污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法技术

本发明专利技术公开了一种污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，属于污泥处理技术领域，包括以下步骤：在工艺水中加入钙盐、镁盐并加热；同步滴加碱液，添加亚铁盐和铁盐；保温搅拌反应生产得到含有氮磷的颗粒物；磁分离含有氮磷的颗粒物，固液分离回收磁性营养盐并干燥备用；分离后的液体进一步处理后并回用。通过在工艺水中滴加碱液调节Ph值，加入钙盐、镁盐、亚铁盐和铁盐，加热搅拌反应后形成含有氮磷的颗粒物；磁分离快速回收磁性营养盐颗粒物；液体经处理后返回污水处理系统，磁性颗粒物既可作为缓释肥用于土壤改良，又可作为带营养物质的磁性材料用于制备污水处理微生物载体材料。本发明专利技术工艺简单，效果好，能回收工艺水中营养物质实现资源再生利用。资源再生利用。资源再生利用。

【技术实现步骤摘要】
污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法


[0001]本专利技术属于污泥处理
，尤其涉及一种污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法。

技术介绍

[0002]污泥是污水处理的副产物，污泥的成份十分复杂，其中含有大量的微生物、有机质及丰富的氮、磷、钾等营养物质。同时，污泥具有含水量高、易腐烂、有恶臭等特点，部分污水处理厂的污泥还有超标重金属、病原微生物，而且含有难以降解的有毒和致癌物质。污泥未经处理随意堆放，经过雨水的侵蚀和泄漏后，会对地下水造成污染，直接危害人体健康。
[0003]目前国内污泥处理常用的方式包括好氧堆肥、厌氧消化、干化焚烧和干化碳化技术。污泥厌氧消化仅适用于原污水有机物含量高的大规模污水厂，但占地面积大，且污泥厌氧消化后仍需要进一步脱水处理，泥饼出路不畅，故不推荐采用该工艺；污泥堆肥同样占地大，臭味问题难以解决，同时重金属不稳定，产品出路是比较大的问题；污泥热解炭化投资运行成本较高，且生物炭热值较低，影响末端处置去向；污泥干化
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焚烧能耗高，投资和运行成本在各种技术中最高，飞灰烟气处理要求严格，工艺复杂管理难度大，审批手续繁琐，环评要求高；所以以上技术均不适合城市污泥处理处置现状。
[0004]污泥水热碳化技术作为近年来污泥处理处置研究和应用热点之一，是一项高效回收利用污泥中资源和能源，符合双碳目标的处理处置新技术。水热碳化(Hydrothermal Carbonization，缩写为HTC)技术是依据1931年诺贝尔化学奖得主
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德国化学家柏吉乌斯(Friedrich Bergius)提出的高压化学理论而产生的。该方法模拟了自然界中煤、石油和天然气生成的过程，并将这一在自然界需要数百万年时间的反应过程，通过适当的温度、压力和酸碱度(pH值)条件下数小时内再现。在污泥水热碳化过程中，污泥发生催化裂解，污泥中的生物质在缺氧及适当催化的条件下，分子结构被打破，并发生碳化作用，最后通过机械脱水的方式转变为含水率30％生物炭，减量70％以上，可直接作为生物质固体燃料。
[0005]但是，污泥水热碳化过程中会产生一定量的工艺水，工艺水中富含氮磷等营养物质，直接排放会污染环境。传统的水处理工艺是将污染物从工艺水中去除，工艺复杂，处理效果差，成本高，不能实现资源利用，既浪费了物质有价资源。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，旨在解决现有技术中水热炭化工艺水处理工艺复杂，处理效果差，成本高，不能实现资源利用的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0008]一种污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，包括以下步骤：
[0009]第一步：在污泥水热碳化工艺水中加入钙盐、镁盐，搅拌并加热；
[0010]第二步：在污泥水热碳化工艺水中同步滴加碱液，亚铁盐和铁盐；
[0011]第三步：加毕，保温搅拌反应，生产得到含有氮磷的颗粒物；
[0012]第四步：磁分离含有氮磷的颗粒物，回收磁性营养盐并固液分离，得到的磁性营养盐颗粒物干燥备用；分离后的液体进一步处理后并回用；
[0013]所述污泥水热碳化工艺水是指预脱水污泥在160
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220℃高温高压条件下水热碳化反应2
‑
6h后过滤的滤液，所述污泥水热碳化工艺水的各项指标为：pH1
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7，COD10000
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100000，氨氮200
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1000，总氮400
‑
2000，磷酸盐为200
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1000。
[0014]优选的，所述步骤一中钙盐是指硝酸钙、氯化钙、硫酸钙、碳酸钙中的一种或两种以上混合物，镁盐是指硝酸镁、氯化镁、硫酸镁、碳酸镁中的一种或两种以上混合物，钙离子和镁离子的合计添加量为1000
‑
5000ppm，且钙盐与镁盐的质量比为1:99
‑
50:50。
[0015]优选的，所述步骤一至步骤四反应温度为40
