一种污泥减量-产VFAs-回收磷的三合一方法技术

本发明专利技术提供一种污泥减量

【技术实现步骤摘要】
一种污泥减量
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产VFAs
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回收磷的三合一方法


[0001]本专利技术涉及环保
，具体涉及一种污泥减量
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产VFAs
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回收磷的三合一方法。

技术介绍

[0002]市政污泥是市政污水处理过程所产生的副产品，其含水率高、有机质含量高，还含有磷等不可再生资源，处理难度大。常见的污泥处置办法包括混合填埋、园林绿化用泥、土壤改良用泥、建材用泥等，上述处置过程重在将污泥进行减量化处理，需要将污泥的含水率从80％以上深度脱水到60％以下甚至更低。尽管上述处置方法简单，但由于污泥中的有毒有害物质并未去除，会给土壤、水体等环境带来二次污染。此外，污泥中的价值物如有机质和磷元素未能回收，造成了资源浪费。
[0003]市政污泥中含有大量的有机质，因此污泥资源化成为了污泥处理处置的重要发展方向。在众多处理技术中，污泥厌氧消化备受关注。该技术通过厌氧发酵得到甲烷、氢气和挥发性脂肪酸等产物。该方法将有机污泥经浓缩至固含率为20～40g/L之后，投加添加剂亚硝酸钙，并控制pH值为4.0～6.0，在35～39℃下进行水解酸化反应；将水解酸化后污泥的pH值调节至6.0～6.5后，进行厌氧消化反应，收集甲烷。但是，产物甲烷附加值不高、且属于温室气体，不利于节能减排。因此，利用污泥产挥发性脂肪酸(VFAs)，能够获得附加值相对较高的产物，VFAs作为生物质能源的重要原料，能够作为外加碳源被污水处理厂直接利用。另外，还有一种方法需将污泥在
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20～0℃环境下冷冻，再升温至0～10℃，然后将有机污泥、去离子水和过氧化氢按一定比例加入反应器进行水热氧化在高压环境下用盐浴炉加热至200～400℃反应0.5～20min，反应完毕后立即取出反应器放入0℃冰水中淬灭，从而获得乙酸；但该方法对温度等反应条件要求严格、能耗过高，且对于磷元素等价值资源无法有效回收。
[0004]除有机质以外，市政污泥中还含有大量的磷元素，从污水污泥中回收磷，成为构建可持续磷循环的关键。现有技术有污泥进入脱水装置中进行脱水，脱水后的污泥进入污泥干化装置中进行干化；干化后的污泥进入碳化炉中进行缺氧碳化处理，污泥碳化后生成污泥碳化物；将污泥碳化物移至酸反应罐内并加入酸溶液；充分反应后将酸反应罐中的物质倒入过滤装置内进行过滤，过滤后的液体为获得的磷资源产品，过滤后的固体经中和后被资源化利用；但上述方法能耗巨大，且无法有效利用污泥中的有机质。
[0005]现有技术中，还采用了转移聚集、沉淀分离、生物膜和脱氮处理，以及水热处理、改性制备等主要工艺单元。城市污水经转移聚集和沉淀处理，有机物浓缩富集至污泥中从而得以去除，然后进入生物膜单元，通过好氧操作吸收去除磷，再经生物脱氮处理，最终出水达到排放要求。将部分污泥进行水热处理，得到的水溶性大分子聚合物经改性制备成为转移聚集介质，回用于污水的转移聚集工艺；在生物膜单元与好氧操作交替进行的厌氧操作中，重复使用同一回收液，直至其中的磷递增至极限浓度后更换，可得到高浓度磷溶液；水热处理还能得到生物膜和生物脱氮所需的碳源。多余的污泥和水热处理固相产物均便于回收利用。该方法主要依赖于生物法，从污水端进行有机物和磷的回收，对进出水条件和操作
要求较高且受限于操作时长。
[0006]综上，目前尚无对市政污泥进行减量化处理，并能兼顾产VFAs和回收磷的方法，开发一种操作简单、成本较低、推广性好的污泥减量
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产VFAs
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回收磷的三合一方法，有利于在污泥无害化处理的同时、有效回收其中有价值的有机质和磷，可实现环境保护和资源利用的双重目的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种污泥减量
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产VFAs
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回收磷的三合一方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]1〕污泥水热氧化增产VFAs与释放磷
[0009]1‑
1〕将水热氧化剂加入脱水污泥中；
[0010]1‑
2〕向步骤1
‑
1〕所得的混合物中加入水热氧化促进剂后混合；
[0011]1‑
3〕将步骤1
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2〕所得的混合物送入反应釜，并向反应釜中加入酸性溶液进行反应；
[0012]1‑
4〕步骤1
‑
3〕中的反应完成后，将反应产物进行固液分离，然后进行不分先后顺序的步骤2〕和步骤3〕的处理；
[0013]2〕固相流化与流化气洗气
[0014]将步骤1
‑
4〕分离所得的固相进行流化处理，以减少固相体积并回收固相中VFAs；
[0015]3〕混合液相闪蒸分流
[0016]将步骤1
‑
4〕分离所得的混合液进行闪蒸，分离出富VFAs液相和富磷液相，然后进行不分先后顺序的步骤4〕和步骤5〕的处理；
[0017]4〕分离VFAs
[0018]通过吸附的方式，分离出富VFAs液相中的VFAs；
[0019]5〕回收剂富集磷
[0020]向富磷液相加入回收剂，以回收磷元素。
[0021]本专利技术的上述技术方案中，通过简单的工艺步骤，能实现污泥无害化与减量化处理、提升VFAs产量与品质、以及磷元素高效回收的三重目的，具有环境与经济的双重效益。
[0022]进一步，步骤1
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1〕中，水热氧化剂为工业级七水硫酸亚铁；水热氧化剂与脱水污泥干重的质量比为1:5～1:20；
