[發(fā)明專利]同步實(shí)現(xiàn)污泥中碳氮磷資源化方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011149354.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN114478102A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉金光;高衛(wèi)民;劉昀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶華天工程技術(shù)有限公司;中冶華天南京工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C05G1/00
• 分類號(hào): C05G1/00;C05F17/00
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 11325
• 代理人: 張岱

本發(fā)明公開了一種同步實(shí)現(xiàn)污泥中碳氮磷資源化方法。包括先進(jìn)行污泥濃縮，提高污泥含固率；再通過(guò)投加藥劑，提高污泥pH至9～11，破壞污泥中微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有效釋放胞內(nèi)有機(jī)物；再通過(guò)破解污泥發(fā)酵，將污泥中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易于生化的可溶性物質(zhì)，一部分的氮和大部分的磷轉(zhuǎn)移到不易生化的污泥中。固液分離后的液體可作為碳源回用至污水處理廠，回收的沉淀污泥富含氮磷，可資源化為氮磷肥，同步實(shí)現(xiàn)污泥中碳氮磷資源化。本技術(shù)可用于污水處理廠污泥、水環(huán)境治理清淤底泥和城市管網(wǎng)通溝污泥的處理等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污泥資源化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種同步實(shí)現(xiàn)污泥中碳氮磷資源化方法。

背景技術(shù)

我國(guó)2018年城市污水處理干污泥產(chǎn)量約為1175.9萬(wàn)噸/年。從污水里轉(zhuǎn)入污泥中的COD(化學(xué)需氧量)比例大概是30％～50％，轉(zhuǎn)入污泥中的氮約為20％～30％，磷約為90％，如能夠合理化利用，則是非常寶貴的資源。我國(guó)當(dāng)前城鎮(zhèn)污泥處置方式以焚燒利用和衛(wèi)生填埋為主，并未實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用。2020年7月，國(guó)家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部研究制定了《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)施方案》，要求加快推進(jìn)污泥無(wú)害化處置和資源化利用。

專利CN110436722A公開了一種回收碳源的污泥資源化處理系統(tǒng)及方法。污泥中氮以有機(jī)氮為主，而該方法未對(duì)水解酸化后的污泥進(jìn)行除氮除磷，較高濃度的氮磷將隨碳源進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，增加污水生化系統(tǒng)的氮、磷負(fù)荷。專利CN107285583A公開了一種基于碳源回用的污泥處理工藝。該方法將二沉池污泥濃縮后90℃熱堿破解，常溫水解酸化，投加二溴乙烷磺酸鈉和CaO₂抑制產(chǎn)甲烷菌的活性，但該方法對(duì)水解酸化液中氨氮濃度的降低作用有限。專利CN105174463B公開了基于污泥碳源和氮磷回收利用的污水處理系統(tǒng)及方法，通過(guò)強(qiáng)化水解酸化使剩余污泥轉(zhuǎn)化為溶解態(tài)易降解碳源物質(zhì)(如VFAs)，再將富集營(yíng)養(yǎng)物的上層清液進(jìn)行化學(xué)沉淀氮磷，該除磷除氮方法會(huì)大幅降低溶液中易降解碳源物質(zhì)的濃度。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種同步實(shí)現(xiàn)污泥中碳氮磷資源化方法，該方法可以高效、經(jīng)濟(jì)地獲得低氮磷的有機(jī)碳源，回收的沉淀污泥可資源化為氮磷肥。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明同步實(shí)現(xiàn)污泥中碳氮磷資源化方法，所述的方法至少包括以下步驟：

S1污泥濃縮：將污泥通過(guò)旋流分離器或重力沉降，進(jìn)行第一次固液分離，上清液進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，濃縮污泥進(jìn)入污泥調(diào)理池；

S2污泥破解：將污泥調(diào)理池中的濃縮污泥與藥劑反應(yīng)，污泥pH調(diào)節(jié)至9～11，攪拌1～8h；

S3水解酸化破解污泥：將破解的污泥泵入水解酸化裝置，水解酸化裝置配有鎂鹽加藥裝置和磷酸鹽加藥裝置，依次加入鎂鹽、磷酸鹽，發(fā)酵溫度為30℃～40℃，DO≤0.5mg/L，氧化還原電位為-100mV～+100mV，停留時(shí)間2～10d；

S4固廢分離：基于水解酸化液組分的重力差異，利用機(jī)械離心或者重力沉降將其固液分離，分離后的液體可作為碳源回用至污水處理廠，回收的沉淀污泥可資源化為氮磷肥。

進(jìn)一步地，所述的步驟S1中，濃縮污泥含水率為92％～99％。

進(jìn)一步地，所述的步驟S2中，所述藥劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化鈣或氫氧化鈣中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述的步驟S3中，所述鎂鹽為氧化鎂、氫氧化鎂、輕燒白云石、氯化鎂、氧化鈣或硫酸鎂的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述的步驟S3中，所述磷酸鹽為磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鈉或磷酸氫二鉀的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述的步驟S3中，所述的鎂鹽投加濃度為0.5～3.5mol/kg干污泥。

進(jìn)一步地，所述的步驟S3中，污泥中投加的鎂和磷的摩爾比為1.0～1.6:1。