[发明专利]强化去除厌氧消化污泥液相中磷的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护中的污水污泥处理技术领域，具体涉及一种强化去除厌氧消化污泥液相中磷的方法。

背景技术

厌氧消化虽然可以完成污泥的稳定化，但是由于污泥中的有机物质被溶解而使得液相中磷的含量很高。对活性污泥法的剩余活性污泥进行厌氧消化后，污泥上清液中总磷的浓度为300～1000mg/L，通常的处理方法都是将其回送到污水处理工艺中去进行再处理。将上清液回流到污水处理流程中去，就会增加磷的内循环负荷，在很大程度上增加了运行费用。因此，如果能在污泥处理单元同时实现磷的去除，将会降低污水处理的能耗。

传统的化学除磷方法有混凝剂沉淀法、改性粘土吸附法、晶析法等。上述各种方法或是靠金属阳离子与磷酸根发生反应生成沉淀去除，或者靠投加某种特殊物质发生反应生成新化合物分离去除，或者靠简单的物理吸附作用除磷，其作用原理都过于单一。因而，导致其处理受到各种外在条件的制约，达不到理想的处理效率。

目前膨润土主要作为粘结剂、吸水剂、吸附剂、催化剂、絮凝剂等广泛应用于冶金、机械、石油、化工和环保等各个领域。为了提高其附加值，使用前往往要对天然膨润土进行改性，改性的目的和效果将直接影响到实际应用效果。

针对上述问题，本发明以钙基膨润土为母体，制备了改性粘土，并将改性后的粘土与生石灰按一定比例混合，作为除去消化污泥液相中磷的混合药剂，该药剂可以极大地提高除磷效率。

发明内容

本发明的目的是为了降低厌氧消化污泥液相中磷的浓度，即降低厌氧消化污泥沉淀后上清液中磷的含量，减轻污水处理工艺磷的负担，同时克服现有方法的不足。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

1、制备改性膨润土

将一定量的钙基膨润土浸泡在浓度为2～10mol/L的浓硫酸中，浓硫酸的体积保证膨润土完全侵没即可，浸泡处理时间为6～24小时，然后将浸泡处理过的钙基膨润土在200～500℃下煅烧1～5小时，冷却后研磨为20目～100目的细颗粒，制得改性膨润土。

2、制备强化除磷药剂

将上述改性膨润土与生石灰按照质量比为2～10∶1的比例进行混合，制得强化除磷药剂。

3、强化除磷

向待处理的厌氧消化污泥中投加一定量的强化除磷药剂，均匀搅拌0.5～2小时，然后沉淀0.5～2小时，沉淀后进行泥水分离，上清液排入到污水处理厂进水中在污水处理工艺中进一步处理，排除上清液后的污泥进行离心分离等脱水处理后，可作为土壤改良剂等进行资源化利用。强化除磷药剂的投加量根据待处理消化污泥的含水率、磷浓度等污泥性质和实际情况来具体确定。

本发明的积极效果在于：

1、以产量丰富而廉价的钙基膨润土作为母体，经过浓硫酸预处理并煅烧后实现粘土改性。经浓硫酸预处理后，膨润土中以化合物形式存在的钙、镁、铁、铝等阳离子充分释放出来，从而使粘土形成有许多较大空洞的类似分子筛的骨架；经浓硫酸浸泡的钙基膨润土高温煅烧后，进一步除去粘土中的挥发性有机质等。浓硫酸与煅烧处理协同增强了粘土的比表面积，充分发挥了改性粘土对磷的吸附去除作用。

2、由于厌氧消化污泥液相中存在大量的氮、磷等营养元素，可以与改性膨润土中释放的钙、镁、铁、铝等阳离子发生絮凝、沉淀等化学作用；以生石灰作为除磷的辅助药剂，与预处理粘土联合使用，可以形成氢氧化物絮凝沉淀，增强了物理吸附除磷效果；同时，生石灰水解放热和氢氧化物絮凝沉淀也可以改善污泥沉降性能，有助于泥水分离。

3、吸附除磷和化学除磷等协同作用，使得厌氧消化污泥液相中总磷去除率提高30％～50％。同时，厌氧消化污泥的脱水性能得到改善，污泥的含水率平均降低约5％～10％。

具体实施方式

将100克钙基膨润土放入到耐酸容器中，加入5mol/L的浓硫酸，浓硫酸的量保证膨润土完全侵没即可，浸泡处理时间12小时，然后在300℃下煅烧2小时，冷却后研磨为均质的60目～80目细颗粒。将上述改性钙基膨润土和生石灰按照5∶1的质量比进行混合，制得强化除磷药剂。

按照每升消化污泥投加1克强化除磷药剂的投加比例，将上述方法制备的强化除磷药剂投加到厌氧消化污泥混合液中，然后均匀搅拌0.5小时，搅拌后静止沉淀1小时，沉淀后进行泥水分离，上清液排入到污水处理厂进水中在污水处理工艺中进一步处理，排除上清液后的污泥进行离心分离等脱水处理后，可作为土壤改良剂等进行资源化利用，实现污泥处理的减量化与资源化，同时避免二次污染。