CN102076617A

CN102076617A - 厌氧消化污泥的脱水方法

Info

Publication number: CN102076617A
Application number: CN2009801242005A
Authority: CN
Inventors: A·阿道夫森; J·卡斯滕松; A·斯文松
Original assignee: Mercatus Engineering AB
Current assignee: Mercatus Engineering AB
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2011-05-25
Also published as: WO2009157868A1; EP2297052A4; SE0801525L; EP2297052A1; SE532532C2

Abstract

提供了一种处理沼气生产装置中的污泥的方法，所述污泥至少含有部分悬浮生物质。所述方法包括提升污泥温度的步骤；通过一个或多个超滤和/或微滤单元过滤污泥，从而得到截留液和透过液，所述截留液含有基本全部的所述悬浮生物质，而所述透过液基本上不含悬浮生物质。

Description

厌氧消化污泥的脱水方法

技术领域

本发明一般涉及污泥处理领域，如完全或部分生物污泥的处理。更具体的，本发明涉及一种污泥如完全或部分生物污泥的处理方法。

背景技术

污泥是一种从例如用于制备沼气的沼气池中得到的副产物，主要由不易消化的生物质组成。在消化过程中，易消化的碳转化成可用作生物能的甲烷气体，并降低了进入物料的体积。

从污泥中分离、纯化及回收利用水的原因可有很多，这依赖于在消化之后如何处理污泥，得到水的过程，以及运输和储存的费用等。在某些过程中，水从污泥中分离出来，以便在消化过程中再循环。这种再循环的水叫做补充水(make-up water)。对污泥进行脱水的其他原因可能是为了获得较高浓度的污泥，从而具有较高的营养价值，以便提高储存、运输和散布的经济性。脱水得到的水需要净化到足够的程度，才能够将其排放到接收器/污水系统(sewage system)中。

本领域众所周知，在消化之前水解污泥会增加甲烷的产量，这是由于难以分解的有机分子和分子复合物被降解为了更小从而更容易被例如细菌分解的小分子。污泥能够在加入强酸降低pH值、加热污泥或酸处理与加热共同作用下进行水解。消化后的生物污泥含有悬浮物、溶解的磷和氮、以及有机碳化合物。传统的在带式压滤机(screen band presses)或离心机中污泥的脱水方法得到悬浮物含量非常高的水，特别是如果污泥在消化之前已经被热水解的话。甚至添加大量作为助滤剂的聚合物也只能使水的质量略有改善。加入聚合物与三价铁或聚合物与石灰的组合，或聚合物、三价铁和石灰的组合能够改善水的质量，但是其价格昂贵而且会大大增加污泥的量，因此是不适宜的。

在使用再循环补充水的过程中，重要的是补充水是足够纯净的，以防止不易消化成分的累积。以目前的技术水平，一个共同的问题是，如果水不够纯净，相比于可应用生物质的量而言，再循环的不易消化的成分将占据越来越多的空间，从而降低这一过程的有效性和有利性。

特别是悬浮形式的污染物在生物净化中会导致问题，因为含有有机碳的微粒通过传统的技术往往不能被分开，从而会导致处理后的出水中的碳需氧量(carbon oxygen demand，COD)大大增加。另外，补充水的回流可能会导致其他物质的累积，如氯和氨，如果其存在的浓度过高可能会干扰消化过程。

在另一同样可能的过程中，水从污泥中分离出来，继而排放到接收器/污水系统中，而不循环使用。

传统的技术，例如上面提到的，分离出来再循环使用或排放到污水处理系统的水会被严重地污染并需要后续的净化。

使用传统技术净化这种方式也可能导致问题，因为，在特殊情况下，传统技术不足以避免消化过程提取的水在回收利用过程中，不易消化物质的再循环以及累积。

通过传统的脱水方法分离得到的消化污泥也会有致病细菌和病毒。这些病原体，例如当把污泥作为肥料时，可能会导致生命体生病或损伤。在一些情况下，在消化之前对污泥进行无害化(hygienizing)处理，但常规方法可能不足以完全去除所有的病原体。在消化过程中(通常在约40至60℃的温度进行)，这些病原体可能会繁殖。无论从投资还是操作的角度来看，根据本领域进行加热无害化处理都是昂贵的。

