CN102976834B - 一种利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法。首先将剩余污泥进行水解酸化获得水解酸化液，然后将水解酸化液酸化后与白云石颗粒混合，在酸性条件下获得富含钙镁和有机质的溶出液。调节溶出液反应pH为8.0～9.5，离心获得沉淀物及上清液；将上清液按镁磷摩尔比0.30～1.60:1投加到酸化后的水解酸化液中，调节反应pH为9.0～10.0，离心获得沉淀物。两阶段沉淀物的主要成分为富含氮磷的养分和富含腐植酸的有机质，品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB18877—2009）中I型肥料要求。本方法制肥耗时短，无需另外添加无机养分，成本低，既有环境效益又有经济效益。
Description
技术领域
本发明属于城镇污水处理厂剩余污泥资源化领域，涉及剩余污泥的综合利用技术，具体涉及一种利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法。
背景技术
随着城镇化进程的加快，城镇污水处理量越来越大，由此产生的剩余污泥大幅度增长。如何有效处置与利用剩余污泥已成为经济与社会发展中迫切需要解决的问题。
利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料是剩余污泥资源化利用的重要途径，目前主要的技术方法包括：1）将剩余污泥堆肥发酵后制有机-无机复混肥料：高建炳等利用剩余污泥进行好氧发酵法堆肥，可制备出有机质、全氮、全磷和全钾的平均含量分别达43.06%、3.44%、1.86%和0.35%的堆肥产品，按50%干燥的堆肥产品、20%尿素、15%磷酸一铵、15%硫酸钾复配制得符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2002）标准要求的有机-无机复混肥料产品；张益民等以发酵30d的剩余污泥作为有机料与尿素、氯化钾、磷酸一铵、氯化铵等按比例混合生产有机-无机复混肥料。2）直接利用剩余污泥制有机-无机复混肥料：武建军等将污水处理厂脱水污泥晾晒7～10d后作为有机原料，添加适量磷酸一铵、氯化钾、尿素、硫酸铵等无机原料生产颗粒状有机-无机复混肥料；许太明等直接利用剩余污泥通过添加氮磷钾等营养成分和有机质，然后加热、膨化、干燥制得有机-无机复混污泥颗粒肥料。3）将剩余污泥非发酵处理后制有机-无机复混肥料：张从军等先将剩余污泥用98%浓硫酸处理后再添加有机物、氮磷钾原料、液氨等造粒、烘干、筛选制成复混肥料。
综上所述，现有的利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料技术存在的主要问题有：（1）堆肥耗时长，堆肥产品品质低，无机养分含量少；（2）需要另外添加氮磷等营养成分，制肥成本较高。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法，能够缩短制肥时间，在不需要另外添加氮磷等营养成分的条件下获得品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）要求的有机-无机复混肥料，节省制肥成本，高效利用剩余污泥，变废为宝。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将剩余污泥在碱性条件下厌氧发酵，获得水解酸化液；
（2）调节水解酸化液pH为4.0～4.5，获得预处理后的水解酸化液；
（3）向预处理后的水解酸化液中投加白云石，控制pH为4.0～4.5，搅拌反应6.0h以上，离心获得钙离子和镁离子浓度分别不低于800mg/L和400mg/L的溶出液；
（4）调节溶出液pH为8.0～10.0，反应5～60min，然后离心，获得沉淀物及上清液；按投加镁磷摩尔比为0.30～1.60:1将上清液投加到预处理后的水解酸化液中，调节pH为8.5～10.0，反应5～30min，离心获得沉淀物；
（5）干燥沉淀物，获得有机-无机复混肥料。
步骤（1）中，剩余污泥厌氧发酵方法为：将剩余污泥加入水解酸化反应器中，用1.0～4.0mol/L的氢氧化钠溶液维持反应体系pH为8.5～9.0，反应器连续运行，每天180～240rpm搅拌反应20～22h，按照投配率5～10%取得反应液，所投配的剩余污泥VSS/TSS为33～60%，含水率91～97%，将反应液在5000×g离心力下离心30min，其上清液为水解酸化液；
步骤（3）中，白云石的颗粒目数范围优选为50～80目。
步骤（2）和步骤（3）中，用浓度为2.0～6.0mol/L的盐酸溶液调节pH。
步骤（3）中，溶出液中的钙离子和镁离子浓度分别为1400～1850mg/L和500～600mg/L。
步骤（4）中，用浓度为1.0～4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH。
步骤（4）中溶出液反应pH优选为8.0～9.5。
步骤（4）中投加镁磷摩尔比优选为0.30～1.60:1。
步骤（4）中按镁磷摩尔比投加上清液后反应pH优选为9.0～10.0。
步骤（5）中，60～65℃下，干燥沉淀物。
所述的有机-无机复混肥料为品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型要求的肥料。
