[发明专利]一种热碱解-磷酸铵镁固定磷氮-脱出水利用的联合工艺处理剩余污泥的方法

说明书

本发明提供了一种热碱解‑磷酸铵镁固定磷氮‑脱出水利用的联合工艺处理剩余污泥的方法，属于污泥处理技术领域。本发明通过将剩余污泥进行浓缩处理提高含固率，然后与碱混合进行热碱解反应破胞，促进污泥中细胞的细胞壁破裂使胞内物质释放，溶出正磷酸盐、氨氮和有机物，正磷酸盐、氨氮和外加的镁盐反应生成磷酸铵镁沉淀，得到含MAP泥饼，能够用作缓释肥，实现污泥中的释放的氮和磷的资源化利用；热碱解混合物脱水产生的脱出水可由厌氧消化反应产生甲烷，并将产生的甲烷用于沼气蒸汽锅炉产出蒸汽，得到的蒸汽作为热碱解反应的热源；或脱出水可直接回流到污水处理的反硝化单元进行补碳。本发明的方法可实现剩余污泥的减量化、无害化和资源化。

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种热碱解-磷酸铵镁固定磷氮-脱出水利用的联合工艺处理剩余污泥的方法。

背景技术

随着我国经济发展和城镇化进程的加快，城市污水排放量日益增加，污水处理厂产生的剩余污泥量也越来越大。据统计，2020年剩余污泥量将达到5432万吨，这个数值在一段时间内估计还会持续增加，为此剩余污泥的减量化具有迫切要求。一般地，污泥处理与处置费用占污水处理厂总运行费用的50％以上，故剩余污泥量的资源化利用具有重要的现实意义。

目前国内外所采用污泥资源化技术主要有：污泥堆肥、消化制沼气、污泥燃料化、制成建筑材料等。申请公布号为CN 103693828 A的中国专利公开了碱解预处理—磷酸铵镁法回收磷氮—厌氧消化产甲烷的集成工艺处理剩余污泥的方法，利用碱解，获得磷酸铵镁粗品同时回收甲烷，但存在溶胞后氮、磷和有机物释放效率不高，以及反应速率慢等缺馅。申请公布号为CN 110117148A的中国专利公开了一种污水厂生化污泥的低温热碱消解方法，在低温条件下热解与碱解联合作用使污水厂污泥中的微生物细胞体破解从而降低污泥产量，但没有将溶胞后的氮、磷和有机物进一步的资源化利用。因此，亟需研发既能够充分破胞释放剩余污泥中的氮、磷和有机物，又能够将释放的氮、磷和有机物资源化利用的剩余污泥处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热碱解-磷酸铵镁固定磷氮-脱出水利用的联合工艺处理剩余污泥的方法，本发明提供的处理剩余污泥的方法既能够充分释放剩余污泥中的氮、磷和有机物，又能够将释放的氮、磷和有机物资源化利用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种热碱解-磷酸铵镁固定磷氮-脱出水利用的联合工艺处理剩余污泥的方法，包括以下步骤：

(1)将剩余污泥进行浓缩处理，得到浓缩污泥；

(2)将所述步骤(1)得到的浓缩污泥与碱混合，进行热碱解反应，得到热碱解混合物；

(3)将所述步骤(2)得到的热碱解混合物与镁盐混合，进行磷酸铵镁沉淀反应，得到含MAP混合物；

(4)将所述步骤(3)得到的含MAP混合物进行脱水，得到脱出水和含MAP泥饼；

(5)将所述步骤(4)得到的脱出水回流到污水处理的反硝化单元进行补碳；

或者，将所述步骤(4)得到的脱出水进行厌氧消化产甲烷，然后将得到的甲烷用于沼气蒸汽锅炉产出蒸汽，将所述蒸汽作为所述步骤(2)中热碱解反应的热源。

优选地，所述步骤(1)中的浓缩处理包括重力浓缩、气浮浓缩或离心浓缩。

优选地，所述步骤(1)中的浓缩污泥的含固率为2.0％～5.0％。

优选地，所述步骤(2)中碱包括氢氧化钠或氢氧化钙。

优选地，所述步骤(2)中热碱解反应的温度为70.0～90.0℃，热碱解反应的时间为30.0～90.0min。

优选地，所述步骤(2)中热碱解反应的初始pH值为10.0～11.0。