WO03/099728描述了一种在高温下对化学污泥，例如含有氢氧化铁或氢氧化铝的污泥，进行超滤或微滤的处理方法。然而，该文献只考虑通过初始酸化污泥回收污泥中的铁或铝，而没有考虑提高生物污泥中沼气的产量。事实上，由于低pH值阻碍了消化过程，初始酸化使得这种方法不适合消化污泥。

因此，改进沼气池中污泥的处理方法，特别是一种涉及在生产沼气的过程中水的回收和/或排放到收集器/污水处理系统的污泥脱水方法，其改善了污泥的性质，改善了水解作用，以及更加有效和更加便宜的对污泥进行无害化处理。

发明内容

因此，本发明设法更好的缓解、减轻或消除一个或多个上述现有技术的缺点和单一的或任意组合的不足，并通过提供一种污泥处理方法解决至少上述问题，其包括提升污泥的温度；使用一个或多个超滤(UF)和/或微滤(MF)单元对污泥进行过滤，从而获得截留液(concentrate)和透过液(permeate)，所述截留液含有基本全部的所述悬浮生物质，所述透过液基本上不含悬浮生物质。

本发明的优点在从属权利要求中进行描述。

附图说明

在这些或其他方面，本发明所具有的特点和优势是明显的，并且通过接下来参考附图，对本发明的实施方式的描述进行阐述，其中，

图1是根据本发明一种实施方式的工艺示意图；

图2是根据本发明另外一种实施方式的工艺示意图；

图3是根据本发明再另外一种实施方式的工艺示意图；以及

图4是根据本发明再另外一种实施方式的部分工艺示意图；

图5是根据本发明又一种实施方式的工艺示意图。

图6是根据本发明再又一种实施方式的工艺示意图。

具体实施方式

下面着重介绍本发明处理污泥的一种实施方式，特别是通过超滤(UF)和/或微滤(MF)进行污泥脱水的污泥处理方法。任何只有UF单元的组合、任何只有微滤单元的组合或者任何超滤单元结合微滤单元的组合都可用于本发明范围内。然而，优选单独使用超滤。超滤单元可串联和/或并联设置。

通常情况下，比如根据现有技术的方法，超滤的工作温度远低于100℃，如从20到50℃。在此温度范围内，污泥是粘性的，其中的细胞、蛋白质、脂肪等大分子的含量导致流量低和污染风险高。这意味着，这一过程必须在低压力下运行，需要经常清洗设备以及频繁地更换膜来避免出现问题。传统的超滤技术还需要打开通道使其起作用，这也使得这一过程效率低。根据本发明的超滤在高温度下运行，从而使得污泥的粘度低并具有良好的过滤性能，即使在进入的污泥中生物质浓度高也能实现流量高和污染风险低。高温使得细胞壁破裂、蛋白质凝固以及大分子分解。

在超滤步骤或根据本发明实施方式的步骤中形成的热量也可能会与进入的污泥进行有益的热交换。即使考虑到在很多情况下超滤本身是一个需要能量的过程，用超滤技术也可以节省大量的能量。所加入的大约80至90％的电能可被回收。加入的热能部分有助于增加流动和干物质(DS)的含量，以及部分用于消毒和蛋白质的凝固。在本发明的实施方式中，用于超滤的污泥的温度可以在100至250℃之间，优选在100至200℃之间，例如在120至170℃之间。

高温过滤污泥的方法使浓缩高容量和高纯度的污泥成为可能，并且没有引起阻塞以及高成本的维护和清洁问题，因此，相比现有技术也具有优势。在高温下，它也可以使用较小的通道，从而在设备中获得比传统的超滤技术更高的效率。

归功于由高温带来的特性，能够获得高的干物质含量。截留液中的干物质含量与最先进技术得到的含量是一致的，但是却没有添加混凝剂助剂。

污泥的超滤或微滤分离了全部的悬浮物，这不同于在废弃的水中含有大量的悬浮物的最先进技术。此外，超滤分离了较大的有机分子。

全部悬浮物的分离使得水中可能含有大量的有机碳，如果随后需要对分离得到的水相进行纯化的话，这反过来给处理降低了成本以及简化了纯化过程。

此外，在水进行再循环的情况下，不会有不易消化的悬浮物再进入沼气池。这可能会得到更高的过程效率。此外，通过在过滤过程中进行高温水解使得污泥中部分不易消化的物质变得容易消化，此时，小分子化合物将穿过超滤并从补充水中作为易消化的物质被回收，消化过程的效率可能会提高。相比目前使用的系统，这可能会在极大的增加使用循环水的现有设备的容纳能力，循环水无需充分的净化。