剩余污泥含有丰富的有机质和氮磷等营养元素，将剩余污泥在碱性条件下进行常温水解酸化，剩余污泥中的有机质和氮磷等营养元素能充分释放到液相中，然后在5000×g离心力下离心30min获得水解酸化液，水解酸化液pH为8.56～8.70，COD浓度为2947.1～10970.8mg/L，SCOD浓度为2169.6～5260.1mg/L，正磷浓度为91.9～183.9mg/L，NH4 +-N浓度为387.7～665.8mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量总和）浓度为772.6～2758.8mg/L。
因此，可以利用磷酸钙盐和磷酸铵镁沉淀法及钙镁离子助凝原理在碱性条件下从剩余污泥水解酸化液中获得富含营养成分和有机质的沉淀产物。文献表明，沉淀法常用的钙镁源主要以氯化钙、氯化镁、氢氧化钙等化学药剂为主，占成本的70%左右。寻找合适的钙镁源降低生产成本也是目前研究的重点。
白云石是一种用途非常广泛的非金属矿产资源，在我国有极其丰富的蕴藏量，市场价格低廉。白云石是菱镁矿（MgCO3）和方解石（CaCO3）组成为1:1的复盐，其化学式为CaMg（CO3）2，属三方晶系的碳酸盐矿物，遇冷稀盐酸时能缓慢起泡而溶于稀盐酸，因此可以提供廉价且充足的钙镁源。本发明使用的白云石主要化学成分见下表。
白云石的主要化学成分（质量百分含量， %）
首先将剩余污泥进行碱性条件下的厌氧发酵，获得水解酸化液，并对水解酸化液进行酸化预处理；将白云石投加到经过预处理后的水解酸化液中，利用白云石能缓慢溶于冷稀盐酸的特性，在加盐酸溶液酸化预处理后的水解酸化液去除碳酸盐的同时使白云石中的钙镁缓慢释放出来，然后离心获得富含钙镁和有机质的溶出液；取适量溶出液，向其中加入氢氧化钠溶液，调节溶出液pH为8.0～10.0，产生沉淀，离心获得沉淀物及上清液；干燥沉淀物，该沉淀物主要成分为富含氮磷的养分和富含腐植酸的有机质。由于上清液中仍然含有丰富的钙镁离子，故将此上清液再次投加到预处理后的水解酸化液中，然后加入氢氧化钠溶液，调节反应pH至8.5～10.0，离心获得沉淀物，该沉淀物主要成分为富含氮磷的养分和富含腐植酸的有机质。
对干燥后的沉淀物进行傅里叶红外光谱（FTIR）分析显示，沉淀物中含有磷酸根和腐植酸及其衍生物。取适量干燥后的沉淀物加硝酸消解后进行电感耦合等离子直读光谱（ICP）分析，结果表明，沉淀物中Cr、As、Cd、Hg、Pb等重金属含量极少，完全符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中对重金属的指标限值要求。
有益效果：与现有技术相比，本发明突出的优点包括：（1）将剩余污泥以水解酸化与化学沉淀相结合的方法制备有机-无机复混肥料，剩余污泥无需长时间堆制，缩短了制肥时间；（2）无需另外添加营养元素即可获得品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型肥料要求的有机-无机复混肥料，同时显著降低制肥成本；（3）所制备的有机-无机复混肥料中含有丰富的腐植酸，含量远高于国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型肥料要求，具有更高的利用价值；（4）在制肥的过程中实现剩余污泥资源化，同时也实现了剩余污泥的减量化、稳定化，既有环境效益又有经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
以下实施例对沉淀物所使用的测定和分析方法为：准确称取适量60～65℃干燥后的沉淀物溶于一定量的盐酸溶液（浓度为1.2mol/L，用优级纯GR盐酸配制），稀释定容后采用钼锑抗分光光度法测定正磷含量，并换算成以P2O5计的含磷率，离子色谱法测定氮（NH4 +-N）含量，过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测定总氮（TN）含量，换算后计算总养分含量（P2O5%+TN%）。另准确称取适量60～65℃干燥后的沉淀物，根据国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）测定有机质和总腐植酸含量。
实施例1
将剩余污泥加入水解酸化反应器中，用1.0～4.0mol/L的氢氧化钠溶液维持反应体系pH为8.5～9.0，反应器连续运行，每天180～240rpm搅拌反应20～22h，按照投配率5～10%取得反应液，所投配的剩余污泥VSS/TSS为33～60%，含水率91～97%，将反应液在5000×g离心力下离心30min，获得水解酸化液。水解酸化液pH为8.56～8.70，COD浓度为2947.1～10970.8mg/L，SCOD浓度为2169.6～5260.1mg/L，正磷浓度为91.9～183.9mg/L，NH4 +-N浓度为387.7～665.8mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为772.6～2758.8mg/L。下述实施例使用的水解酸化液均来源于实施例1。
实施例2
取实施例1中获得的水解酸化液，测得COD浓度为5632.4mg/L，SCOD浓度为4841.9mg/L，正磷浓度为118.2mg/L，NH4 +-N浓度为630.7mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为2376.1mg/L。将上述水解酸化液调节pH为4.0，制得pH为4.0的预处理后的水解酸化液。
