本发明专利技术涉及一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺，该工艺包括以下步骤：(1)采用热活化过硫酸盐预氧化工艺对剩余污泥进行预处理；(2)将步骤(1)得到的预处理污泥冷却至室温，调节pH，进行厌氧发酵产酸；(3)将步骤(2)得到的厌氧发酵污泥进行固液分离；(4)向步骤(3)得到的滤液中加入镁盐，并调节pH，过滤得到鸟粪石结晶的沉淀进行磷回收，剩余滤液作为碳源回流至污水处理厂。与现有技术相比，本发明专利技术克服了现有各种技术无法同时满足污泥厌氧资源化过程中磷高效释放及高附加值回收的要求；过硫酸盐预氧化既可以强化污泥厌氧释磷；又可以裂解污泥，强化污泥厌氧发酵产酸。强化污泥厌氧发酵产酸。强化污泥厌氧发酵产酸。
【技术实现步骤摘要】
一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺
[0001]本专利技术涉及污泥资源化
，具体涉及一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺。
技术介绍
[0002]磷是所有生物必须的营养元素之一。全球人口增长和集约化耕作方式导致磷矿的消耗量平均以每年2％以上的速度增长。作为不可再生资源，磷矿的长期稳定供应成为全人类值得关注的问题之一。我国是人口大国，截止2020年，我国的磷矿储量仅剩32亿吨，不到世界储量的5％，然而每年的磷矿消耗量达世界水平的50％。不均的资源分布和巨大的开采需求使得我国磷资源短缺迫在眉睫，磷回收成为解决磷资源匮乏的重要手段。
[0003]我国污水处理厂进水的磷浓度一般为4
‑
5mg/L，为了防止富营养化，出水浓度控制在0.5mg/L以下，因此，90％以上的磷转移到污泥中。2020年中华人民共和国生态环境部第二次全国污染源普查公报显示，2017年我国水中污染物总磷的削减量(即转移到污泥中的量)为21.75万吨，相当于磷肥产量的6.64％。因此，作为放错了地方的资源，污泥成为磷回收的主要来源。
[0004]在污泥厌氧转化过程实现磷回收成为经济、可持续的发展方向。然而，作为国际上最常用的污泥处理方法之一的厌氧消化技术，存在磷释放效率低的问题。近年来，研究发现硫酸根在硫酸根还原菌的作用下生成的硫离子与Fe
‑
P沉淀发生置换反应能有效增加Fe
‑
P的溶出，因此硫酸根的投加可以明显提高污泥厌氧消化过程中磷的释放，但是对产甲烷的抑制作用限制了该技术的推广应用。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺，用于开发污泥厌氧消化过程磷高效释放及高附加值回收技术，实现污泥厌氧资源回收最大化。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术提供了一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺，通过向污泥中投加过硫酸盐、热活化预处理，裂解污泥促进有机物水解强化污泥厌氧发酵产酸，同时预氧化产生的硫酸根协同硫酸盐还原菌增加了污泥磷的溶出，提高污泥磷的有效回收，具体如下：
[0008]一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺，该工艺包括以下步骤：
[0009](1)采用热活化过硫酸盐预氧化工艺对剩余污泥进行预处理；
[0010](2)将步骤(1)得到的预处理污泥冷却至室温，调节pH，进行厌氧发酵产酸；
[0011](3)将步骤(2)得到的厌氧发酵污泥进行固液分离；
[0012](4)向步骤(3)得到的滤液中加入镁盐，并调节pH，过滤得到鸟粪石结晶的沉淀进行磷回收，剩余滤液作为碳源回流至污水处理厂，完成同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的
资源化工艺。
[0013]进一步地，所述的剩余污泥为生物除磷的活性污泥和铁盐强化除磷的化学污泥的混合污泥。
[0014]进一步地，所述的剩余污泥含固率为2
‑
4％，pH＝6.5
‑
7.5。
[0015]进一步地，步骤(1)中，对所述污泥进行热活化过硫酸钠预氧化处理，一方面能有效破解污泥，强化厌氧产酸，另一方面过硫酸盐氧化产生大量的硫酸根强化厌氧释磷，过硫酸盐的投量使混合物中摩尔比S:Fe＝(0.5
‑
2):1；热活化温度为70
‑
80℃，时间为1.5
‑
2.5h，在此条件下，过硫酸根完全氧化为硫酸根。
[0016]进一步地，步骤(2)中，过硫酸盐预处理后的污泥pH下降至3
‑
6，为了保持后续厌氧发酵过程中硫酸盐还原菌等微生物的活性，采用氢氧化钠溶液调节预氧化后的剩余污泥pH＝6.8
‑
7.2，所述的氢氧化钠溶液的浓度为1
‑
2M。
[0017]进一步地，步骤(2)中厌氧发酵的条件是：将预处理污泥和接种泥按TS质量比为1:(0.5
‑