[0023]进一步，步骤1
‑
2〕中，水热氧化促进剂为工业级次氯酸钙；水热氧化剂与水热氧化促进剂的质量比为1:2～2:1；
[0024]进一步，步骤1
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3〕中的酸性溶液为盐酸；脱水污泥干重与酸性溶液的质量比为1:3～1:10。
[0025]进一步，酸性溶液pH为4.5～6.5。酸性溶液可来自于步骤4〕中回收的脱VFAs余液，此时可加盐酸配制，使得酸性溶液pH为4.5～6.5；
[0026]进一步，反应釜进行水热氧化反应时，需通入保护气使反应压力维持在0.5～3Mpa，设置水热氧化温度120～240℃，水热氧化时间30～120min。
[0027]进一步，所述保护气为体积分数大于等于99.2％的工业氮。
[0028]进一步，步骤2〕中，流化处理时，以0.5～5BV/min(空塔体积/分钟)的速率通入温
度为130～180℃的流化气，使固相维持流化状态，流化时间3～10min，高温流化气能将固相中的含VFAs残留液气化后带出，使固相深度脱水并进一步减小其体积。
[0029]进一步，步骤2〕中流化气为体积分数大于等于99.2％的工业氮。
[0030]进一步，完成流化的流化气由步骤1
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4〕分离的液相进行洗气后，送入步骤3〕处理。步骤1
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4〕分离的液相截留住流化气带出的含VFAs残留液，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥减量
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产VFAs
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回收磷的三合一方法，其特征在于，包括以下步骤：1〕所述污泥水热氧化增产VFAs与释放磷1
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1〕将水热氧化剂加入脱水污泥中；1
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2〕向步骤1
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1〕所得的混合物中加入水热氧化促进剂后混合；1
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3〕将步骤1
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2〕所得的混合物送入反应釜，并向反应釜中加入酸性溶液进行反应；1
‑
4〕步骤1
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3〕中的反应完成后，将反应产物进行固液分离，然后进行不分先后顺序的步骤2〕和步骤3〕的处理；2〕固相流化与流化气洗气将步骤1
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4〕分离所得的固相进行流化处理，以减少固相体积并回收固相中VFAs；3〕混合液相闪蒸分流将步骤1
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4〕分离所得的混合液进行闪蒸，分离出富VFAs液相和富磷液相，然后进行不分先后顺序的步骤4〕和步骤5〕的处理；4〕分离VFAs通过吸附的方式，分离出富VFAs液相中的VFAs；5〕回收剂富集磷向富磷液相加入回收剂，以回收磷元素。2.根据权利要求1所述的一种污泥减量
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产VFAs
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回收磷的三合一方法，其特征在于：步骤1
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1〕中，水热氧化剂为工业级七水硫酸亚铁；水热氧化剂与脱水污泥干重的质量比为1:5～1:20。3.根据权利要求1或2所述的一种污泥减量
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产VFAs
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回收磷的三合一方法，其特征在于：步骤1
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3〕中，酸性溶液可来自于步骤4〕中回收的脱VFAs余液，可加盐酸配制，使得酸性溶液pH为4.5～6.5。4.根据权利要求3所述的一种污泥减量
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产VFAs
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回收磷的三合一方法，其特征在于：所述保护气为体积分数大于等于99.2％的工业氮。5.根据权利要求1或3所述的一种污泥减量
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产VFAs
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回收磷的三合一方法，其特征在于：步骤2〕中，流化处理时，以0.5～5BV/min(空塔体积/分钟)的速率通入温度为130～180℃的流化气，使固相维持流化状态，流化时间3～10min，高温流化气能将固相中的含VFAs残留液气化后带出，使固相深度脱水并进一步减小其体积。6.根据权利要求5所述的一种污泥减...

【专利技术属性】
技术研发人员：李航，董立春，姚潇涵，谭芸妃，罗阳发，李卓栋，冷俊杰，樊松迪，
申请(专利权)人：重庆市三峡水务渝北排水有限责任公司，
类型：发明
国别省市：