[發明專利]一種消化污泥聯合熱水解的沼液高效脫氨工藝

有效

• 申請號: 201811097212.0
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109250884B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 戴曉虎;張悅;楊東海;董李鵬;戴翎翎;楊殿海;李平
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04;C02F11/147;C02F1/20;C02F11/10
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 胡永宏

本發明公開了一種消化污泥聯合熱水解的沼液高效脫氨工藝，脫水污泥經過漿化和厭氧消化后得到沼氣和消化污泥，消化污泥熱水解和沼液脫氨結合，在實現不加藥高干脫水的同時，利用熱水解釋壓蒸汽實現沼液脫氨，減少系統能量消耗，同時利用沼液高堿度特性實現不加堿兩段脫氨，并充分利用沼氣中CO₂進行碳酸氫銨回收，從而實現消化污泥中氨氮高效去除和全量回收。

技術領域

本發明屬于污水污泥處理技術領域，具體涉及一種消化污泥聯合熱水解的沼液高效脫氨工藝。

背景技術

隨著我國居民生活水平的提高，高蛋白飲食結構(我國大豆進口量占全球大量產量的60％)已經成為我國城鎮化發展過程主要特征，而高蛋白消耗必然導致城市污水污泥和生活垃圾填埋場滲濾液高氨氮富集。與此同時，農村農業需要使用大量工業氮肥，由此導致了城市與農村發展過程氮循環不協調、不暢通的問題，而污水污泥以及滲濾液中氮資源高效回收是解決我國城市高氨氮問題的重要發展方向。

據統計，我國污泥產量已經達到4300萬噸/年(以含水率80％計)，厭氧消化由于能夠實現污泥的穩定化與減量化，同時實現生物質能(沼氣)回收，是世界上污泥處理處置的主流技術。污泥聚集了污水中60％COD和40％N，厭氧消化過程中碳被轉化為甲烷回收利用，而氮則以氨氮形式存在于沼液中，如果沼液氨氮沒有得到有效去除或回收，則污水處理減排目標將大打折扣。另外，沼液主要來源于消化污泥脫水過程，而傳統厭氧消化污泥脫水需要添加大量脫水藥劑。熱水解技術最早被開發用來實現污泥高干脫水，最近也有將熱水解用于消化污泥，實現不加藥高干脫水，同時提高厭氧消化性能。從污泥厭氧消化全鏈條的角度考慮，如果能將熱水解與沼液脫氨結合起來，將有效減少系統能耗和物耗。

目前，沼液氨氮去除方法主要有空氣吹脫、化學沉淀、膜脫氨、厭氧氨氧化、汽提脫氨等。其中，空氣吹脫存在吹脫效率低、且需要消耗大量堿或石灰調節pH、容易造成空氣污染等缺點，而被環保部禁止。化學沉淀通常采用添加堿和鎂鹽的形式生成鳥糞石沉淀，但是對氨氮去除有限，且添加藥劑成本較高。膜脫氨技術也存在需要加堿、且使用硫酸等危險化學品的缺點。厭氧氨氧化雖然能夠有效實現沼液氨氮去除，但其對操作要求和水質要求較高，很難實現長期穩定運行，且無法實現氨氮回收。汽提脫氨需要消耗大量蒸汽，如果采用沼氣鍋爐新鮮蒸汽，運行成本也較高。

針對沼液脫氨的問題，專利文獻201310642769.9公開了一種沼液脫氨及氨回收的方法，主要通過加石灰調pH和真空的方法去除沼液中氨氮，但是沒有外源加熱，存在化學藥劑消耗量大、去除效率低的缺點。專利文獻201510452491.8公開了一種高濃度氨氮廢水氨吹脫及資源化處理系統及處理方法，通過調堿高溫吹脫的方法去除氨氮，同樣存在需要加堿的問題，且工藝系統復雜。專利文獻201720402927.7公開了一種沼液廢水及沼氣尾氣綜合處理裝置，該專利利用沼液堿度特性，實現在不添加堿液負壓脫氨，同時利用沼氣熱電機組廢氣中CO₂生成碳酸氫銨，該過程利用脫氨待蒸汽通入解析塔加熱沼液，實現蒸汽有效利用，但是可能會影響解析段CO₂脫除效果，另外脫除氨和CO₂完全混合也可能會影響后續吸氨碳化效果。專利文獻201610892778.7公開了一種沼液脫碳聯合脫氨系統，實現無外源加堿兩段脫氨，同時采用負壓蒸氨，降低蒸汽能耗，但該系統脫碳過程利用空氣吹脫脫除CO₂，可能會造成部分氨氣損失，增加尾氣吸收負荷，另外該系統只形成氨水，沒有考慮形成更高附加值的產品。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種消化污泥聯合熱水解的沼液高效脫氨工藝，將消化污泥熱水解和沼液脫氨結合起來，在實現不加藥高干脫水的同時，利用熱水解釋壓蒸汽實現沼液脫氨，減少系統能量消耗，同時利用沼液高堿度特性實現不加堿兩段脫氨，并充分利用沼氣中CO₂實現碳酸氫銨回收。