取50～80目的白云石颗粒12.0g投加到400mL的pH为4.0的预处理后的水解酸化液中，用浓度2.0mol/L的盐酸溶液调节并控制白云石-水解酸化液体系的pH为4.0～4.5，700～800rpm搅拌，溶出10.0h，离心后获得富含钙镁和有机质的溶出液，测得溶出液中的钙离子和镁离子浓度分别为1622mg/L和598mg/L，COD浓度为4382.4mg/L。取溶出液，用4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至8.5，反应30min，离心获得沉淀物及上清液。上清液中钙离子和镁离子浓度分别为1370mg/L和536mg/L，COD浓度为3313.2mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为2084.8mg/L。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物含磷率以P2O5计为15.37%，总养分含量（P2O5%+TN%）为17.23%，有机质含量为34.95%，总腐植酸含量为19.19%，含水率为6.90%，重金属含量极少。
取实施例1中的水解酸化液，测得COD浓度为3211.4mg/L，SCOD浓度为2169.6mg/L，正磷浓度为91.9mg/L，NH4 +-N浓度为665.8mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为1313.4mg/L。将上述水解酸化液调节pH为4.2，制得pH为4.2的预处理后的水解酸化液。
按投加镁磷摩尔比0.60:1将上清液投加到pH为4.2的预处理后的水解酸化液中，用4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，反应30min，离心获得沉淀物。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物中氮（NH4 +-N）、磷（以P2O5计）含量分别为0.53%和14.63%，总养分含量（P2O5%+TN%）为18.99%，有机质含量为50.27%，总腐植酸含量为21.98%，含水率为5.52%，重金属含量极少。
混合两阶段沉淀物，品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型肥料要求（总养分≥15.0%，有机质≥20%，含水率≤12.0%），直接作为有机-无机复混肥料使用即可。
实施例3
取实施例2中的溶出液，用1.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，反应60min，离心获得沉淀物及上清液。上清液中钙离子和镁离子浓度分别为1274mg/L和552mg/L，COD浓度为3363.4mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为2013.8mg/L。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物含磷率以P2O5计为14.77%，总养分含量（P2O5%+TN%）为16.33%，有机质含量为30.51%，总腐植酸含量为13.99%，含水率为6.72%，重金属含量极少。
按投加镁磷摩尔比0.30:1将上清液投加到实施例2中pH为4.2的预处理后的水解酸化液中，用2.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，反应10min，离心获得沉淀物。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物中氮（NH4 +-N）、磷（以P2O5计）含量分别为0.40%和13.26%，总养分含量（P2O5%+TN%）为16.42%，有机质含量为57.14%，总腐植酸含量为26.37%，含水率为5.81%，重金属含量极少。
混合两阶段沉淀物，品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型肥料要求，直接作为有机-无机复混肥料使用即可。
实施例4
取实施例1中的水解酸化液，测得COD浓度为4919.6mg/L，SCOD浓度为2811.2mg/L，正磷浓度为91.9mg/L，NH4 +-N浓度为470.6mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为1374.8mg/L。将上述水解酸化液调节pH至4.3，制得pH为4.3的预处理后的水解酸化液。
取50～80目的白云石颗粒12.0g投加到400mL的pH为4.3的预处理后的水解酸化液中，用浓度6.0mol/L的盐酸溶液调节并控制白云石-水解酸化液体系的pH为4.0～4.5，700～800rpm搅拌，溶出10.0h，离心后获得富含钙镁和有机质的溶出液，测得溶出液中的钙离子和镁离子浓度分别为1562mg/L和544mg/L，COD浓度为4083.6mg/L。取溶出液，用3.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至10.0，反应30min，离心获得沉淀物及上清液。上清液中钙离子和镁离子浓度分别为1320mg/L和502mg/L，COD浓度为3283.6mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为1270.3mg/L。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物含磷率以P2O5计为12.77%，总养分含量（P2O5%+TN%）为13.94%，有机质含量为32.35%，总腐植酸含量为19.19%，含水率为7.01%，重金属含量极少。
