一种湿式空气氧化脱出液资源化利用的设备和方法技术

一种湿式空气氧化脱出液资源化利用的设备和方法，该设备包括固液分离装置、腐殖酸分离池、pH调节池、吹脱塔、风机、中和池及吸收塔；固液分离装置将氧化污泥进行固液分离，脱出液送入腐殖酸分离池，分离出腐殖酸后，将脱出液送入pH调节池加碱调配至目标pH值，并达到目标温度，随后将碱性脱出液送入吹脱塔，鼓入空气将脱出液中所含的氨吹出，在吹脱塔的塔顶形成富含氨气的混合气，脱氨后的脱出液从吹脱塔上部排出，而混合气通入吸收塔底部的曝气装置曝气形成气泡，吸收塔内的酸液同气泡中的氨反应生成铵盐从吸收塔底部排出，氨气被酸液吸收后的剩余气体从吸收塔顶部排出。本发明专利技术能够利用污泥湿式空气氧化脱出液生产优质碳源、腐殖酸肥和氮肥。肥和氮肥。肥和氮肥。

【技术实现步骤摘要】
一种湿式空气氧化脱出液资源化利用的设备和方法


[0001]本专利技术涉及污泥处理
，特别是涉及一种湿式空气氧化脱出液资源化利用的设备和方法。

技术介绍

[0002]污泥湿式空气氧化技术是一种环境友好的高级氧化技术，它可以在180～315℃和2～15MPa的反应条件下将污泥中的有机质降解成CO2、H2O和可生物降解的小分子有机物，且不排放NO
x
、SO2、HCl、二噁英、呋喃、飞灰等二次污染物。目前湿式空气氧化用于处理污泥主要还是将其作为一种污染物来处理，以提高矿化率和脱水为目标，并不将污泥作为一种资源来利用。湿式空气氧化液相产物(脱出液)中富含乙酸、氨和腐殖酸等高价值产物，如TS＝10％污泥经湿式空气氧化后脱出液中含乙酸约4～6g/L，氨约2.7g/L，腐殖酸约2～3g/L。由于缺乏对湿式空气氧化产物资源化利用的深入研究，污泥中富含有机碳、氨、磷和钾等资源将会被严重浪费。
[0003]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于克服上述
技术介绍
的缺陷，提供一种湿式空气氧化脱出液资源化利用的设备和方法，用污泥湿式空气氧化脱出液生产优质碳源、腐殖酸肥和氮肥。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种湿式空气氧化脱出液资源化利用的设备，包括固液分离装置、腐殖酸分离池、pH调节池、吹脱塔、风机、中和池以及吸收塔；所述固液分离装置将污泥湿式空气氧化后所得的氧化污泥进行固液分离，将得到的脱出液送入所述腐殖酸分离池，分离出脱出液中的腐殖酸后，将脱出液送入所述pH调节池加碱调配至目标pH值，并达到目标温度，随后将所得的碱性脱出液送入所述吹脱塔，所述风机从所述吹脱塔底部的曝气装置鼓入空气，被曝气装置分散后的气泡将所述脱出液中所含的氨吹出，在所述吹脱塔的塔顶形成富含氨气的混合气，脱氨后的脱出液从所述吹脱塔上部排出，经过所述中和池的中和处理后获得碳源，而所述混合气通入所述吸收塔底部的曝气装置曝气形成气泡，所述吸收塔内的酸液同气泡中的氨反应生成铵盐，含铵盐溶液从所述吸收塔底部排出，氨气被酸液吸收后的剩余气体从所述吸收塔顶部排出。
[0007]进一步地：
[0008]所述固液分离装置包括沉淀池和机械脱水装置，将氧化污泥在所述沉淀池内静置2～24小时，固液分层后收集上清液，将下层的氧化污泥送到所述机械脱水装置，采用板框机或带机进行脱水，得到泥饼和脱出液，将所述上清液和脱出液合并得到最终的脱出液。
[0009]所述腐殖酸分离池通过酸沉淀法或吸附法分离出所述脱出液中的腐殖酸；所述酸沉淀法包括在所述腐殖酸分离池中加入酸溶液，调配脱出液的pH值为酸性，静置一段时间
后脱出液所含腐殖酸析出，随后过滤出腐殖酸；所述吸附法包括在所述腐殖酸分离池中加入活性炭，搅拌后静置一段时间，随后过滤出吸附了腐殖酸的活性炭，得到富含腐殖酸的多孔性炭肥。
[0010]所述酸沉淀法中，所述脱出液调节后的pH值为1～4，静置时间为1～24h；所述吸附法中，静置时间为1～24h。
[0011]用污泥湿式空气氧化系统的余热蒸汽将所述pH调节池内脱出液加热到所述目标温度，和/或用污泥湿式空气氧化系统的余热蒸汽补充所述吹脱塔损失的热量；优选地，蒸汽加热采用间壁加热方式。
[0012]所述目标pH值为9～13.5。
[0013]所述目标温度为50～100℃，优选为80℃～100℃。
[0014]所述吹脱塔的曝气装置孔径为0.05～100μm，所述吹脱塔为筛板塔，高径比为5～20，筛板间距为0.5～5倍吹脱塔半径，筛板孔径为1～10mm，筛孔间距为0.1～3倍筛孔直径，吹脱气的气液比为50～1000；可选地，所述吹脱塔包括多个串联的吹脱塔。
[0015]所述吸收塔的曝气装置孔径为0.05～1000μm，所述吸收塔为筛板塔，高径比5～20，筛板间距为0.5～5倍吸收塔半径，筛板孔径为1～10mm，筛孔间距为0.1～3倍筛孔直径；可选地，所述吸收塔包括多个串联的吸收塔。
