污泥脱水和滤液氮磷回收方法技术

本发明专利技术涉及污泥脱水和滤液氮磷回收方法，其利用亚铁活化次氯酸钙和单宁酸联合调理污泥，强化污泥脱水性能，脱水处理后，在脱水滤液中投入活化蛇纹石，实现氮磷资源的回收,可包括下列步骤：步骤1.向污泥中投加硫酸亚铁和次氯酸钙并混合调理；步骤2.向投加硫酸亚铁和次氯酸钙调理后的污泥混合物中投加单宁酸并混合调理；步骤3.进行脱水处理，获得脱水污泥和脱水滤液；步骤4.向脱水滤液投加活化蛇纹石，生成含氮磷固体；步骤5.回收脱水滤液中的含氮磷固体。本发明专利技术能够有效地实现脱水性能强化耦合氮磷资源回收，可用于污水厂检修污泥等难处理污泥的减量化、资源化的一体化污泥处理。资源化的一体化污泥处理。资源化的一体化污泥处理。

【技术实现步骤摘要】
污泥脱水和滤液氮磷回收方法


[0001]本专利技术属于固体废物处理领域，具体污泥脱水和滤液氮磷回收方法，特别是改善污水处理厂设备检修期间污泥脱水性能同时实现氮磷资源回收的方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济快速发展和人口数量的增加，污水处理量迅速增长，给污水处理厂污水处理设施的运行带来沉重负担，污水处理设施需要定期进行检修，检修过程中要将设备周围残留的污泥抽出，由此产生了大量的检修污泥。通常来说污水处理厂污泥成分极为复杂，含有大量病原体和有毒有害物质，有必要对检修污泥进行安全处理处置。然而污泥本身含水率非常高，不利于后续运输和最终的处理处置，同时又富含可供植物利用的营养物质,若不科学处理处置会引起环境二次污染及资源浪费,因此,人们越来越重视剩余污泥的处理处置,对污泥进行无害化、减量化、资源化处理。特别是污水处理厂设备检修污泥其中有些部分是长时间处于封闭厌氧环境，厌氧环境使得污泥发生厌氧消化，污泥颗粒变小，粘度更高，由于污泥中微生物群落具有高度亲水性的胶态结构,因此很难直接脱水，因此这类污泥(可称为污水厂检修污泥，或简称检修污泥)相较于常规的剩余活性污泥，污泥性质发生较大的变化，使得污泥脱水难度增加，同时厌氧环境对污泥中存在的氨氮与磷这类营养物质的释放与转化有一定影响。因此，如何合理处理设备检修污泥，强化污泥脱水性能同时实现污泥氮磷资源的回收以达到污泥减量化、无害化和资源化的目的已经成为一个至关重要的问题。
[0003]已有研究表明污泥胞外聚合物质(EPS)作为污泥絮体中的主要有机组分,占比可达到50％以上,EPS与污泥脱水性能有着密切的关系，其物化性质会影响到污泥絮体的亲疏水性,其中亲水性蛋白能够与污泥中的水分紧密结合，严重阻碍污泥内部水分的释放，且EPS是导致污泥中结合水存在的主要原因,因而被认为是影响污泥脱水效果的决定性因素。
[0004]目前，常用的污泥调理技术有超声、微波、絮凝和高级氧化等，其中高级氧化处理(AOPs)被认为能够有效地破坏污泥EPS和微生物细胞膜，释放污泥内部结合水来提高污泥脱水性能。近年来，活化次氯酸盐高级氧化技术由于能够适应较为广泛的pH范围，价格便宜，在污泥处理领域吸引了广泛关注。然而，次氯酸盐氧化主要作用于微生物细胞膜，使得微生物细胞裂解，大量的胞内物质流出，导致污泥中的亲水蛋白仍然难以去除，另外对于颗粒较小的检修污泥，次氯酸盐的氧化会使得污泥被分解成更小的颗粒，形成分散的污泥体系，这些限制了污泥脱水性能的提升，无法实现污泥深度脱水。同时在污泥氧化破解过程中，大量的氨氮和磷营养物质会被释放到污泥液相中，如何处理这类营养物质，实现资源回收也是一个重要问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是针对上述现有污泥处理技术存在的不足，提供了一种适应于污水处理厂设备检修污泥的脱水性能强化耦合氮磷资源回收的方法，形成实现减量化、资源
化的一体化污泥处理。
[0006]本专利技术的技术方案如下：污泥脱水和滤液氮磷回收方法，其利用亚铁活化次氯酸钙和单宁酸联合调理污泥，强化污泥脱水性能，脱水处理后，在脱水滤液中投入活化蛇纹石，实现氮磷资源的回收。
[0007]优选地，包括下列步骤：
[0008]步骤1.向污泥中投加硫酸亚铁和次氯酸钙并混合调理，形成投加硫酸亚铁和次氯酸钙调理后的污泥混合物；
[0009]步骤2.向投加硫酸亚铁和次氯酸钙调理后的污泥混合物中投加单宁酸并混合调理，形成投加单宁酸调理后的污泥混合物；
[0010]步骤3.对投加单宁酸调理后的污泥混合物进行脱水处理，获得脱水污泥和脱水滤液；
[0011]步骤4.向脱水滤液投加活化蛇纹石(粉末)，生成含氮磷固体(结晶)；