按投加镁磷摩尔比1.60:1将上清液投加到实施例2中pH为4.2的预处理后的水解酸化液中，用4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，反应15min，离心获得沉淀物。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物中氮（NH4 +-N）、磷（以P2O5计）含量分别为0.41%和14.33%，总养分含量（P2O5%+TN%）为19.16%，有机质含量为53.78%，总腐植酸含量为22.56%，含水率为6.63%，重金属含量极少，品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型肥料要求，直接作为有机-无机复混肥料使用即可。
实施例5
取实施例4中溶出液，用2.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至8.0，反应10min，离心获得沉淀物及上清液。上清液中钙离子和镁离子浓度分别为1357mg/L和501mg/L，COD浓度为3333.3mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为1313.8mg/L。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物含磷率以P2O5计为14.15%，总养分含量（P2O5%+TN%）为16.09%，有机质含量为35.87%，总腐植酸含量为20.17%，含水率为8.42%，重金属含量极少。
取实施例1中的水解酸化液，测得COD浓度为2947.1mg/L，SCOD浓度为2434.8mg/L，正磷浓度为91.9mg/L，NH4 +-N浓度为583.5mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为1313.4mg/L。将上述水解酸化液调节pH为4.5，制得pH为4.5的预处理后的水解酸化液。
按投加镁磷摩尔比0.60:1将上清液投加到pH为4.5的预处理后的水解酸化液中，用3.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.5，反应5min，离心获得沉淀物。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物中氮（NH4 +-N）、磷（以P2O5计）含量分别为0.16%和13.28%，总养分含量（P2O5%+TN%）为16.74%，有机质含量为51.85%，总腐植酸含量为20.24%，含水率为6.48%，重金属含量极少。
混合两阶段沉淀物，品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型肥料要求，直接作为有机-无机复混肥料使用即可。
实施例6
取实施例1中的水解酸化液，测得COD浓度为4590.8mg/L，SCOD浓度为3541.9mg/L，正磷浓度为97.2mg/L，NH4 +-N浓度为387.7mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为834.5mg/L。将上述水解酸化液调节pH至4.2，制得pH为4.2的预处理后的水解酸化液。
取50～80目的白云石颗粒20.0g投加到400mL的pH为4.2的预处理后的水解酸化液中，用浓度2.0mol/L的盐酸溶液调节并控制白云石-水解酸化液体系的pH为4.0～4.5，700～800rpm搅拌，溶出6.0h，离心后获得富含钙镁和有机质的溶出液，测得溶出液中的钙离子和镁离子浓度分别为1840mg/L和502mg/L，COD浓度3393.2mg/L。取溶出液，用4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.5，反应5min，离心获得沉淀物及上清液。上清液中钙离子和镁离子浓度分别为1170mg/L和436mg/L，COD浓度为2095.8mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为779.4mg/L。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物含磷率以P2O5计为13.92%，总养分含量（P2O5%+TN%）为15.25%，有机质含量为35.39%，总腐植酸含量为18.63%，含水率为6.49%，重金属含量极少，品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型肥料要求，直接作为有机-无机复混肥料使用即可。
按投加镁磷摩尔比0.60:1将上清液投加到实施例5中pH为4.5的预处理后的水解酸化液中，用2.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至8.5，反应10min，离心获得沉淀物。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物中氮（NH4 +-N）、磷（以P2O5计）含量分别为0.46%和10.31%，总养分含量（P2O5%+TN%）为14.49%，有机质含量为58.78%，总腐植酸含量为23.79%，含水率为6.54%，重金属含量极少。
实施例7