1)混合，即接种泥中总固体和预处理污泥中总固体的质量比为1:(0.5
‑
1)，温度为33
‑
37℃，时间4
‑
7天。
[0018]进一步地，所述的接种泥为富含硫酸盐还原菌的驯化污泥。
[0019]进一步地，步骤(3)中所述的固液分离采用压滤或离心的方式。
[0020]进一步地，步骤(4)中所述的镁盐为MgCl2·
6H2O，加入镁盐后使滤液中Mg/P摩尔比为(1.2
‑
1.4):1。
[0021]进一步地，步骤(4)中采用氢氧化钠溶液调节预氧化后的剩余污泥pH＝8
‑
10，所述的氢氧化钠溶液的浓度为1
‑
2M。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0023](1)本专利技术强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺通过控制污泥厌氧发酵产酸解决了现有技术产甲烷抑制的问题；
[0024](2)本专利技术克服了现有各种技术无法同时满足污泥厌氧资源化过程中磷高效释放及高附加值回收的要求。过硫酸盐预氧化既可以产生大量的硫酸根，协同硫酸盐还原菌有效增加Fe
‑
P的溶出，强化污泥厌氧释磷；又可以裂解污泥、促进有机物水解，强化污泥厌氧发酵产酸；
[0025](3)与现有过硫酸盐强化污泥厌氧发酵产酸的研究相比，本专利技术仅需投加微量的化学药剂，具有重要社会环境效益和广阔的市场应用前景。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的方法流程图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0028]一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺，通过向污泥中投加过硫酸盐、热活化预处理，裂解污泥促进有机物水解强化污泥厌氧发酵产酸，同时预氧化产生的硫酸根协同硫酸盐还原菌增加了污泥磷的溶出，提高污泥磷的有效回收，具体如下：
[0029]一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺，如图1，该工艺包括以下步
骤：
[0030](1)采用热活化过硫酸盐预氧化工艺对剩余污泥进行预处理；其中，剩余污泥为生物除磷的活性污泥和铁盐强化除磷的化学污泥的混合污泥，含固率为2
‑
4％，pH＝6.5
‑
7.5；对所述污泥进行热活化过硫酸钠预氧化处理，一方面能有效破解污泥，强化厌氧产酸，另一方面过硫酸盐氧化产生大量的硫酸根强化厌氧释磷，过硫酸钠的投量使混合物中摩尔比S:Fe＝(0.5
‑
2):1；热活化温度为70
‑
80℃，时间为1.5
‑
2.5h，在此条件下，过硫酸根完全氧化为硫酸根；
[0031](2)将步骤(1)得到的预处理污泥冷却至室温，过硫酸盐预处理后的污泥pH下降至3
‑
6，为了保持后续厌氧发酵本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：(1)采用热活化过硫酸盐预氧化工艺对剩余污泥进行预处理；(2)将步骤(1)得到的预处理污泥冷却至室温，调节pH，进行厌氧发酵产酸；(3)将步骤(2)得到的厌氧发酵污泥进行固液分离；(4)向步骤(3)得到的滤液中加入镁盐，并调节pH，过滤得到鸟粪石结晶的沉淀进行磷回收，剩余滤液作为碳源回流至污水处理厂，完成同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺。2.根据权利要求1所述的一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺，其特征在于，所述的剩余污泥为生物除磷的活性污泥和铁盐强化除磷的化学污泥的混合污泥。3.根据权利要求1所述的一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺，其特征在于，所述的剩余污泥含固率为2
‑
4％，pH＝6.5
‑
7.5。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺，其特征在于，步骤(1)中过硫酸盐的投量使混合物中摩尔比S:Fe＝(0.5
‑
2):1；热活化温度为70
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80℃，时间为1.5
‑
2.5h。5.根据权利要求1所述的一种同步强化污泥厌氧产酸和磷回收的资源化工艺，其特征在于，步骤(...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓虎，丁燕燕，武博然，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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