此外，当水从污泥中分离和再循环时，污泥的水解也可以提高效率。

如果污泥在消化之前不被水解，在脱水和再循环补充水时水解，能够大幅度提高过程效率，所述再循环补充水含有已降解的、易消化的生物质。使用当前最先进的技术是不能实现这种效率的。

过程热也可以用于污泥的无害化，优选当将污泥作为肥料时进行。由于污泥在过滤时被加热到100℃以上，这实现了脱水污泥的全面消毒。与当前最先进的技术方法相比，这可能会显著的改善卫生。或者，即使消化之前，过程中的热能也可在无害化时回收，从而节省能源。

根据一种实施方式，描述了消化污泥的处理系统，其中污泥在高温下进行超滤或微滤，得到不含有悬浮物的透过液，和不含细菌和病毒的截留液。

脱水过程中分离的水可以在消化过程中循环使用或纯化之后排放，或结合循环和排放。如果消化污泥中DS的含量约为3-7％以上时，取决于其组分，使用传统的预脱水步骤可能具有经济上的优势。预脱水中得到的废弃的水通常可能含有约2-5％的DS，其可用于根据本发明一些实施方式中。但是，这个系统的缺点是并非所有的污泥都是经过消毒的。

无论是对生物消化污泥进行超滤还是微滤，都不能完全分离所溶解的有机物质，因此透过液的进一步纯化往往是必要的。进一步生物纯化的可选办法是把超滤或微滤滤液进行纳滤(nano filtration，NF)或反渗透(reversibleosmosis，RO)。纳滤将分离所有大于约200-400道尔顿的有机分子和大部分的多价离子，而单价离子，如铵、氯，将透过膜。反渗透将分离绝大部分有机分子和90至95％的可溶盐。最常见的和便宜的纳滤和反渗透膜是卷式膜(spiral wound membranes)。能够使用这类膜的先决条件是处理后的液体不含有悬浮物。与传统设备中的废弃水相比，经过超滤或微滤过滤的液体满足这一要求。

然而，超滤或微滤在常规低温下进行时，透过液仍然含有溶解的蛋白质。这些蛋白质会导致纳滤膜和反渗透膜的污染。这意味着膜需要经常清洗，而膜还很难清洗。因此，使用反渗透或纳滤对超滤或微滤透过液进行后处理将变得复杂和不经济。根据本发明的一些实施方式，当生物消化污泥在高温下进行超滤或微滤时，污泥中的蛋白质凝固并被分离。不含蛋白质的透过液使得使用纳滤或反渗透进行后处理成为可能。

使用纳滤或反渗透对超滤或微滤透过液进行后处理提供了新的分离盐的时机，例如从有机相中分离铵盐。通过反渗透纯化，铵盐和盐可以从超滤透过液中分离，并且可以避免重新循环的补充水中污染物的积累。通过纳滤纯化，铵盐和氯化物将从剩余的有机质中分离。有机质在超滤水解之后大量消化，可以全部或部分在消化过程中再循环，并且纳滤的透过液可通过例如分离(stripping)纯化去除氨。因为大部分的隔离(buffering)有机质的部分已被丢弃，使得氨纯化可以有效执行。

如果希望排放到污水(sewage)中，使用纳滤/反渗透净化步骤意味着随后的净化可以更便宜和更有效地进行。

根据本发明的第一个实施方式，污泥，例如全部或部分由生物悬浮物组成的污泥按照图1所示的流程图进行处理。污泥的pH值是中性或碱性的。泵111将进入的污泥流110泵送进系统，并将系统中所有部分的压力提升到超过在特定工作温度下水的蒸汽压。如果输入的污泥流110被细分为若干支流(part stream)，泵111也可以被多个泵代替以便能够分别调节压力。添加到循环泵中的电能大幅转换成热能，可用于加热污泥和热水解。加压的污泥流可以分布到第一换热器112和第二换热器113中。在第一换热器112中，污泥分别与从第一超滤单元115、第二超滤单元116和第三超滤单元117中排出的热超滤透过液流122进行热交换。在第二个换热器113中，污泥分别与从第一超滤单元115、第二超滤单元116和第三超滤单元117中排出的热超滤截留液流123进行热交换。

