同步实现污泥中碳氮磷资源化方法与流程

1.本发明涉及污泥资源化技术领域，具体涉及一种同步实现污泥中碳氮磷资源化方法。


背景技术：

2.我国2018年城市污水处理干污泥产量约为1175.9万吨/年。从污水里转入污泥中的cod(化学需氧量)比例大概是30％～50％，转入污泥中的氮约为20％～30％，磷约为90％，如能够合理化利用，则是非常宝贵的资源。我国当前城镇污泥处置方式以焚烧利用和卫生填埋为主，并未实现污泥的资源化利用。2020年7月，国家发展改革委、住房城乡建设部研究制定了《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》，要求加快推进污泥无害化处置和资源化利用。
3.专利cn110436722a公开了一种回收碳源的污泥资源化处理系统及方法。污泥中氮以有机氮为主，而该方法未对水解酸化后的污泥进行除氮除磷，较高浓度的氮磷将随碳源进入污水处理系统，增加污水生化系统的氮、磷负荷。专利cn107285583a公开了一种基于碳源回用的污泥处理工艺。该方法将二沉池污泥浓缩后90℃热碱破解，常温水解酸化，投加二溴乙烷磺酸钠和cao2抑制产甲烷菌的活性，但该方法对水解酸化液中氨氮浓度的降低作用有限。专利cn105174463b公开了基于污泥碳源和氮磷回收利用的污水处理系统及方法，通过强化水解酸化使剩余污泥转化为溶解态易降解碳源物质(如vfas)，再将富集营养物的上层清液进行化学沉淀氮磷，该除磷除氮方法会大幅降低溶液中易降解碳源物质的浓度。


