【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护和资源回收，具体属于污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的系统及方法。
技术介绍
1、随着全球人口的增长和城市化进程的加速，城市餐厨垃圾和污水处理产生的污泥量日益增加，如何处理这些废弃物成为了全球性的环境保护课题。餐厨垃圾和污泥不仅量大，而且含有高水分、高有机物和可能的病原体，不当处理会对环境造成严重污染。传统的处理方法如填埋、焚烧和堆肥等，往往存在处理效率低、资源回收率低、二次污染严重等问题。因此，开发一种能够将餐厨垃圾和污泥转化为有价值产品的新技术具有重要意义。
2、目前，餐厨垃圾的处理技术主要包括物理法、化学法和生物法。物理法主要是通过破碎、分选等物理手段进行预处理，但这种方法无法有效减少垃圾量。化学法涉及使用化学试剂，但运行成本高，且可能产生有害的副产品。生物法则是通过微生物作用将有机废物分解，如厌氧消化技术，这种技术能在一定程度上实现资源的能源化利用，但仍面临甲烷产量低、投资和运行费用高等问题。
3、污泥处理方面，常见的方法有厌氧消化、好氧消化、堆肥等，这些方法可以在一定程度上减少污泥量，并回收部分资源，但仍然存在处理时间长、资源化利用率低、氨氮去除不彻底等问题。特别是在污泥处理过程中，氨气作为一种有味气体，不仅对环境造成污染，还是一种资源的浪费。
4、碳酸氢铵作为一种重要的氮肥，广泛应用于农业生产。目前，碳酸氢铵的生产主要依赖于化石燃料，通过哈柏法从天然气中提取氮气，再与二氧化碳反应生成碳酸氢铵。这一过程不仅消耗了大量的非可再生资源，还产生了显著的碳排放
5、面对日益严峻的环境压力和资源短缺问题，将餐厨垃圾和市政污泥转变为有价值的资源成为迫切需求。尤其是将这些废弃物转化为肥料，不仅解决了废弃物处理难题，还能促进农业可持续发展，形成闭环经济模式。碳酸氢铵作为一种常用的氮肥，市场需求稳定，其制备过程如果能有效结合餐厨垃圾和污泥的处理，将极大提升资源的综合利用率。
6、尽管已有若干尝试将餐厨垃圾或污泥单独用于生产肥料，如通过堆肥化、厌氧消化后土地利用等，但在联合处理方面存在以下局限性：技术兼容性问题：现有的处理流程往往针对单一废物类型设计，难以高效集成餐厨垃圾和污泥的处理；资源转化效率低：联合处理过程中，由于物料特性的差异，可能导致处理效率不高，资源转化率低；二次污染风险：不当的处理方式可能产生新的污染物，如恶臭气体、渗滤液等，对环境造成二次污染；经济性考量：高昂的处理成本和复杂的技术要求，使得一些先进的处理技术难以大规模推广。
7、申请号为201910578302 .x的专利技术专利公开了一种餐厨垃圾厌氧发酵沼液中碳氮资源同步回收系统和方法，该方法包括以下步骤：(1)将餐厨垃圾厌氧发酵沼液调节至ph＝9～10；(2)在n2气氛中进行搅拌，并逐滴加入mg2+溶液和al3+溶液；(3)沉淀出现后，将悬浮液进行水热处理，反应结束后，将沉淀物洗涤并收集，获得碳资源产品；(4)过程中产生的出气携带nh3，将其与co2反应，形成nh4hco3产品并结晶析出，获得氮资源产品。该专利技术单纯的公开了餐厨垃圾厌氧发酵的沼液制备nh4hco3产品的方法，并没有具体公开本申请中参与垃圾、餐厨垃圾与污泥联合厌氧发酵制备nh4hco3产品的方法，而且该专利技术中公开的方法关于nh3的回收效率低。
8、申请号为202110383541 .7的专利技术专利公开了一种厨余垃圾制备有机酸/有机酸盐的系统及方法，具体是在厨余垃圾预处理后进行厌氧产酸，过程中加入碱性物质调节ph(ph＞8.0)，得到高含有机酸/有机酸盐的发酵液(有机酸/有机酸盐的质量浓度＞5％)；所述发酵液再进行蒸汽蒸发以去除氨氮，最终得到脱磷除氮的有机酸/有机酸盐。该方法无法合理利用发酵液中的氨氮，所以还需要额外对其进行无公害处理。
9、申请号为202210453683.0的专利技术专利申请公开了一种回收餐厨垃圾氨氮并制备污水处理碳源的方法，该方法包括餐厨垃圾破碎分选系统、螺旋挤压系统、除砂除杂系统、热水解系统、提油系统、固液分离系统、混凝沉淀、脱氨九个系统。该方法可以最大程度的回收餐厨垃圾的油脂和nh3，降低餐厨垃圾中盐分，提高餐厨垃圾制成有机碳源的品质，最大程度实现了资源的回收利用，提高了餐厨垃圾回收产物利用的价值。该方法虽提及到生产过程中脱出后的nh3通过回收可以制氨水或碳酸氢铵，但是该方法未公开如何将碳酸氢铵生产系统与餐厨垃圾的处理系统联动生产。