当然，第一、第二和第三超滤单元115、116和117可能由一个超滤单元或其他超滤和/或微滤单元的组合所代替，例如如下文所述的并联和/或串联连接的超滤单元。

为了最大化的回收热量，进入的污泥流量可以分别按照例如透过液和截留液流量的比例进行分配。热交换之后，可以补充热能114以弥补系统可能的热损失。该热能114的实例可以是热流的加入。此后，经过加热的污泥通过超滤(UF)和/或微滤进行处理。在这个实施例中，第一、第二和第三超滤单元115、116和117是串联连接的。第一、第二和第三超滤泵118、119和120分别泵送污泥通过第一、第二和第三超滤单元115、116和117。

为了运转超滤单元，污泥用一个或多个加压泵提升压力，其效果将在下文中更详细的描述。压力优选超过或等于每一个超滤单元中水的蒸汽压。为了尽可能防止膜表面的污染，优选以高流速通过膜的通道。

第一、第二和第三超滤泵118、119和120可以有明显超过泵111的容量。在每个超滤单元中，都有透过液流的输出，据此，污泥中悬浮物的浓度，如生物悬浮物，在截留液流中会增加。截留液流可以在膜中重新循环而部分转移到下一个膜处理步骤中，如图1所示。因此，在本发明的一种实施方式中，污泥的截留液流可以在每一个超滤步骤中挤压回收。

水解污泥的启动部分取决于污泥的停留时间，部分取决于工作温度。污泥的水解可能已经在超滤步骤，例如超滤单元中启动，这取决于该处产生的热量以及加入的热量。根据图3所示的本发明的另外一种实施方式中，在其中一个特定的超滤步骤中放置一个容器121以进一步诱导水解。截留液流从最后一个超滤步骤出来之后，导入到容器121中。在容器121中热的污泥截留液能够获得足够的停留时间以实现最佳的水解。与此同时，污泥可在容器121中保持高温，也可以实现最佳的水解。这样优选保留时间在15至60分钟之间，温度在100至250℃之间，进一步优选在100至200℃之间，例如在140至165℃之间。从超滤单元或第一换热器112中排出的超滤透过液流124可以如直接作为含有碳源的补充水或进一步处理后排放，而从超滤单元、容器121或第二换热器113排出的超滤截留液流125可用作肥料。

至此，已经描述了一个沼气生产装置中污泥处理方法的实施方式，所述污泥至少部分含有悬浮生物质。在这个方法中污泥的温度被提升，在污泥通过一个或多个超滤装置和/或微过滤装置过滤之后，得到了截留液和透过液，所述截留液含有基本全部的所述生物质，而所述透过液基本上不含悬浮生物质。

过滤器的结构、操作压力、操作温度、膜材料、膜特性、可透性膜压和给料的流速为用来表征超滤的参数。

如上所述，在根据本发明的一种实施方式中，该方法可使用一个或多个超滤单元和/或微滤单元，如超滤膜。更具体地说，在本发明的一种实施方式中，超滤膜串联连接。在本发明的另一种实施方式中，超滤膜并联连接。在本发明的又一种实施方式中，超滤膜既串联连接又并联连接。在根据本发明的另外一种实施方式中，上面提到的一个或多个超滤膜可由一个或多个微滤膜替换。

为了运行超滤单元，污泥通过一个或多个加压泵加压直到达到目标压力。压力可以通过多个泵分别加压，例如在每个超滤单元之前都有一个泵，这相较于泵组更有利。此外，如果一台泵发生故障，其他泵可弥补泵容量的下降，使得至少部分超滤单元和/或微滤单元能够满足实现所需过滤效果的要求。在本发明的一种实施方式中，这种压力超过或等于超滤单元每一个阶段的蒸汽压。为了尽可能防止对膜表面的污染，优选以高流速通过膜通道，例如6m/s。在本发明的一种实施方式中，通过膜通道的流速大约是5m/s。流量部分依赖于可透性膜压。只有高于5bar的压力，才能使流量得到适当的增加，但同时也会增加粒子穿透过滤膜有效部位的风险。因此，可透性膜压优选在2至5bar之间。在本发明的一种实施方式中，平均可透性膜压约为3bar。

如上所述，根据本发明的一种实施方式，通过与例如从超滤单元中排出的热超滤透过液和截留液进行热交换来加热污泥。这样做是为了获得理想的操作温度。热交换意味着大部分加入到超滤的热量可循环使用。为了弥补系统的热损失，也可以向污泥中补充能量。