技术实现要素：

4.针对以上不足之处，本发明的目的在于提供一种同步实现污泥中碳氮磷资源化方法，该方法可以高效、经济地获得低氮磷的有机碳源，回收的沉淀污泥可资源化为氮磷肥。
5.为达到上述目的，本发明同步实现污泥中碳氮磷资源化方法，所述的方法至少包括以下步骤：
6.s1污泥浓缩：将污泥通过旋流分离器或重力沉降，进行第一次固液分离，上清液进入污水处理系统，浓缩污泥进入污泥调理池；
7.s2污泥破解：将污泥调理池中的浓缩污泥与药剂反应，污泥ph调节至9～11，搅拌1～8h；
8.s3水解酸化破解污泥：将破解的污泥泵入水解酸化装置，水解酸化装置配有镁盐加药装置和磷酸盐加药装置，依次加入镁盐、磷酸盐，发酵温度为30℃～40℃，do≤0.5mg/l，氧化还原电位为-100mv～ 100mv，停留时间2～10d；
9.s4固废分离：基于水解酸化液组分的重力差异，利用机械离心或者重力沉降将其固液分离，分离后的液体可作为碳源回用至污水处理厂，回收的沉淀污泥可资源化为氮磷肥。
10.进一步地，所述的步骤s1中，浓缩污泥含水率为92％～99％。
11.进一步地，所述的步骤s2中，所述药剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙或氢氧化钙中的一种或多种。
12.进一步地，所述的步骤s3中，所述镁盐为氧化镁、氢氧化镁、轻烧白云石、氯化镁、氧化钙或硫酸镁的一种或多种。
13.进一步地，所述的步骤s3中，所述磷酸盐为磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钠或磷酸氢二钾的一种或多种。
14.进一步地，所述的步骤s3中，所述的镁盐投加浓度为0.5～3.5mol/kg干污泥。
15.进一步地，所述的步骤s3中，污泥中投加的镁和磷的摩尔比为1.0～1.6:1。
16.本发明采用物化技术破解污泥，破解液水解酸化后，辅以化学技术降低水解酸化液中氮、磷浓度，获得的水解酸化液作为碳源可以回用至污水处理系统，回收的沉淀污泥可资源化为氮磷肥，操作简单，经济高效，降低污水厂运营成本，同步实现污泥中碳氮磷资源化。
附图说明
17.图1为本发明同步实现污泥中碳氮磷资源化方法工艺流程图。
具体实施方式
18.下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。
19.实施例1
20.本实施例中同步实现污泥中碳氮磷资源化方法，包括以下步骤：
21.s1污泥浓缩：将二沉池污泥通过重力浓缩进行固液分离，上清液进入污水处理系统，浓缩污泥从底部进入污泥调理池，污泥含水率约为98.3％；
22.s2污泥破解：将污泥调理池中的浓缩污泥与氢氧化钠反应，污泥ph调节至11，搅拌2h；
23.s3水解酸化破解污泥：将破解的污泥泵入水解酸化装置，依次加入氧化镁、磷酸钠，氧化镁加入量为30mg/g干污泥，磷酸钠分别在第2d、第4d和第6d分三次等量加入，磷酸钠总投加量为100mg/g干污泥；发酵温度为32℃，do≤0.5mg/l，氧化还原电位为-100mv～ 100mv，停留时间7d；
24.s4固废分离：将水解酸化液利用重力沉降将其固液分离，分离后的液体scod为5105mg/l，po
43-p浓度为24.9mg/l，nh
4-n浓度为40.6mg/l。分离的沉底污泥脱水后，与粉碎的河道水生植物秸秆、腐熟料拌匀后进行好氧发酵。
25.实施例2
26.本实施例中同步实现污泥中碳氮磷资源化方法，包括以下步骤：
27.s1污泥浓缩：将二沉池污泥通过重力浓缩进行固液分离，上清液进入污水处理系统，浓缩污泥从底部进入污泥调理池，污泥含水率约为98.3％；
28.s2污泥破解：将污泥调理池中的浓缩污泥与氢氧化钠反应，污泥ph调节至11，搅拌2h；
29.s3水解酸化破解污泥：将破解的污泥泵入水解酸化装置，依次加入氧化镁、磷酸钠，氧化镁加入量为40mg/g干污泥，磷酸钠分别在第2d、第4d和第6d分三次等量加入，磷酸
钠总投加量为125mg/g干污泥；发酵温度为35℃，do≤0.5mg/l，氧化还原电位为-100mv～ 100mv，停留时间7d；
30.s4固废分离：将水解酸化液利用重力沉降将其固液分离，分离后的液体scod为6860mg/l，po
43-p浓度为6.5mg/l，nh
4-n浓度为55.4mg/l。分离的沉底污泥中，氮约为污泥干重的10.6％，磷约为污泥干重的8.8％，污泥脱水干化后直接用作氮磷肥。
31.实施例3
32.本实施例中同步实现污泥中碳氮磷资源化方法，包括以下步骤：
33.s1污泥浓缩：将二沉池污泥通过重力浓缩进行固液分离，上清液进入污水处理系统，浓缩污泥从底部进入污泥调理池，污泥含水率约为98.3％；
34.s2污泥破解：将污泥调理池中的浓缩污泥与氢氧化钠反应，污泥ph调节至11，搅拌2h；
35.s3水解酸化破解污泥：将破解的污泥泵入水解酸化装置，依次加入轻烧白云石、氯化镁、磷酸钠，轻烧白云石加入量为50mg/g干污泥，氯化镁加入量为40mg/g干污泥，磷酸钠分别在第2d、第4d和第6d分三次等量加入，磷酸钠总投加量为100mg/g干污泥；发酵温度为32℃，do≤0.5mg/l，氧化还原电位为-100mv～ 100mv，停留时间7d；
36.s4固废分离：将水解酸化液利用重力沉降将其固液分离，分离后的液体scod为5265mg/l，po
43-p浓度为18.3mg/l，nh
4-n浓度为35.4mg/l。分离的沉底污泥脱水后，与粉碎的玉米秸秆、腐熟料拌匀后进行好氧发酵。