随着水资源的短缺和环境污染的加剧,现有污水处理厂的出水指标更加严格,对出水总氮有了更明确的要求。这就需要污水中有比较充足的碳源,从而通过硝化反硝化去除总氮。进水碳源不能满足生物脱氮除磷所需。与此同时,随着污水排放标准的进一步提高,碳源不足对生物系统稳定去除氮、磷的影响更加突出。大量污水处理厂存在出水氮、磷不达标或不能同时达标的问题,如何在充分挖掘内部碳源的同时,合理选择外部碳源成为众多污水处理厂需要面对的问题。
现在很多污水处理厂面临碳源不足的问题,为了使出水总氮达标,不得不人为投加碳源。目前,解决碳源不足的问题,主要考虑外加碳源(如甲醇、乙醇、乙酸钠和葡萄糖等),但是这样会大大增加污水处理厂的处理成本。研究表明,采用甲醇作为碳源的成本相当于水厂运行管理成本的70%之多,或者将富含可生物降解有机物的工业废水投加到城市污水中,然后这样会增加额外的运输费用。污泥碳化产生的裂解液脱出水由于具有非常高的BOD浓度,这部分碳源除了能够满足自身总氮的去除需要,按去除1个TN需要4个BOD计算,即去除1mg/L的TN需要4mg/L的BOD,裂解液经过浓缩回收,作为碳源利于总氮的去除,从而不仅使出水总氮达标,而且大大的降低了污水处理的成本。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是提供一种污水处理优质碳源的浓缩方法,该方法包括以下步骤:
步骤一:将含水率为80%的市政污泥经过低温碳化或者热水解使污泥中的生物质裂解,将其中的水分释放出来,通过机械脱水将污泥中75%的水分脱除,将释放出来的水分称其为裂解液;所述的低温碳化是在温度为210℃—260℃,压力4—6MPa条件下将所述污泥中的生物质裂解,强制脱除污泥中水分;所述的热水解为对所述污泥经150℃—170℃温度加热,使污泥中的微生物絮体解体,微生物细胞破裂,同时污泥中的蛋白质、脂肪和碳水化合物水解,将污泥中的水分释放出来;
步骤二:将步骤一的裂解液收集,然后进入氨氮吹脱塔进行氨氮吹脱,使氨氮的去除率达到75%-85%;
步骤三:将经过步骤二氨氮吹脱的裂解液通过间隙为30μm的粗滤过滤器,将裂解液中较大的颗粒截留;所述30μm粗滤过滤器的滤芯为熔喷滤芯,熔喷滤芯结构采用热熔自粘,无化学粘合剂,呈现多层结构,且外层疏松,内层紧密的渐变径渐紧结构;
步骤四:经过步骤三的裂解液再通过间隙为5μm的精细过滤器,进一步过滤较细小的颗粒;所述5μm精密过滤器的滤芯仍为同步骤三的熔喷滤芯结构;
步骤五:经过步骤三和步骤四两次过滤后的裂解液进入孔径为0.08μm的超滤膜,经过超滤膜过滤后的清液外排或进行再处理,未透过超滤膜的为浓缩液,将浓缩液进行收集即第一浓缩液;
步骤六:经过步骤五收集的第一浓缩液进入软化膜进行浓缩液软化,所述的软化膜采用的是孔径为50nm的管式软化膜;
步骤七:经过步骤六软化的浓缩液进入反渗透浓缩系统浓缩,经过反渗透浓缩后的清液外排或回用,将经过反渗透浓缩后的浓缩液收集即第二浓缩液,收集的该浓缩液中C/N即BOD/COD大于0.3,作为污水处理的碳源,即第二浓缩液为该浓缩方法收集的污水处理优质碳源。