10、因此，开发一种既能高效处理餐厨垃圾和污泥，又能经济、环保地转化为高附加值产品的系统和方法显得尤为重要。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术公开了一种既能高效处理餐厨垃圾和污泥，又能经济、环保地转化为高附加值产品的系统和方法，实现废弃物的高效协同处理，优化资源配置，提高资源转化效率，同时降低处理成本，减少环境污染，符合循环经济的发展趋势。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的系统及方法。
3、所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，包括：
4、s1、在回收餐厨垃圾时，按照来源进行分类，将在小区中回收的食物残渣分为厨余垃圾，将在餐饮店中回收的食物残渣分为餐饮垃圾；
5、s2、将厨余垃圾、餐饮垃圾和污泥分别进行预处理；
6、s3、将步骤s2中预处理后的厨余垃圾、餐饮垃圾和污泥按照一定的质量比流入混合系统中，混合均匀后进入厌氧消化系统中进行厌氧消化，厌氧消化后经过离心脱水，得到含有氨氮的沼液；
7、s4、步骤s3中的沼液依次经过除杂单元和热传递单元，进入汽提解析塔，在汽提解析塔中经过厌氧氨氧化产生氨蒸汽，沼液输送至汽提脱氨塔中进行进一步的厌氧氨氧化产生氨蒸汽，汽提脱氨塔中产生的氨蒸汽由汽提脱氨塔顶部的氨蒸汽回收装置回收并送入汽提解析塔中，与汽提解析塔中产生的氨蒸汽一起由汽提解析塔顶部的氨蒸汽回收装置回收并送入冷凝器中；
8、s5、所述的冷凝器中的氨蒸汽经冷凝后，由经气液分离罐将液体输送至汽提脱氨塔中，氨气由设置在氨浓缩塔与气液分离罐之间的真空泵输送至氨浓缩塔中进行浓缩提纯；
9、s6、步骤s5中浓缩后的氨气输送至碳化塔中，同时向碳化塔中输送碳源，氨气与碳源在水相中进行中和反应生成碳酸氢铵；
10、s7、步骤s6中的混合溶液输送至晶浆罐中，在低温的环境下使混合溶液中的碳酸氢铵进行结晶；
11、s8、将步骤s7中晶浆罐中的结晶后的固液混合物输送至离心机进行物理分离，得到的液体输送至气液分离罐中，得到的固体即为碳酸氢铵。
12、步骤s2中，厨余垃圾的预处理，包括将厨余垃圾依次经过破碎筛分处理、磁选处理、挤压脱水处理和除砂除杂处理。
13、通过破碎筛分处理以除去大粒径织物，通过磁选处理除去磁性金属物质，通过挤压脱水处理除去固渣，通过除砂除杂除去砂、石等惰性物质。
14、步骤s2中，餐饮垃圾的预处理包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，步骤S2中，厨余垃圾的预处理，包括将厨余垃圾依次经过破碎筛分处理、磁选处理、挤压脱水处理和除砂除杂处理；餐饮垃圾的预处理包括将餐饮垃圾依次经过除砂除杂处理、热水解处理和除油处理；污泥的预处理包括将污泥依次经过除砂除杂除处理和浆化处理；预处理后的厨余垃圾中的含水率为80~90%，VSS含量为82~95%；预处理后的餐饮垃圾中的含水率为85~95%，VSS含量为90~98%；预处理后的污泥中的含水率为85~95%，VSS含量为25~35%。
3.根据权利要求1所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，步骤S3中，所述的厨余垃圾、餐饮垃圾和污泥的质量比为1：6.5~7.5：13~14；所述的沼液中氨氮浓度为800~1000 mg/L。
4.根据权利要求1所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，步骤S4中，所述的除杂单元为设置有气浮装置的
5.根据权利要求1所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，步骤S4中，汽提解析塔中的参数为：压力为-0.05～-0.08 MPa，为温度为70~80 ℃，水蒸汽耗量为70~100 kg/t；汽提脱氨塔中的参数为：压力为-0.03～-0.06 MPa，为温度为60~70 ℃，水蒸汽耗量为50~90 kg/t；汽提脱氨塔中经过厌氧氨氧化后的溶液在汽提脱氨塔出料端的进行在线氨氮浓度检测，当溶液中的氨氮浓度高于60 mg/L时，汽提脱氨塔中经过厌氧氨氧化后的溶液输送至热传递单元；当溶液中的氨氮浓度不超过60 mg/L时，汽提脱氨塔中经过厌氧氨氧化后的溶液输送至深冷器后进行污水处理。
