[发明专利]一种城市生活污水污泥中磷元素高效利用的方法

说明书

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种城市生活污水污泥中磷元素高效利用的方法。该法包括以下步骤：在城市生活污水污泥中加入氧化钙，对加入氧化钙的城市生活污水污泥进行热解反应，得到污泥生物炭。本发明提供的一种城市生活污水污泥中磷元素高效利用的方法，有利于提高污泥生物炭中可利用的磷含量，有效提高磷元素的可利用率。

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种城市生活污水污泥中磷元素高效利用的方法。

背景技术

作为城市生活污水处理后的副产物，污泥的产量和体积与日俱增。污泥中含有的有毒有害物质和重金属，使得污泥的安全处置充满迫切需求和挑战。根据《中国环境统计年鉴》的数据，2014年，我国城镇生活污水的排放量达到12亿立方米，产生的脱水污泥(含水率78％)接近8000万吨。传统的污泥处置方法，如填埋、焚烧、直接土地利用和其他资源化利用，因污泥组分差异变化大、环境标准严格，已经无法满足当下的污泥处置要求。热解技术的出现，不仅可以高效地实现污泥“减量化、无害化、资源化”处理，而且实现了污泥中附加值产品的回收，如生物炭、油和合成气。

现有的城市生活污水处理工艺都具有除磷的功能，因而城市污水经处理后产生的污泥中富含磷。随着全球可利用磷矿资源的快速消耗，磷作为不可再生元素，因此，从富含磷元素的废物中回收磷具有重要的现实意义，而城市生活污水污泥就可作为一种磷元素的来源。

当前，回收城市生活污水污泥中的磷元素的方法，主要是利用酸浸提取焚烧后的污泥飞灰和地渣的方法。采用该方法，不仅酸的用量大、且提取磷元素的效率有限，而且污泥中原有的重金属限制了磷相物质的分离。此外，焚烧后的污泥产物中的磷元素绝大部分以磷酸盐的形式(如磷酸钙)存在，导致磷元素的可利用空间大大受限(如无法被植物直接吸收利用)，磷元素的可利用率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城市生活污水污泥中磷元素高效利用的方法，有利于提高污泥生物炭中可利用的磷含量，有效提高磷元素的可利用率。

本发明提供一种城市生活污水污泥中磷元素高效利用的方法，包括以下步骤：

在所述城市生活污水污泥中加入氧化钙；

热解：对加入所述氧化钙的所述城市生活污水污泥进行热解反应，得到含有羟基磷酸钙的污泥生物炭。

进一步地，羟基磷酸钙物相在所述污泥生物炭的总磷中占比为1-20％。

进一步地，在所述城市生活污水污泥中加入所述氧化钙的步骤中，所述氧化钙与所述城市生活污水污泥的质量比为1:2-1:9。

其中，所述氧化钙与所述城市生活污水污泥的质量比为1:2-1:9包括该质量比范围内的任意比值，例如所述氧化钙与所述城市生活污水污泥的质量比为1:2、3:7、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8或1:9。

进一步地，所述热解的步骤具体是，在惰性气流中，对加入所述氧化钙的所述城市生活污水污泥在温度为500-750℃的条件下反应0.5-1小时。

其中，在温度为500-750℃的条件下反应0.5-1小时包括该温度范围内的任一点值，例如在温度为500℃、530℃、550℃、600℃、620℃、650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、700℃、710℃、720℃、730℃、740℃或750℃的条件下反应0.5-1小时。

进一步地，所述城市生活污水污泥取自城市生活污水处理厂的脱水城市生活污水污泥，所述城市生活污水污泥的挥发分为40.82wt.％，所述城市生活污水污泥的灰分为52.64wt.％。

进一步地，在所述城市生活污水污泥中加入所述氧化钙后，所述氧化钙与所述城市生活污水污泥进行球磨混合，再进行所述热解的步骤。