按投加镁磷摩尔比1.00:1将实施例3中上清液投加到实施例4中pH为4.3的预处理后的水解酸化液中，用4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，反应30min，离心获得沉淀物。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物中氮（NH4 +-N）、磷（以P2O5计）含量分别为0.36%和14.14%，总养分含量（P2O5%+TN%）为18.20%，有机质含量为51.46%，总腐植酸含量为22.25%，含水率为8.48%，重金属含量极少，品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型肥料要求，直接作为有机-无机复混肥料使用即可。
实施例8
按投加镁磷摩尔比0.80:1将实施例3中上清液投加到实施例4中pH为4.3的预处理后的水解酸化液中，用4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，反应30min，离心获得沉淀物。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物中氮（NH4 +-N）、磷（以P2O5计）含量分别为0.35%和14.00%，总养分含量（P2O5%+TN%）为17.04%，有机质含量为52.97.13%，总腐植酸含量为22.73%，含水率为6.63%，重金属含量极少，品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型肥料要求，直接作为有机-无机复混肥料使用即可。
实施例9
按投加镁磷摩尔比0.45:1将实施例3中上清液投加到实施例4中pH为4.3的预处理后的水解酸化液中，用4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，反应15min，离心获得沉淀物。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物中氮（NH4 +-N）、磷（以P2O5计）含量分别为0.40%和12.97%，总养分含量（P2O5%+TN%）为18.12%，有机质含量为53.98%，总腐植酸含量为24.51%，含水率为6.60%，重金属含量极少，品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型肥料要求，直接作为有机-无机复混肥料使用即可。
实施例10
按投加镁磷摩尔比0.60:1将实施例3中上清液投加到实施例4中pH为4.3的预处理后的水解酸化液中，用4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至10.0，反应30min，离心获得沉淀物。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物中氮（NH4 +-N）、磷（以P2O5计）含量分别为0.18%和12.86%，总养分含量（P2O5%+TN%）为15.96%，有机质含量为48.40%，总腐植酸含量为20.19%，含水率为5.89%，重金属含量极少，品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB 18877—2009）中I型肥料要求，直接作为有机-无机复混肥料使用即可。
实施例11
取实施例1中的水解酸化液，测得COD浓度为10970.8mg/L，SCOD浓度为5260.1mg/L，正磷浓度为181.3mg/L，NH4 +-N浓度为459.4mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为2758.8mg/L。将上述水解酸化液调节pH为4.3，制得pH为4.3的预处理后的水解酸化液。
取50～80目的白云石颗粒12.0g投加到400mL的pH为4.3的预处理后的水解酸化液中，用浓度6.0mol/L的盐酸溶液调节并控制白云石-水解酸化液体系的pH为4.0～4.5，700～800rpm搅拌，溶出10.0h，离心后获得富含钙镁和有机质的溶出液，测得溶出液中的钙离子和镁离子浓度分别为1506mg/L和354mg/L，COD浓度为7270.9mg/L。取溶出液，用4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，反应15min，离心获得沉淀物及上清液。上清液中钙离子和镁离子浓度分别为948mg/L和315mg/L，COD浓度为5110.2mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为2712.1mg/L。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物含磷率以P2O5计为10.74%，总养分含量（P2O5%+TN%）为12.97 %，有机质含量为48.67%，总腐植酸含量为23.90%，含水率为9.28%，重金属含量极少。
按投加镁磷摩尔比0.45:1将上清液投加到pH为4.3的预处理后的水解酸化液中，用2.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，反应15min，离心获得沉淀物。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物中氮（NH4 +-N）、磷（以P2O5计）含量分别为0.25%和8.49%，总养分含量（P2O5%+TN%）为11.24%，有机质含量为58.79%，总腐植酸含量为22.48%，含水率为5.05%，重金属含量极少。