[0016]一种湿式空气氧化脱出液资源化利用的方法，使用所述的设备进行湿式空气氧化脱出液资源化利用。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术提供的设备和方法能够利用污泥湿式空气氧化脱出液生产优质碳源、腐殖酸肥和氮肥，实现对湿式空气氧化脱出液高效的资源化利用。
[0019]污水厂在反硝化脱氮过程需要投加碳源，而污泥湿式空气氧化脱出液中富含的乙酸正是一种优质碳源，将脱出液精制后作为污水厂碳源使用，不仅实现了污泥的资源化利用，还能降低污水厂的运行成本。然而脱出液中还含有较多的氨氮和有机氮(主要存在于腐殖酸中)，C/N约为2，并不适合直接作为碳源使用。使用本专利技术的设备和方法进行湿式空气氧化脱出液资源化利用，分离脱出液中的氨和有机氮(腐殖酸)后，不仅得到富含乙酸的高C/N的脱出液(可作为高品质碳源)，分离出的腐殖酸还可作为高附加值的腐殖酸肥，同时分离出的铵盐也可作为一种氮肥。
[0020]污泥湿式空气氧化脱出液含有较多能降低表面张力的有机物(如乙酸、腐殖酸等)，本专利技术在不加表面活性剂下，脱出液通过微孔曝气可生成微米级气泡，该气泡比表面积更大，在脱出液中分散得更均匀，不易破裂和汇聚，停留时间更长，提高了吹脱效率，可减少气体用量，也降低气液比和能耗。
[0021]吹脱法是较为成熟的脱氨技术，对原料加热升温可提高吹脱效率，但为了降低能耗一般选择在温度40℃、pH>11条件进行，由于操作温度较低，导致传统吹脱法的气液比大(3000:1)、能耗高、反应器较大。由于污泥湿式空气氧化在COD>20g/L后可实现热量自持并产生余热，而一般污泥TS>3.3％后即可达到要求。本专利技术利用湿式空气氧化技术热量富余的特点，可将氨吹脱的操作温度进一步提高，优选到80℃以上，以提高吹脱效率，并降低气液比和能耗。
[0022]在较低的气液比(如100:1)下，通过本系统处理后的污泥湿式空气氧化脱出液氨
氮去除率大于70％，脱氨后的脱出液可以成为一种优质碳源，同时得到可作为肥料使用的腐殖酸和铵盐溶液。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一种实施例的湿式空气氧化脱出液资源化利用的设备结构示意图。
[0024]附图标记：1，氧化污泥；2，沉淀池；3，上清液；4，机械脱水装置；5，泥饼；6，脱出液；7，腐殖酸分离池；8，酸溶液；9，过滤装置；10，腐殖酸；11，pH调节池；12，碱；13，污泥湿式空气氧化余热蒸汽；14，碱性脱出液；15，空气；16，风机；17，吹脱塔；18，混合气；19，中和池；20，酸；21，碳源；22，铵盐溶液；23，吸收塔；24，尾气。
具体实施方式
[0025]以下对本专利技术的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿式空气氧化脱出液资源化利用的设备，其特征在于，包括固液分离装置、腐殖酸分离池、pH调节池、吹脱塔、风机、中和池以及吸收塔；所述固液分离装置将污泥湿式空气氧化后所得的氧化污泥进行固液分离，将得到的脱出液送入所述腐殖酸分离池，分离出脱出液中的腐殖酸后，将脱出液送入所述pH调节池加碱调配至目标pH值，并达到目标温度，随后将所得的碱性脱出液送入所述吹脱塔，所述风机从所述吹脱塔底部的曝气装置鼓入空气，被曝气装置分散后的气泡将所述脱出液中所含的氨吹出，在所述吹脱塔的塔顶形成富含氨气的混合气，脱氨后的脱出液从所述吹脱塔上部排出，经过所述中和池的中和处理后获得碳源，而所述混合气通入所述吸收塔底部的曝气装置曝气形成气泡，所述吸收塔内的酸液同气泡中的氨反应生成铵盐，含铵盐溶液从所述吸收塔底部排出，氨气被酸液吸收后的剩余气体从所述吸收塔顶部排出。2.如权利要求1所述的湿式空气氧化脱出液资源化利用的设备，其特征在于，所述固液分离装置包括沉淀池和机械脱水装置，将氧化污泥在所述沉淀池内静置2～24小时，固液分层后收集上清液，将下层的氧化污泥送到所述机械脱水装置，采用板框机或带机进行脱水，得到泥饼和脱出液，将所述上清液和脱出液合并得到最终的脱出液。3.如权利要求1或2所述的湿式空气氧化脱出液资源化利用的设备，其特征在于，所述腐殖酸分离池通过酸沉淀法或吸附法分离出所述脱出液中的腐殖酸；所述酸沉淀法包括在所述腐殖酸分离池中加入酸溶液，调配脱出液的pH值为酸性，静置一段时间后脱出液所含腐殖酸析出，随后过滤出腐殖酸；所述吸附法包括在所述腐殖酸分离池中加入活性炭，搅拌后静置一段时间，随后过滤出吸附了腐殖酸的活性炭，得到富含腐殖酸的多孔性炭肥。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德彬，郭昉，李欢，周平，刘子为，林阳，王琳，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：