在本发明的一种实施方式中，这种能量的加入为注入热能114，例如热蒸汽。当污泥达到接下来超滤所需要的工作温度之后，污泥可以进行一个或多个超滤步骤。

超滤单元和/或微过滤单元所使用的膜应能够承受所产生的热和压力。合适的能够满足这些要求的膜是陶瓷膜。

在每一个过滤步骤中，都会产生透过液，这意味着污泥(截留液)经过每一个过滤步骤后干物质的含量越来越高。在一种实施方式中，在设定流量的情况下，每个超滤步骤和多个超滤步骤的超滤膜表面要在一定程度上适应所要处理的污泥的总量以及一定程度上要适应最后一个超滤步骤所期望得到的干物质的量。在高温下超滤所得到的干物质的量能够与传统脱水设备所得到的相当，例如10至20％。污泥中大于膜的截留的悬浮物和分子无法通过膜。这使得使用超滤和/或微滤进行污染物的分离优于只用离心机分离。截留不仅构成了基于分子量进行分离的清晰边界，而且还基于分子的形状。穿过膜，并且在透过液中发现的有机分子与截留液中的相比分子量相对低。正因为如此，在透过液中含有的有机质是易于生物分解的。因此，透过液可作为污水处理工程中的碳源，用于在部分净化过程中减少氮源，或在再循环补充水中作为易消化的碳源。由于没有较大的悬浮物或分子通过膜，因此透过液比传统的脱水设备排出的水更清洁。在本发明的一种实施方式中，膜的截留优选是5-500kD。

根据本发明的一种实施方式，如上所述，在使用超滤浓缩之后的热超滤截留液流123导入到反应容器中并维持一段保留时间。污泥总的保留时间(包括超滤中的保留时间)随温度在15到60分钟内变化。在本发明的一种实施方式中，在165℃时30分钟的保留时间得到良好的热水解。在反应容器中的保留时间后，在导入到缓冲罐中储存之前，水解后的污泥可以与进入的冷污泥支流进行热交换。然后储存的污泥可被使用，例如作为肥料。

根据附图2所示的本发明的另外一种实施方式，它揭示了从超滤单元中排出的透过液中的磷是如何再循环的。可按照下面的方程式从污泥中提取磷：

MePO_4(S)+3H⁺→Me³⁺+3H⁺+PO₄ ³⁺

其中Me表示可供选择的金属离子。

在这个实施方式中，可以加入硫酸使污泥酸化。其他酸同样也可以用于本发明。酸化可以在第一个超滤步骤之前进行。在这种情况下，所有污泥和透过液都将被酸化。优选将pH值降到1至2之间。如果污泥有较大的缓冲能力，为了降低pH值将增加硫酸的用量。

为此，在本发明的另一种实施方式中，如果超滤单元是串联设置的，将在第一个超滤单元之后的某个超滤单元之前酸化污泥，而不是在第一个超滤单元之前。将要酸化的污泥总量会减少，因此硫酸的消耗量也如此。此外，非酸化的透过液如果与酸化的透过液混合将有助于提高pH值。从而可能有助于在随后提高透过液的pH值时减少碱的需求量。

根据本发明的一种实施方式，为了增加保留时间和保证令人满意的溶解污泥中的金属磷酸盐和/或提高污泥的水解，容器121是最后一个超滤步骤的一部分，而不是在最后一个超滤步骤之后，如图3所示。在污泥通过超滤和反应容器之后，使其与进入的污泥进行热交换，流出的浓缩污泥可以用合适的碱中和。合适的碱例如可选自碱液(lye)/硷水(caustic liquor)、石灰、纯碱、氧化镁/镁氧(magnesia)所组成的组。优选使用的碱能够优化随后作为肥料的污泥的成分。通过加入合适的碱使得酸化的透过液的pH值提高至3左右。这种合适的碱例如可以是NaOH(氢氧化钠)，但在不背离本发明精神的情况下也可以使用其他合适的碱。在此之前，透过液通过与进入的冷污泥(例如输送到超滤单元中的污泥)进行热交换来冷却。在提高酸化透过液的pH值之后或之前，添加化学凝固剂。

一种合适的化学凝固剂是三价铁盐。在pH值约为3时，微溶的磷酸铁会形成沉淀。磷酸铁沉淀通过例如沉降、过滤或离心进行分离。由于在pH为3时不能形成重金属的共沉淀，因此从透过液中得到的磷酸铁沉淀比未经处理的污泥得到的沉淀每千克磷酸盐所含的重金属的量更少。