实施例12
取实施例1中的水解酸化液，测得COD浓度为7572.8mg/L，SCOD浓度为2425.2mg/L，正磷浓度为183.9mg/L，NH4 +-N浓度为600.5mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为772.6mg/L。将上述水解酸化液调节pH为4.5，制得pH为4.5的预处理后的水解酸化液。
取50～80目的白云石颗粒12.0g投加到400mL的pH为4.5的预处理后的水解酸化液中，用浓度4.0mol/L的盐酸溶液调节并控制白云石-水解酸化液体系的pH为4.0～4.5，700～800rpm搅拌，溶出10.0h，离心后获得富含钙镁和有机质的溶出液，测得溶出液中的钙离子和镁离子浓度分别为1424mg/L和412mg/L，COD浓度为4780.8mg/L。取溶出液，用4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，反应30min，离心获得沉淀物及上清液。上清液中钙离子和镁离子浓度分别为985mg/L和313mg/L，COD浓度为3004.8mg/L，VFAs（C1～C5脂肪酸含量的总和）浓度为751.4mg/L。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物含磷率（以P2O5计）为10.31%，总养分含量（P2O5%+TN%）为13.07%，有机质含量为38.63%，总腐植酸含量为21.71%，含水率为11.18%，重金属含量极少。
按投加镁磷摩尔比0.75:1将上清液投加到pH为4.5的预处理后的水解酸化液中，用4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，反应10min，离心获得沉淀物。沉淀物在60～65℃条件下干燥后，经分析测定，该沉淀物中氮（NH4 +-N）、磷（以P2O5计）含量分别为0.61%和8.98%，总养分含量（P2O5%+TN%）为11.53%，有机质含量为50.99%，总腐植酸含量为26.55%，含水率为8.18%，重金属含量极少。
Claims (8)
1.一种利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将剩余污泥加入水解酸化反应器中，用1.0～4.0mol/L的氢氧化钠溶液维持反应体系pH为8.5～9.0，反应器连续运行，每天180～240rpm搅拌反应20～22h，按照投配率5～10%取得反应液，所投配的剩余污泥VSS/TSS为33～60%，含水率91～97%，将反应液在5000×g离心力下离心30min，其上清液为水解酸化液；
（2）调节水解酸化液pH为4.0～4.5，获得预处理后的水解酸化液；
（3）向预处理后的水解酸化液中投加白云石，控制pH为4.0～4.5，搅拌反应6.0h以上，离心获得钙离子和镁离子浓度分别不低于800mg/L和400mg/L的溶出液；
（4）调节溶出液pH为8.0～10.0，反应5～60min，然后离心，获得沉淀物及上清液；按投加镁磷摩尔比为0.30～1.60:1将上清液投加到预处理后的水解酸化液中，调节pH为8.5～10.0，反应5～30min，离心获得沉淀物；
（5）干燥沉淀物，获得有机-无机复混肥料；所述的有机-无机复混肥料为品质符合国家标准《有机-无机复混肥料》（GB18877—2009）中I型要求的肥料。
2.根据权利要求1所述的利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法，其特征在于：步骤（3）中，白云石的颗粒目数范围为50～80目。
3.根据权利要求1所述的利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（3）中，用浓度为2.0～6.0mol/L的盐酸溶液调节pH。
4.根据权利要求1所述的利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法，其特征在于：步骤（3）中，溶出液中的钙离子和镁离子浓度分别为1400～1850mg/L和500～600mg/L。
5.根据权利要求1所述的利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法，其特征在于：步骤（4）中，用浓度为1.0～4.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH。
6.根据权利要求1所述的利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法，其特征在于：步骤（4）中溶出液反应pH为8.0～9.5。
7.根据权利要求1所述的利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法，其特征在于：步骤（4）中按镁磷摩尔比投加上清液后反应pH为9.0～10.0。
8.根据权利要求1所述的利用剩余污泥制备有机-无机复混肥料的方法，其特征在于：步骤（5）中，60～65℃下，干燥沉淀物。
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| 梅翔.利用白云石回收污泥厌氧消化液中的磷.《环境工程学报》.2012,第6卷(第11期),3809-3816. |
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