將步驟(2)的出料污泥直接回流至活性污泥池，實現(xiàn)源頭污泥減量(回流至所述的活性污泥池中的污泥的回流量不超過同時進入所述的活性污泥池中的污泥總量的30%);或?qū)⒉襟E(2)的出料污泥排入熱交換器中(作為下一批次剩余活性污泥的預(yù)熱源)，從熱交換器中排出的污泥回流至活性污泥池(回流至所述的活性污泥池中的污泥的回流量不超過同時進入所述的活性污泥池中的污泥總量的30% )，實現(xiàn)源頭污泥減量。微波污泥預(yù)處理的污泥回流前，進水COD為345mg/L，出水COD為46mg/L，污泥產(chǎn)率系數(shù)為0.55 ;微波污泥預(yù)處理的污泥回流后，進水COD為378mg/L，出水COD為52mg/L，污泥產(chǎn)率系數(shù)為0.22。由此可見 ，微波污泥預(yù)處理的污泥回流至活性污泥池后，出水水質(zhì)并未惡化，但系統(tǒng)的源頭污泥減量率達到60.0%。本實施例處理城市污水處理廠濃縮池排放的活性污泥的微波污泥預(yù)處理為連續(xù)處理或者批量處理。
權(quán)利要求
1.一種基于微波污泥預(yù)處理的源頭污泥減量化的方法，其特征是，所述的方法包括以下步驟: (1)將剩余活性污泥濃縮至濃度為10-30g/L的泥水混合液； (2)將步驟(I)得到的泥水混合液通過熱交換器進行預(yù)加熱處理后輸送至微波反應(yīng)器中，用無機堿水溶液或無機酸水溶液將所述的泥水混合液的pH調(diào)節(jié)為2.5-12 ;或用無機堿水溶液或無機酸水溶液將步驟(I)得到的泥水混合液的PH值調(diào)節(jié)為2.5-12后，再通過熱交換器進行預(yù)加熱處理后輸送至微波反應(yīng)器中； 開啟微波反應(yīng)器的微波源，在對微波反應(yīng)器中的泥水混合液進行微波福射加熱的同時進行攪拌，按照5-20°C /分鐘的升溫速率將泥水混合液加熱至溫度為60-80°C時，關(guān)閉微波反應(yīng)器的微波源，暫時停止微波輻射加熱，按照過氧化氫/濃度為10-30g/L的泥水混合液的質(zhì)量比值為0-1的比例加入過氧化氫，重新開啟微波反應(yīng)器的微波源，繼續(xù)按照5-20°C /分鐘的升溫速率將泥水混合液加熱至溫度為大于80°C至小于等于100°C時，關(guān)閉微波反應(yīng)器的微波源，停止微波輻射加熱和停止攪拌，保溫，出料； (3)將步驟(2)的出料污泥直接回流至活性污泥池，實現(xiàn)源頭污泥減量；或?qū)⒉襟E(2)的出料污泥排入熱交換器中，從熱交換器中排出的污泥回流至活性污泥池，實現(xiàn)源頭污泥減量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的保溫的時間為5-10分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的熱交換器的熱量是利用廢熱或微波輻射加熱處理后的污泥作為熱源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的無機堿水溶液是NaOH水溶液、Ca(OH)2水溶液或CaO水溶液；所述的無機酸水溶液是H2SO4水溶液或HCl水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的微波反應(yīng)器配置2450MHz或者915MHz的微波源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的剩余活性污泥為活性污泥法工藝所產(chǎn)生的剩余活性污泥；所述的活性污泥法包括常規(guī)活性污泥法、氧化溝法、A2O法、SBR法或CASS 法。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:步驟(3)所述的出料污泥直接回流至活性污泥池，或從熱交換器中排出的污泥回流至活性污泥池；其回流至所述的活性污泥池中的污泥的回流量不超過同時進入所述的活性污泥池中的污泥總量的30%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的微波污泥預(yù)處理為連續(xù)處理或者批量處理。
9.一種微波污泥預(yù)處理的裝置，其特征是:所述的微波污泥預(yù)處理的裝置主要包括熱交換器、微波反應(yīng)器和PLC自動控制系統(tǒng)；其特征是: 一反應(yīng)容器內(nèi)置在帶有PLC控制系統(tǒng)和微波源的所述的微波反應(yīng)器的爐腔內(nèi)，在所述的微波反應(yīng)器的爐腔壁上開有無機堿液或無機酸液的進口和開有過氧化氫的加藥口，所述的無機堿液或無機酸液的進口和所述的過氧化氫的加藥口分別通過管路與所述的反應(yīng)容器的壁上開有的無機堿液或無機酸液的進口和過氧化氫的加藥口相連接；所述的反應(yīng)容器的壁上還開有污泥進料口和污泥出料口，且所述的污泥進料口高于所述的污泥出料口 ； 所述的微波反應(yīng)器外設(shè)置有所述的熱交換器，且熱交換器分別開有第一污泥進料口和第一污泥出料口，及開有第二污泥進料口和第二污泥出料口 ；其中所述的第一污泥出料口通過管路與所述的反應(yīng)容器壁上開有的污泥進料口相連通，所述的第二污泥進料口通過管路與所述的反應(yīng)容器壁上開有的污泥出料口相連通； 所述的反應(yīng)容器內(nèi)安裝有攪拌器、測溫探頭、PH探頭和液位傳感器； 所述的測溫探頭、所述的PH探頭和所述的液位傳感器分別通過導(dǎo)線與PLC控制系統(tǒng)相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微波污泥預(yù)處理的裝置，其特征是:所述的微波反應(yīng)器配置2450MHz或者915MHz的微波源。
全文摘要
本發(fā)明屬于固體廢棄物處理以及資源回收再利用領(lǐng)域，涉及一種剩余污泥減量化技術(shù)，特別涉及一種基于微波污泥預(yù)處理的源頭污泥減量化的方法與裝置。本發(fā)明的方法是將濃縮剩余活性污泥得到的泥水混合液的pH值調(diào)節(jié)為2.5-12，在常壓開放條件下通過微波實現(xiàn)剩余活性污泥的高效破解，提高剩余活性污泥的生物可利用性，之后將微波污泥預(yù)處理后得到的污泥回流至活性污泥池，實現(xiàn)污泥的源頭減量。本發(fā)明的裝置主要包括熱交換器、微波反應(yīng)器和PLC控制系統(tǒng)。本發(fā)明的方法簡單，工藝過程流程短，效率高，可實現(xiàn)源頭污泥減量；本發(fā)明的裝置投資少，適合中小規(guī)模城市污水處理廠的剩余污泥的預(yù)處理。
文檔編號C02F11/00GK103204611SQ20121001249
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者魏源送, 肖慶聰, 王亞煒, 閻鴻 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心