[發明專利]堿解預處理—磷酸銨鎂法回收磷氮—厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法

有效

• 申請號: 201310708860.6
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103693828A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 胡勇有;李義勇;王廣華;畢薇;于子淇;畢祺;熊旭華
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種堿解預處理—磷酸銨鎂法回收磷氮—厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法，其特征在于，其方法如下：

(1)?剩余污泥預處理：將剩余污泥經過重力濃縮或稀釋至濃度為10-40?g/L，相當于含水率96%-99%，得到預處理剩余污泥；

(2)?堿解：通過二級堿解法使剩余污泥中各營養元素最大限度地轉移到出水中；

(3)?磷酸銨鎂法回收磷氮：測定步驟(2)得到的出水中正磷酸鹽的摩爾濃度，投加Mg/P摩爾比在0.8-2的鎂鹽水溶液，攪拌反應10-120min，使出水中含有的正磷酸鹽和氨氮與鎂離子形成磷酸銨鎂沉淀，重力或離心分離沉淀物，上清液進入厭氧處理，沉淀物經自然干燥即為磷酸銨鎂粗品；

(4)?厭氧消化產甲烷：將步驟(3)得到的上清液注入厭氧反應器中，反應器接種10%-60%體積的厭氧顆粒污泥，容積負荷為0.30-0.75?kg?COD/?(m³·d)，72h完成產氣反應，產甲烷能力達200-400?mL?CH₄/g?COD。

2.根據權利要求1所述的一種堿解預處理—磷酸銨鎂法回收磷氮—厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法，其特征在于，步驟（2）所述二級堿解法具體步驟為：在第一級堿解反應器中，注入X體積的預處理剩余污泥，于50-350rpm攪拌，堿解反應0.5-8h，使pH控制在8.5-10.0，離心排出上清液，即第一級堿解出水，排出系統；離心后的殘固，即第一級堿解殘固，注入第二級堿解反應器中，在第二級堿解反應器中，注入2/7-5/7X體積的水，于50-350rpm攪拌的同時以1-20M的氫氧化鈉溶液調節pH?10.0-13.0，繼續堿解反應0.5-8h，離心得到上清液，即二級堿解上清液，注入第一級堿解的反應器中，離心后的殘固，即二級堿解殘固，排出系統；重復循環，連續運行，其中第一級堿解出水富含有機物、氨氮和正磷酸鹽，且pH為8.5-10.0，用于后續的磷酸銨鎂回收磷氮和厭氧消化產甲烷；所述第一級堿解出水中SCOD的濃度達到2000-10000?mg/L，氨氮和正磷酸鹽的濃度分別為30-180?mg/L和20?-150?mg/L。

3.根據權利要求1所述的一種堿解預處理—磷酸銨鎂法回收磷氮—厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法，其特征在于，步驟（2）所述的離心的轉速為2000-6000?rpm；或用帶式壓濾或板框壓濾代替離心。

4.根據權利要求1所述的一種堿解預處理—磷酸銨鎂法回收磷氮—厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法，其特征在于，二級堿解法使污泥TSS和VSS減量20%-60%和30%-80%，且堿性殘固含水率降到90%以下，剩余污泥減容高達70%。

5.根據權利要求1所述的一種堿解預處理—磷酸銨鎂法回收磷氮—厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法，其特征在于，步驟（3）和（4）的順序互換，既先厭氧消化產甲烷再磷酸銨鎂法回收磷氮。

6.根據權利要求1所述的一種堿解預處理—磷酸銨鎂法回收磷氮—厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法，其特征在于，所述二級堿解時以污泥自身的堿中和能力來調節pH至7.5-10.0，而不用加酸處理。

7.根據權利要求1所述的一種堿解預處理—磷酸銨鎂法回收磷氮—厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法，其特征在于，所述鎂鹽水溶液包括氯化鎂水溶液、硫酸鎂水溶液或碳酸鎂水溶液，或用海水代替所述鎂鹽水溶液。

8.根據權利要求1所述的一種堿解預處理—磷酸銨鎂法回收磷氮—厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法，其特征在于，所述上清液中70%以上的有機物轉化為甲烷，且產氣過程穩定；所述方法能回收15%-50%的氨氮和50%-95%的正磷酸鹽。

9.根據權利要求1所述的一種堿解預處理—磷酸銨鎂法回收磷氮—厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法，其特征在于，所述剩余污泥為城市污水處理廠的剩余活性污泥、濃縮池污泥、脫水污泥和厭氧消化污泥，包括經過處理的剩余污泥；所述處理包括酸、超聲、熱和臭氧中的一種以上。

10.如權利要求1所述的一種堿解預處理—磷酸銨鎂法回收磷氮—厭氧消化產甲烷的集成工藝處理剩余污泥的方法，其特征在于，所述厭氧反應器為接種厭氧顆粒污泥和三相分離器收集生物氣的各類高效厭氧反應器，包括上流式厭氧污泥床反應器（UASB）或厭氧膨脹顆粒污泥床（EGSB）。