[发明专利]生物电化学污泥厌氧消化产甲烷、蓝铁矿及回收硫的工艺

说明书

本发明公开了生物电化学污泥厌氧消化产甲烷、蓝铁矿及回收硫的工艺，属于污泥厌氧处理领域。它包括生物电化学消化反应器、壹号EGSB反应器、贰号EGSB反应器、混凝斜板沉淀池和磁旋流器，所述生物电化学消化反应器的两端分别与磁旋流器和壹号EGSB反应器相连通，所述壹号EGSB反应器的一端连通有调节池，所述调节池的一端与贰号EGSB反应器相连通，所述贰号EGSB反应器的一端连通有V型回收槽。本发明集污泥厌氧消化产蓝铁矿、硫酸盐还原、硫自养反硝化、厌氧氨氧化技术处理剩余污泥以及消化污泥的上清液，并回收蓝铁矿和生物硫；污泥厌氧消化产甲烷并生成蓝铁矿，自养反硝化反应和厌氧氨氧化耦合反应同时去除氮硫。

技术领域

本发明涉及生物电化学污泥厌氧消化产甲烷、蓝铁矿及回收硫的工艺，属于污泥厌氧处理领域。

背景技术

近年来，随着能源与资源可持续发展要求的日益提高，可持续污水处理理念也从原先的以“污染物去除”为主转变为以“能源、资源回收”为主。与过去仅作为废水的末端治理设施相比，污水处理厂更应作为将能源厂、再生水厂和肥料厂集于一身的加工厂。近年来一些新技术以及新方法的不断涌现也为上述目标的实现提供了新的契机。目前，污水处理厂主要的能源回收方式是通过污泥厌氧消化产沼气，再利用沼气发电供污水厂使用。

含有污水中 90%磷的剩余污泥在厌氧消化过程中因磷和铁的存在以及生物电化学消化反应器环境下特种微生物的作用会形成蓝铁矿（Fe3(PO4)2·8H2O）沉淀，具有比用作肥料更加广泛的磷回收利用价值。厌氧消化运行pH和挥发性脂肪酸（VFAs）是重要的两个因素，如果通过去除有机物产生的二氧化碳和氢气没有充分转化为甲烷，则会影响产甲烷菌的活性；若挥发性脂肪酸在生物电化学消化反应器中积累，则pH值降低，则会影响厌氧消化效率。发明专利CN 102701557B《一种城市污泥厌氧发酵产沼气的快速启动方法》采用每日投加物料的方法来减少挥发性脂肪酸的积累，但此方法带来运行管理上的不便。

厌氧消化中氨氮随消化反应过程中蛋白质和氨基酸的降解逐步释放，是一个缓慢增加的过程，同时会释放硫酸盐。所以上清液中为高氨氮含硫酸盐的有机废水，如不加以有效治理，将会危害环境及人体健康。传统的氨氮和硫酸盐生物处理工艺是将其分化到不同的单元中单独处理，从而实现脱氮除硫，具有工艺复杂和运行成本高等弊端。

硫的回收现多通过生物法来实现，污水中的硫酸盐在硫酸盐还原细菌（SRB）和硫氧化细菌（SOB）共同作用下将硫酸盐转化为元素硫。如今更多采用的是硫自养/异养反硝化，该反应在除硫的同时可以脱氮，更具有应用前景，且可以回收反应过程产生的生物硫。但是采用硫自养/异养反硝化协同脱氮仅能去除污水中的硝态氮，无法去除污水中的氨氮。

针对以上问题，需要对现有工艺进行改进，在高效污泥减量的同时回收蓝铁矿、甲烷和生物硫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供生物电化学污泥厌氧消化产甲烷、蓝铁矿及回收硫的工艺，它集污泥厌氧消化产蓝铁矿、硫酸盐还原、硫自养反硝化、厌氧氨氧化技术处理剩余污泥以及消化污泥的上清液，并回收蓝铁矿和生物硫；污泥厌氧消化产甲烷并生成蓝铁矿，自养反硝化反应和厌氧氨氧化耦合反应同时去除氮硫。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

生物电化学污泥厌氧消化产甲烷、蓝铁矿及回收硫的工艺，包括生物电化学消化反应器、壹号EGSB反应器、贰号EGSB反应器、混凝斜板沉淀池和磁旋流器，所述生物电化学消化反应器的两端分别与磁旋流器和壹号EGSB反应器相连通，所述壹号EGSB反应器的一端连通有调节池，所述调节池的一端与贰号EGSB反应器相连通，所述贰号EGSB反应器的一端连通有V型回收槽。