根据本发明另一种实施方式，热超滤截留液流123导入到闪蒸罐410中，例如如图4所示。闪蒸罐410可提供超压。超压可以是，例如0.1至0.5bar，即该闪蒸罐410中的压力是1.1至1.5bar。由于热超滤截留液流123的压力远高于1.1至1.5bar，如3-8bar，因此当热超滤截留液流进入到闪蒸罐410时会释放出水蒸汽411。闪蒸罐410中的污泥水平可基本保持不变，这样，闪蒸罐污泥截留液流412可以从闪蒸罐410底部抽出而闪蒸罐水蒸气流411可以从闪蒸罐410的顶部抽出。污泥截留液流412届时可导入缓冲罐储存。储存的污泥截留液可被使用，如用作肥料。闪蒸罐水蒸汽流411可导出从而与进入的污泥流110混合。根据图4所示的一种实施方式中，泵111被设置在每一个进入污泥流110的支流的所在位置的两台泵111a和111b所取代。闪蒸罐水蒸汽流411与进入的污泥流110可在泵111b的吸入端进行混合。根据另一种实施方式，所述的混合也可通过简单调整泵111从而代替第二换热器113完成。所有进入的污泥流110可以导入第一换热器112中与热超滤透过液流122进行热交换，或者只有部分进入的污泥110在第一换热器112中进行热交换。这样，水蒸汽流411可以加热进入的污泥流110或部分进入的污泥流110。根据图4所示的实施方式，显示了一个装置的实施例，其中，水蒸汽流411加热部分进入的污泥流110以及部分进入的污泥流110在第一换热器112中进行热交换。

根据图5所示的实施方式，进入的污泥500导入到沼气池510中。消化后的污泥511进行过滤512。过滤512可以如前述任何一个实施方式所述。过滤的截留液513被丢弃和应用，例如作为肥料使用。过滤的透过液可重新循环514或导入后处理515。后处理515可以是纳滤或反渗透，或是纳滤和反渗透的组合。后处理的截留液516可进一步处理和/或排放。也可以重新循环517。后处理的透过液可排出/进一步处理518或再循环519。再循环的过滤透过液514、再循环的后处理截留液517和/或再循环的后处理透过液519导入到补充水水箱520中。从那里它被添加521到进入的污泥500中。在一种实施方式中，所述的后处理515是纳滤，进一步的处理518是去除氨。

根据图6所示的一种实施方式中，没有进行透过液/滤液的再循环。所有进一步的处理透过液就是丢弃518，例如排入污水或收集器中。

上述实施方式将在接下来的实施例中进行举例说明，但实施例并非限制性的：

实施例1

根据图1所示的本发明的一种实施方式，说明根据本发明的污泥脱水和水解的装置的一个示例。

将pH值在大约5-9之间的污泥流110通过泵111泵入系统并加压，使系统的所有部件中的压力都超过水在特定工作温度下的蒸汽压。加压后的进入污泥流110分布到第一换热器112和第二换热器113中。在第一换热器112中，污泥与外围的热超滤透过液流122进行热交换，在第二换热器113中，污泥与外围的热超滤截留液流123进行热交换。为了回收最多的热量，进入的污泥流量可以按照例如透过液和截留液流量的比例进行分配。经过热交换，增加热能114以补偿系统的热量损耗，例如补充热蒸汽。此后，加热后的污泥用超滤(UF)进行处理。在这个实施例中，三个超滤步骤115、116和117串联连接。超滤泵118、119和120泵入污泥使其分别通过一个超滤。超滤泵118、119和120相比于泵111具有更显著的大容量。每个超滤步骤都有一个透过液的输出，污泥在截留液中浓缩然后部分在膜上再循环，以及部分进入下一个膜处理步骤。外围的冷超滤透过液流124可作为含有碳源的补充水或为了外围的冷超滤截留液125的排放做进一步处理使其可作为肥料使用。