‑
100℃，步骤四的反应时间为1
‑
5h。
[0016]优选的，所述步骤二中碱液是指碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物中一种或两种以上混合物，调理pH至8
‑
12。
[0017]优选的，所述步骤二中亚铁盐是指硫酸亚铁、氯化亚铁中一种或两种混合物，铁盐是指硫酸铁、氯化铁中一种或两种混合物，铁盐和亚铁盐的合计添加量为10000
‑
100000ppm，且铁盐和亚铁盐的质量比为1:1
‑
2:1。
[0018]优选的，所述污泥水热碳化工艺水经回收营养盐后COD下降率10
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20％，氨氮下降率80
‑
100％，磷酸盐下降率95
‑
100％。
[0019]优选的，所述步骤四得到的磁性营养盐用于制作缓释肥，或作为带营养物质的磁性材料用于制备污水处理微生物载体材料。
[0020]优选的，所述步骤四分离后的液体处理后回用至污水处理系统作为反硝化碳源。
[0021]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术通过加入钙盐和镁盐，钙盐与工艺水中的磷酸根发生反应生成磷酸钙沉淀，镁盐与铵根及磷酸根反应生成鸟粪石；同步滴加碱液调节Ph值，再添加亚铁盐和铁盐，保温搅拌使物料充分反应，形成含有氮磷的颗粒物；通过磁分离快速回收磁性营养盐颗粒物；剩余的液体经进一步处理后返回污水处理系统，磁性颗粒物既可作为缓释肥用于土壤改良，又可作为带营养物质的磁性材料用于制备污水处理微生物载体材料。本专利技术回收营养盐的工艺简单，效果好，既能对污泥水热碳化工艺水预处理，降低氮磷等污染物，便于后续处理，又能回收工艺水中的氮磷等营养物质，实现资源再生利用。
附图说明
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0023]图1是本专利技术提供的一种污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法的过程示意图；
[0024]图中：00
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反应容器，1
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Ph计；2
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搅拌器；3
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温度计；4
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加热器；5
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磁性营养盐颗粒物。
具体实施方式
[0025]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术提供的一种污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，具体回收过程参见图1，包括以下步骤：
[0027]第一步：在反应容器00内的污泥水热碳化工艺水中加入钙盐、镁盐，搅拌并加热。添加后启动搅拌器2和加热器4，充分搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：在污泥水热碳化工艺水中加入钙盐、镁盐，搅拌并加热；第二步：在污泥水热碳化工艺水中同步滴加碱液，亚铁盐和铁盐；第三步：加毕，保温搅拌反应，生产得到含有氮磷的颗粒物；第四步：磁分离含有氮磷的颗粒物，回收磁性营养盐并固液分离，得到的磁性营养盐颗粒物干燥备用；分离后的液体处理后并回用；所述污泥水热碳化工艺水是指预脱水污泥在160
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220℃高温高压条件下水热碳化反应2
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6h后过滤的滤液，所述污泥水热碳化工艺水的各项指标为：pH1
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7，COD10000
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100000，氨氮200
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1000，总氮400
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2000，磷酸盐为200
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1000。2.根据权利要求1所述的污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，其特征在于：所述步骤一中钙盐是指硝酸钙、氯化钙、硫酸钙、碳酸钙中的一种或两种以上混合物，镁盐是指硝酸镁、氯化镁、硫酸镁、碳酸镁中的一种或两种以上混合物，钙离子和镁离子的合计添加量为1000
‑
5000ppm，且钙盐与镁盐的质量比为1:99
‑
50:50。3.根据权利要求1所述的污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：高卫民，程寒飞，张哲，冉景，朱巧红，徐驰，李传松，
申请(专利权)人：中冶生态环保集团有限公司，
类型：发明
国别省市：