6.根据权利要求1所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，步骤S5中，所述的碳源包括碳酸溶液或二氧化碳；所述的浓缩处理的压力为-0.03～-0.06 MPa，为温度为20~30 ℃，水蒸汽耗量为50~70 kg/t。
7.根据权利要求1所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，步骤S6中，所述的中和反应，具体过程包括：浓缩后的氨气进入碳化塔，同时，向碳化塔中通入碳酸溶液或二氧化碳和水，于30~40 ℃的温度条件下完成中和反应。
8.根据权利要求1所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，步骤S7中，所述的低温的温度为15~20 ℃。
9.根据权利要求1～8任一项所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，所述方法使用的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的系统，包括混合系统，与混合系统进料端相连的餐厨垃圾处理系统，与混合系统进料端相连的污泥处理系统，与混合系统出料端相连的厌氧消化系统，与厌氧消化系统的气体出料端相连的沼气处理系统，与厌氧消化系统的物料出料口相连的沼液储罐，与沼液储罐液相出料端相连的氨回收系统，与氨回收系统相连的深冷器；
10.根据权利要求9所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，在热传递单元和汽提解析塔之间增设除硬塔，所述除硬塔底部设置有蒸汽加热器；
...【技术特征摘要】
1.一种污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，步骤s2中，厨余垃圾的预处理，包括将厨余垃圾依次经过破碎筛分处理、磁选处理、挤压脱水处理和除砂除杂处理；餐饮垃圾的预处理包括将餐饮垃圾依次经过除砂除杂处理、热水解处理和除油处理；污泥的预处理包括将污泥依次经过除砂除杂除处理和浆化处理；预处理后的厨余垃圾中的含水率为80~90%，vss含量为82~95%；预处理后的餐饮垃圾中的含水率为85~95%，vss含量为90~98%；预处理后的污泥中的含水率为85~95%，vss含量为25~35%。
3.根据权利要求1所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，步骤s3中，所述的厨余垃圾、餐饮垃圾和污泥的质量比为1：6.5~7.5：13~14；所述的沼液中氨氮浓度为800~1000 mg/l。
4.根据权利要求1所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，步骤s4中，所述的除杂单元为设置有气浮装置的混凝沉淀池，所述的热传递单元为换热器；在热传递单元对沼液进行加热，并调节沼液的ph值；所述加热温度为75~85 ℃，所述沼液的ph值为9~10。
5.根据权利要求1所述的污泥-餐厨联合厌氧消化尾水提氨制备碳酸氢铵的方法，其特征在于，步骤s4中，汽提解析塔中的参数为：压力为-0.05～-0.08 mpa，为温度为70~80 ℃，水蒸汽耗量为70~100 kg/t；汽提脱氨塔中的参数为：压力为-0.03～-0.06 mpa，为温度为60~70 ℃，水蒸汽耗量为50~90 kg/t；汽提脱氨塔中经过厌氧氨氧化后的溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：李霁，王殿常，何文战，曹仲，张清，张勇，张俊，白玉良，孙全，周小国，曾招财，陈文然，叶剑锋，郭林松，张军发，王充，汪雨恬，
申请(专利权)人：长江生态环保集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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