[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)污泥分質(zhì)分相資源回收的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810123579.9
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108423957B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴翎翎;楊東海;戴曉虎
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04;C02F11/10;C02F11/122;C02F3/28;C05F7/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)污泥分質(zhì)分相資源回收的方法，創(chuàng)造性地提出“兩級高含固熱水解+同步固液分離+液體高效產(chǎn)甲烷/固體干式厭氧發(fā)酵+土地利用”的方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠有效地實現(xiàn)污泥中可降解有機物與難降解有機物和無機物分質(zhì)以及固液分相高效處理，富含高有機質(zhì)熱水解液采用兩級UASB高效厭氧反應(yīng)器進行厭氧消化，大大縮短停留時間，消化罐體積明顯減小，顯著提高有機質(zhì)厭氧消化的轉(zhuǎn)化效率；同時利用高溫條件在不加藥情況下實現(xiàn)熱水解污泥高干脫水，泥餅脫水性能和品質(zhì)均得到明顯改善，顯著降低污泥處理處置過程能耗物耗水平，最終脫水泥餅利用自身余熱進行干式厭氧發(fā)酵以回收沼氣能源并實現(xiàn)泥餅穩(wěn)定化，出料進行土地利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種實現(xiàn)污泥分質(zhì)分相資源回收的方法。

背景技術(shù)

隨著我國城鎮(zhèn)化和污水處理的發(fā)展，污泥產(chǎn)量已經(jīng)達到4300萬噸/年(以含水率80％計)。而污泥聚集了污水中60％COD、40％N和90％P，含有豐富的能源和資源，但同時也是污染物，如果污泥沒有得到安全有效處理處置，則污水處理減排目標(biāo)將大大折扣。而且隨著全球P資源的耗盡，人們也日益關(guān)注污泥中P資源的回收。

厭氧消化由于能夠?qū)崿F(xiàn)污泥的穩(wěn)定化與減量化，同時實現(xiàn)生物質(zhì)能(沼氣)回收，是世界上污泥處理處置的主流技術(shù)。然而，傳統(tǒng)厭氧消化由于其產(chǎn)氣性能差、處理效率低、建設(shè)運行費用高等問題導(dǎo)致在國內(nèi)應(yīng)用受限，全國建成厭氧消化工程約60座，但是能夠長期正常運行的不到15座，而污泥厭氧消化在歐洲和美國等發(fā)達國家占到60％以上，并且向自給自足型污水廠的方向發(fā)展。

針對傳統(tǒng)厭氧消化效率低等瓶頸問題，近幾年，以熱水解預(yù)處理技術(shù)為代表的高級厭氧消化技術(shù)逐漸受到認同和推廣，其中以Cambi和Veolia公司為主的商業(yè)規(guī)模熱水解厭氧消化工程在國內(nèi)外已經(jīng)有75座在建或運行。熱水解技術(shù)主要針對水解步驟是污泥厭氧消化限速步驟的瓶頸問題，通過高溫高壓預(yù)處理，降低污泥粘度，提高污泥含固率和有機負荷，縮短停留時間以達到提升厭氧消化性能的目的，同時改善脫水性能，并達到沼渣A級衛(wèi)生化標(biāo)準(zhǔn)。

但是，現(xiàn)有的熱水解預(yù)處理+高含固污泥厭氧消化工藝也存在以下幾個兩方面的缺點：一方面，污泥經(jīng)過熱水解預(yù)處理已經(jīng)實現(xiàn)了大部分可降解有機質(zhì)的溶出，盡管可以提高厭氧消化含固率，停留時間從20d縮短至15d，但不可降解有機物和無機物同時進入?yún)捬跸蓿貏e是對于我國低有機質(zhì)污泥，不僅會造成反應(yīng)器體積的浪費，還會導(dǎo)致消化效率的大大降低；另一方面，熱水解技術(shù)最早用于提高污泥脫水性能，水熱預(yù)處理后污泥脫水性能是大大改善的，污泥進行熱水解后可以不用添加化學(xué)藥劑直接實現(xiàn)高干脫水，且高溫條件下脫水效果和熱水解液有機質(zhì)含量明顯優(yōu)于低溫條件。而目前的研究和工程應(yīng)用也表明，熱水解污泥進行消化后沼渣脫水性能會相對變差，需要消耗大量的脫水藥劑才能達到較好的脫水效果。

針對傳統(tǒng)厭氧消化效率低的問題，目前開展的熱水解預(yù)處理后直接進行高含固厭氧消化技術(shù)的研究較多，專利文獻201210212065.3公開了一種基于熱水解的污泥處理及綜合利用方法，主要利用高溫高壓熱水解技術(shù)對脫水污泥進行預(yù)處理，然后直接進行厭氧消化，并沒有解決熱水解污泥厭氧消化過程反應(yīng)器體積大，停留時間長，消化效率受傳質(zhì)影響等問題。專利文獻201110319442.9公開了一種高含固生物污泥連續(xù)熱水解裝置與方法，通過管式進料器、高溫高壓閃蒸反應(yīng)釜和閃蒸蒸汽儲汽罐組合進行污泥漿化-水熱-高效厭氧消化，同時實現(xiàn)了閃蒸熱能的高效回收利用。該方法雖然解決了傳統(tǒng)厭氧消化含固率低、效率低的問題，但并沒有真正實現(xiàn)污泥中可降解有機質(zhì)的高效厭氧消化，特別對于我國低有機質(zhì)污泥。另外，專利201410191714.5公開了一基于水熱處理的連續(xù)式污泥脫水方法，該方法利用高溫或超高溫水熱反應(yīng)提升污泥脫水性能的優(yōu)勢，采用連續(xù)式擠壓脫水同步實現(xiàn)熱水解污泥固液分離，液體進行高效消化，同時利用高溫濾液加熱脫水污泥，但是該方法只考慮了脫水性能的提升，沒有考慮到污泥熱水解超過180度會產(chǎn)生類黑精等難降解物質(zhì)，熱水解液厭氧消化效率將大大降低。

發(fā)明內(nèi)容