[0012]步骤5.回收脱水滤液中的含氮磷固体。
[0013]优选地，对待处理污泥(例如，污水处理厂设备检修清除出的污泥)进行预处理。
[0014]预处理通常应包括过滤，去除污泥中的大颗粒物质和杂质。
[0015]预处理可以包括去除(引出)污泥中已分离出的上清液，去除上清液可以在过滤前进行，也可以在过滤后进行。
[0016]在去除上清液之前，优选对污泥进行一定时间的静置沉淀。
[0017]静置沉淀的时间可以为6h左右，可依据实际情况调整。
[0018]可采用1mm筛网进行预处理中的污泥过滤。
[0019]在向预处理后污泥施加硫酸亚铁和次氯酸钙的污泥之前，可以对污泥进行检测，检测指标可包括总固体含量(TS含量)或污泥含固率(SC)。依据实际需要，还可以包括毛细吸水时间(CST)、比阻(SRF)、含水率(Wc)和pH等。
[0020]硫酸亚铁可以采用七水合硫酸亚铁固体颗粒。
[0021]次氯酸钙可以采用次氯酸钙粉末。
[0022]依据污泥的总固体(总固体质量)确定硫酸亚铁和次氯酸钙的投加量。
[0023]其中，硫酸亚铁的投加量(投加的硫酸亚铁摩尔量与污泥的总固体质量之比)可以为0.2
‑
1.8mmol/g TS(污泥总固体)(含两端端值)，次氯酸钙的投加量(投加的次氯酸钙摩尔量与污泥的总固体质量之比)可以为0.2
‑
2mmol/g TS(含两端端值)。
[0024]投加硫酸亚铁和次氯酸钙后，可以以300rpm转速搅拌反应30min，形成投加硫酸亚铁和次氯酸钙调理后的污泥混合物。
[0025]单宁酸可以采用单宁酸粉末。
[0026]依据污泥的总固体(总固体质量)确定单宁酸的投加量。
[0027]单宁酸的投加量(投加的单宁酸摩尔量与污泥的总固体质量之比)可以为0.02
‑
0.2mmol/g TS(含两端端值)。
[0028]投加单宁酸后，可以以200rpm转速搅拌反应1min后静置15min，形成投加单宁酸调理后的污泥混合物。
[0029]优选采用真空抽滤方式进行投加单宁酸调理后的污泥混合物的脱水处理。
[0030]真空抽滤时间可以为10min，抽滤压力可以为0.1MPa。
[0031]优选对投加单宁酸调理后的污泥混合物进行脱水处理之前进行检测(或称指标测定)，检测指标可包括污泥CST和pH。
[0032]优选对脱水污泥进行检测，检测指标可包括测定SRF和Wc。
[0033]活化蛇纹石优选为机械活化蛇纹石。
[0034]机械活化蛇纹石可采用机械活化蛇纹石粉末。
[0035]可依据所处理的脱水滤液体积确定机械活化蛇纹石/机械活化蛇纹石粉末的投加量。
[0036]机械活化蛇纹石的投加量(投加的机械活化蛇纹石质量与脱水滤液体积之比)可以为0.2
‑
0.6g/L(含两端端值)，例如，较佳地，可以为0.5g/L。
[0037]回收的氮磷固体为(主要为)MgNH4PO4·
6H2O晶体。
[0038]可以采用下列方式制备机械活化蛇纹石：将天然蛇纹石用破碎机破碎(或称粉碎)作为待活化原材料，例如，可以粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.污泥脱水和滤液氮磷回收方法，利用亚铁活化次氯酸钙和单宁酸联合调理污泥，强化污泥脱水性能，脱水处理后，在脱水滤液中投入活化蛇纹石，实现氮磷资源的回收。2.如权利要求1所述的污泥脱水和滤液氮磷回收方法，其特征在于包括下列步骤：向污泥中投加硫酸亚铁和次氯酸钙并混合调理，形成投加硫酸亚铁和次氯酸钙调理后的污泥混合物；向投加硫酸亚铁和次氯酸钙调理后的污泥混合物中投加单宁酸并混合调理，形成投加单宁酸调理后的污泥混合物；对投加单宁酸调理后的污泥混合物进行脱水处理，获得脱水污泥和脱水滤液；向脱水滤液投加活化蛇纹石，生成含氮磷固体；回收脱水滤液中的含氮磷固体。3.如权利要求1或2所述的污泥脱水和滤液氮磷回收方法，其特征在于对待处理污泥进行预处理，所述预处理包括过滤，去除污泥中的大颗粒物质和杂质，还包括去除污泥中已分离出的上清液。4.如权利要求1或2所述的污泥脱水和滤液氮磷回收方法，其特征在于硫酸亚铁采用七水合硫酸亚铁固体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张盼月，张连，刘存辉，房玮，贾君，张志彬，张乐一，张学慧，
申请(专利权)人：北京金河生态科技有限公司北京金河水务建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：