[发明专利]一种污泥有机/无机分离与资源化利用方法及系统

说明书

本发明提供了一种污泥有机/无机分离与资源化利用方法及系统，属于污泥处理相关技术领域。该方法包括如下步骤：将待处理污泥与强化分离剂混合获得混合污泥，其中强化分离剂采用有机固体废弃物；对混合污泥进行共热水解获得水解污泥；对水解污泥进行旋流分离，得到有机相污泥和无机相污泥，最后分别对有机相污泥和无机相污泥进行固液分离，得到有机相泥饼、无机相泥饼和滤液。本发明能够破坏污泥EPS交联结构，减少有机质与难溶态无机质间的粘聚力和结合强度，促进吸附/络合于深层EPS中的有机态与离子态无机元素的释放，进而实现对污泥中有机/无机产物的精细分离。

技术领域

本发明属于污泥处理相关技术领域，更具体地，涉及一种污泥有机/无机分离与资源化利用方法及系统。

背景技术

我国污泥产量巨大、污染严重，相关处理处置需求十分迫切。污泥是污水处理过程中产生的固体废弃物，主要由无机颗粒、有机残片以及各类病原微生物组成，其复杂的有机无机组分是制约其后续利用的重要原因。因此，若能够将污泥各组分进行分离，则能够极大降低其处理处置难度，提升其资源化利用的潜力。实现污泥有机无机分离，需要首先明确其组分特点。污泥中的有机质为各类病原微生物，它们被包裹在以多糖、蛋白质、腐殖酸等为主要成分的胞外聚合物(EPS)中，形成菌胶团结构。污泥中的无机质一部分为SiO₂与难溶态硅铝酸盐为主的泥砂，可作建筑原料；另一部分为以水溶态、有机态与酸溶态形式存在的无机元素，往往承担一定的生理功能，其中如Na、K、Ca、Mg与铵盐等无机盐具有一定的回收利用价值。需要说明的是，由于污泥的生物特性，各类无机质往往与EPS紧密结合、呈现出高度交联的结构，使得有机无机分离难度陡增。

针对以上问题，CN2018112560394公开了基于碳基骨架辅助热水解的污泥衍生燃料制备方法及产品，其提出了投加碳基骨架(如褐煤、木屑、虾蟹壳)等物质辅助污泥热水解提升其脱水性能，在脱水时可实现碱金属的脱除，但以硅铝酸盐为主的难溶态无机质仍保留在污泥中，并未分离完全。CN2020104505674公开了一种基于污泥热水解分相消化的能量回收与制肥工艺，其采用热水解+旋流分离的方法分离有机无机质，滤液泥饼用于厌氧消化，导致滤液中无机组分完全未得到回收利用、泥饼中有机组分利用不彻底。由此可见，如何实现污泥中各分离组分完全分离与最大程度资源化利用仍待进一步研究。在技术实现的过程中，如何通过流程优化降低成本、实现产物利用价值最大化也是需要考虑的重要问题。CN2020101846431公开了一种基于水热技术的生物质分质利用系统和方法，其通过污泥单独水热+旋流分离的方法实现污泥有机无机分离，无机相用作建材，但由于污泥仅进行单独水热，分离出的无机相除硅铝酸盐外还包含大量酸溶态无机组分，会降低建材原料的品质。CN2019112684071公开了污泥有机/无机成分分离方法，该方法通过酸液溶出污泥中化学药剂产生的沉淀物以方便后续有机质与无机矿物分离，但对分离后的泥和滤液又加碱进行中和，并不断返混循环这一过程，造成了酸、碱的极大浪费，提升了处理成本。CN2020109468402公开了一种污泥资源分质分相梯级回收利用的方法，该方法采用污泥加碱热水解进行固液分离，但在后续回收固相中无机质时又加入大量的酸，同样存在浪费与高成本的问题。因此对技术路线进行综合考虑与优化，在最低成本下实现污泥组分分离与高值利用仍需要探索。综合上述对比文献，当前的申请或授权专利主要存在以下问题：(1)污泥有机质与无机组分的高效、彻底分离较难。(2)污泥各组分回收程度较低，分离产物品质较差。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供了一种污泥有机/无机分离与资源化利用方法及系统，旨在解决现有的污泥有机质与无机组分分离困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种污泥有机/无机分离与资源化利用方法，该方法包括如下步骤：

S1将待处理污泥与强化分离剂混合获得混合污泥，其中所述强化分离剂采用有机固体废弃物；

S2对所述混合污泥进行共热水解获得水解污泥；