減少城市或工業(yè)廢水凈化站的污泥產(chǎn)生的方法及實施其的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及以下類型的用于減少城市或工業(yè)廢水凈化站的污泥產(chǎn)生的方法，該類型的方法包括待處理污泥物流的嗜溫或嗜熱或者結(jié)合了這兩種操作模式的厭氧消化的步驟，以及至少一個污泥生物增溶需氧處理步驟。
【背景技術(shù)】
[0002]這種類型的方法是已知的，尤其由FR 2 849 019可知。根據(jù)這種現(xiàn)有技術(shù)的方法，利用嗜熱酶應(yīng)力需氧處理被應(yīng)用于經(jīng)消化污泥，尤其是在60-70°C下24-72小時，這使得能夠根據(jù)應(yīng)力條件實現(xiàn)由厭氧消化過程獲得的污泥中所含的有機(jī)物質(zhì)的20-40%和無機(jī)物質(zhì)的5-25%的增溶，并且這種污泥的一部分返回到消化器。但是，這種方法具有多種缺陷，包括以下描述的這些:
[0003]-如果希望增強(qiáng)該處理，則需要再循環(huán)大量的液體，這要求分配給該消化的過大尺寸的反應(yīng)器，該消化尤其基于水力停留時間。
[0004]-嗜熱酶應(yīng)力將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。這些硝酸鹽對于該消化來說是強(qiáng)污染物。因而如果希望增強(qiáng)該處理的話則存在高污染風(fēng)險。
[0005]-最后，如果嗜熱酶應(yīng)力步驟置于該消化的上游，則生物氣體的產(chǎn)量不會顯著增加，僅發(fā)生污泥產(chǎn)量的減少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的首先在于提供通過厭氧途徑減少城市或工業(yè)廢水凈化站污泥的產(chǎn)生的方法，其不再具有上述缺陷或者將上述缺陷降至較低的程度。尤其是，希望限制或減小消化所需的反應(yīng)器的尺寸，同時增加生物氣體的產(chǎn)量。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，用于減少城市或工業(yè)廢水凈化站污泥的產(chǎn)生的方法，包括待處理污泥物流的嗜溫或嗜熱或者結(jié)合了這兩種操作模式的厭氧消化的步驟，以及至少一個生物增溶需氧處理步驟，并且其特征在于該方法在該厭氧消化步驟的上游包括:
[0008]-待處理污泥的脫水步驟；
[0009]-之后是將經(jīng)脫水污泥與更為液體的污泥再循環(huán)部分混合的步驟，該污泥再循環(huán)部分來自于該消化的再循環(huán)利用和/或來自于需氧處理步驟、和/或來自于由經(jīng)處理污泥的最終脫水產(chǎn)生的濾液(centrats)和/或污泥，選擇該再循環(huán)的比率以使得該混合物具有適合該消化的干燥度，這種混合物然后被引向該消化。
[0010]優(yōu)選地，還選擇再循環(huán)的比率以使得混合物的硝酸鹽濃度適合該消化。
[0011]有利地，在第一脫水步驟出口處的干燥度為20-30質(zhì)量％的干物質(zhì)，并且選擇再循環(huán)的比率以使得在該混合出口處并且在該消化入口處的污泥干燥度小于10質(zhì)量％的干物質(zhì)，優(yōu)選大約6%。
[0012]優(yōu)選地，生物增溶需氧處理步驟位于該厭氧消化的下游，尤其是在該厭氧消化步驟的再循環(huán)回路上。
[0013]關(guān)于需氧步驟，尤其可采用EP-A-924 168或者EP-A-1 008 558中描述的技術(shù)。還可簡單地放置不加熱的曝氣池，但總體反應(yīng)較不顯著。
[0014]經(jīng)消化污泥的曝氣能夠使將“切割”具有C-O鍵的分子的其它細(xì)菌介入。這些鍵然后將在消化過程中使用以繼續(xù)降解有機(jī)物質(zhì)。該需氧步驟因而能夠增強(qiáng)該消化。
[0015]在消化上游的脫水步驟使得能夠消除消化器的體積問題。
[0016]該方法可包括最終脫水步驟，尤其是通過離心法來進(jìn)行。
[0017]有利地，該方法包括在該消化入口處的硝酸鹽的測量，在該消化出口處的氨和pH的測量，以及基于這些測量的再循環(huán)的調(diào)節(jié)。
[0018]該方法還可包括污泥的撕碎(dilac6rat1n)/除砂步驟，使得能夠減少消化器的淤塞、各種成分的磨損以及線路中的纖維的團(tuán)聚。
[0019]在污泥厭氧消化過程中產(chǎn)生的生物氣體的一部分可被用作能量源用于加熱或保持在其中進(jìn)行生物增溶需氧步驟的反應(yīng)器的溫度。