实施例2

图2和图3阐明了本发明更多的实施方式，其描述了根据本发明另外一种包含回收磷组分的用于污泥脱水和水解的装置。

基本设置与实施例1相同。在第一个超滤步骤115、第二个超滤步骤116和/或第三个超滤步骤117之前，硫酸211可被添加到污泥中以降低pH值。结果，结合的磷酸盐(PO₄ ^3-)从污泥/截留液中游离出来。游离出来的磷酸盐通过超滤膜115、116、117并能够在超滤透过液流122中找到。超滤透过液流122在第一换热器112中被冷却之后，添加化学凝固剂212。这种化学凝固剂的一个实例是Fe³⁺，例如氯化铁。在添加所述化学凝固剂之前或之后，pH值可通过添加碱213从而有所调整，例如碱液。化学凝固剂和/或碱的添加可在第二容器214中发生。或者，化学凝固剂和/或碱可在所述第二容器214之前，在超滤透过液流122到第二容器214之间的导管中添加。优选的，所述第二容器214还有搅拌器。将会形成微溶的磷酸铁沉淀。沉淀可在例如沉降池215中分离，其中清澈的水相216从磷酸铁沉淀217中分离。源于沉降池215的清澈水相216可进一步中和或与碳源一起作为补充水。

外围的冷超滤截留液流218在第二换热器113冷却之后被中和以及减压。为了确保最大量的磷酸盐沉淀变成离子形式，容器121可整合进最后一个超滤步骤，即增加了用于生产透过液的保留时间。容器121放置在第三超滤117的循环内，如图3所示。

实施例3

根据图5所示的一种实施方式，进入的污泥500导入到可被消化形成例如沼气的沼气池510中。消化后的污泥511进行过滤512。过滤512可以依据前述任何一个实施例。过滤的截留液513被排出和使用，例如可作为肥料使用。过滤的透过液可重新循环514或导入后处理515。后处理515可以是纳滤或反渗透，或是纳滤和反渗透的组合。后处理的截留液516可进一步处理和/或排出。在后处理515是纳滤的情况下，后处理的截留液516是多价盐类和有机质。在后处理515是反渗透的情况下，后处理的截留液516是氨、盐类和有机质。后处理的截留液也可以再循环517。后处理的透过液可排出/进一步处理518或再循环519。再循环的滤液透过液514，再循环的后处理截留液517和/或再循环的后处理透过液519导入补充水水箱520。在那里，被添加521到进入的污泥500中。在一种实施方式中，其中，后处理515是纳滤，进一步处理518是去除氨，例如通过分离或气体输送膜，这是本领域技术人员公知的技术。

虽然本发明已经描述了以上用于参考的特定的技术方案，但是，在此阐述的目的不是要限制本发明的具体形式。相反，本发明仅通过附随的权利要求进行限定，附加的权利要求的范围还包括除上述具体实施方式以外其它可能的等同方案，例如上面描述的设备的不同设置。

在权利要求中，词语“含有/含有”不排除其他单元或步骤的存在。此外，虽然个别特征可能会在不同的权利要求中，但这些可以有利地结合，并且不同权利要求中的内容并不意味着特征的组合是不可行和/或没有利的。此外，提及的单数形式并不排除复数形式。术语“一”，“一”，“第一”，“第二”等不排除复数形式。权利要求中的附图标记只是提供一个明确的例子，不得被视为以任何方式限制权利要求的范围。

Claims

1.一种处理沼气生产装置中的污泥的方法，所述污泥至少含有部分悬浮生物质，其特征在于，将污泥的温度提升到100至250℃的温度之间，通过一个或多个超滤和/或微滤单元过滤污泥，从而得到截留液和透过液，所述截留液含有基本全部的所述悬浮生物质，而所述透过液基本上不含悬浮生物质。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括设置至少两个串联和/或并联的超滤和/或微滤单元。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法还包括从超滤和/或微滤单元中回收利用污泥。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法还包括使用纳滤和/或反渗透对透过液进行后处理。

5.根据权利要求4的所述的方法，其中，该方法还包括从纳滤的透过液中纯化氨。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，超滤和/或微滤的膜是陶瓷膜。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法还包括在通过一个或多个超滤和/或微滤单元过滤污泥之前，为所述污泥补充能量。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法还包括在提升所述污泥的压力之前或之后，使所述透过液和所述污泥进行热交换。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法还包括加热截留液以增加水解。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述加热在10至120分钟的时间内完成。

11.根据权利要求1、2、7、8或10所述的方法，其中，该方法还包括在提升所述污泥的压力之前或之后，使所述截留液和所述污泥进行热交换。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述截留液的压力降低，由此水蒸汽从所述截留液中释放。