[0020]有利地，在從生物增溶需氧步驟排出的污泥和從厭氧消化步驟排出并被引向需氧步驟的污泥之間進(jìn)行熱交換，以使得該方法是能量自平衡的，并且降低能量消耗。熱交換可以是間接污泥/水、水/污泥類型的，其中水被用作兩種污泥之間交換的載熱流體。
[0021]優(yōu)選地，在與需氧步驟出口連接的再循環(huán)回路上提供稀釋，以使得能夠控制消化操作條件。
[0022]來自需氧步驟或最終脫水的返回物流可被控制，尤其是取決于消化操作條件以及生物氣體的產(chǎn)量，并且取決于固體殘余物的品質(zhì)(揮發(fā)性物質(zhì)的比率和氮比率)。
[0023]由于根據(jù)本發(fā)明一方面該用于減少污泥產(chǎn)生的方法在污泥處理體系(filiSre)上實施并且另一方面在開始時包括脫水步驟，因此其只運送很少的水，其獨立于該水處理體系，并且不會導(dǎo)致這種水處理體系的操作的顯著改變。
[0024]另外，由于需氧步驟過程中增溶的有機(jī)物質(zhì)在本發(fā)明方法中通過厭氧途徑降解，因此這種降解在該水處理體系中并不會過量消耗氧，并且因而不會導(dǎo)致在這種水處理線上的氧供應(yīng)的任何增加。
[0025]另一方面，在該水處理線上，必須要考慮從頭返回的硝酸鹽的增加。
[0026]根據(jù)這些不同的實施模式，本發(fā)明使得能夠?qū)⑸餁怏w產(chǎn)生動力提高20-50%，并且使得能夠?qū)⑽勰嘀兴袡C(jī)物質(zhì)的降解收率提高30-100%，這是相比于污泥厭氧消化的傳統(tǒng)方法而言的。
[0027]本發(fā)明使得能夠顯著改善排放污泥中的致病微生物的濃度降低，并且還使得能夠部分或者完全去除絲狀微生物，而所述絲狀微生物是厭氧消化步驟中起泡現(xiàn)象的原因。
[0028]另外，與傳統(tǒng)厭氧消化方法相比，本發(fā)明方法的實施使得能夠?qū)⑽勰喔稍锒忍岣?0-40%。
[0029]本發(fā)明方法是能量自平衡的，并且根據(jù)這些不同的實施模式，在污泥厭氧消化過程中產(chǎn)生的生物氣體的一部分被用作能量源用于加熱或保持在其中進(jìn)行需氧步驟的反應(yīng)器的溫度(50-70 °C )。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，并且如根據(jù)FR 2 849 019，該方法可包括輔助脫磷步驟，該步驟在用于減少污泥產(chǎn)生的線路中實施，作為在主水處理線中所實施的補(bǔ)充。在這種情況下，含磷污染物通常添加金屬鹽和/或無機(jī)化合物通過化學(xué)沉淀去除。
[0031]本發(fā)明還涉及用于實施該方法的設(shè)備，這種設(shè)備包括待處理污泥物流的嗜溫或嗜熱或者結(jié)合了這兩種操作模式類型的厭氧消化器，以及至少一個用于污泥生物增溶需氧處理的反應(yīng)器，并且其特征在于該設(shè)備在厭氧消化器的上游包括:
[0032]-待處理污泥的脫水裝置；
[0033]-之后是將經(jīng)脫水污泥與更為液體的污泥再循環(huán)部分混合的混合機(jī)，該污泥再循環(huán)部分由來自消化器的再循環(huán)利用管道提供，和/或由來自需氧處理反應(yīng)器的管道提供，和/或由來自經(jīng)處理污泥的最終脫水的濾液和/或固體污泥的一部分的管道提供，選擇再循環(huán)的比率以使得該混合物具有適合該消化的干燥度，并且硝酸鹽濃度適合該消化，該混合物然后被引向該消化。
[0034]有利地，需氧處理反應(yīng)器位于厭氧消化器的下游，尤其是在該厭氧消化器的再循環(huán)回路上。
[0035]該設(shè)備可包括最終脫水裝置，尤其是離心器。該設(shè)備還可包括污泥的撕碎/除砂裝置，其使得能夠減少消化器的淤塞、各種成分的磨損以及線路中的纖維的團(tuán)聚。
[0036]優(yōu)選地，該設(shè)備包括需氧反應(yīng)器的加熱裝置，向其供應(yīng)由污泥厭氧消化器產(chǎn)生的生物氣體的一部分。
[0037]該設(shè)備可包括在該消化器入口處的硝酸鹽探測器，以及在該消化器出口處的銨(銨離子NH4+)和pH的探測器。這些探測器使得能夠更好地控制再循環(huán)操作。
[0038]該設(shè)備可包括從需氧反應(yīng)器排出的污泥與從厭氧消化器排出并且被引導(dǎo)向需氧反應(yīng)器的污泥之間的熱交換器。
[0039]該設(shè)備有利地包括在來自需氧步驟出口的再循環(huán)回路上提供的稀釋裝置，以使得能夠控制消化操作條件。
【附圖說明】
[0040]除了上述布置之外，本發(fā)明還包括一些其它布置，它們將在下文中在涉及參考附圖的實施方案中更詳細(xì)描