CN103449628B - 利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法，首先将深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水分别预沉淀，去除两种污泥水中的悬浮物，然后分别测定两种污泥水的pH、正磷的浓度，按照一定比例将深度脱水污泥水加入到浓缩脱水污泥水中，搅拌静置后取上清液测定出水pH和正磷浓度。本发明可利用污水处理厂不同污泥处理环节产生的污泥水相互反应，通过深度脱水污泥水的金属离子和浓缩脱水污泥水的磷形成沉淀，静置使沉淀颗粒物与上清液固液分离后排放出水，形成的含磷沉淀物回收利用，同时可削减污泥水中金属离子和磷的污染物负荷，减轻污泥水回流至前端污水处理系统或进入污泥水生物处理工艺的污染物负担，具有“以废治废”的现实意义。

Description

利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法

技术领域

本发明属于污水污泥处理领域，尤其涉及一种污水中除磷的方法，具体来说是一种利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法。

背景技术

目前，全国污水处理量由1999年的114亿m³增至2011年的496亿m³，而污水处理率也由1999年的31.9% 升至2011 年的80.5%，污泥产生量也随之显著增加，而剩余污泥的含水率高、体积大，不宜直接输送和处置，需经浓缩和脱水处理对污泥进行减容。污泥浓缩和脱水过程中产生的废水，称为浓缩脱水污泥水。污泥在机械浓缩和高速离心脱水下，间隙水被挤出，部分胞外聚合物溶出，同时在浓缩脱水厌氧环境下污泥中磷又重新释放到污泥水中，污泥水中磷浓度远高于进水，若将污泥水直接回流到进水口，则好氧条件下聚磷菌将污水中磷吸入污泥中，而污泥在浓缩脱水厌氧条件下聚磷菌将磷释放到污泥水中，污泥水再回流到污水生物处理系统，如此循环，污水中磷没有被真正去除，生物处理系统磷负荷偏高，污水厂出水磷浓度不能达到相关的排放标准，排放到河流中会引起水体富营养化，污染环境。

除磷方法有化学除磷、物理除磷和生物除磷，其中生物除磷虽然价格低廉，但除磷速率低，同时对反应环境有严格要求，一旦条件改变将导致处理效果不稳定；通过电渗析或反渗透等物理方法除磷，其处理成本较高，不便于广泛推广应用；化学除磷一般通过PO₄ ^3-与Al³⁺、Fe³⁺、Ca²⁺或Mg²⁺等的化学沉淀作用加以去除。

目前污泥经传统的浓缩、脱水工艺通常可将污泥含水率降低至80%左右，但该工艺过高的脱水泥饼含水率导致后续过程耗能高，难以满足处理处置的要求，造成严重的二次污染。污泥深度脱水处理工艺是指对污泥加药进行调理，破除细胞壁，释放结合水、吸附水和内部水，改善污泥的脱水性能，再高压压榨脱水至含水率低于60%。污泥深度脱水技术已在国内多家污水处理厂实际应用。由于加药调理过程加入了大量石灰和FeCl₃等，深度脱水污泥水中含有大量的Ca²⁺、Fe³⁺，并且污泥中一定量的Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺等其它金属离子也会在脱水过程释放进入污泥水中。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供了一种利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法，所述的这种利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法是将深度脱水污泥水引入到浓缩脱水污泥水中去除浓缩脱水污泥水中的磷，以废治废，成本低，去除率高。

本发明是一种利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法，包括以下步骤：

第一步：将深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水分别预沉淀，去除两种污泥水中的悬浮物；

第二步：测定深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水的pH、正磷的浓度；

第三步：量取浓缩脱水污泥水的体积，按照深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水的体积比为(0.1~3):1的比例将深度脱水污泥水加入到浓缩脱水污泥水中；

第四步：利用搅拌机进行搅拌0.1~3h，静置后取上清液测定出水pH和正磷浓度。

进一步的，搅拌机的转速为100~300rpm，搅拌0.2~1h。

进一步的，按照深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水的体积比为0.4:1的比例将深度脱水污泥水加入到浓缩脱水污泥水中。

进一步的，所述的深度脱水污泥水的pH值在9~14之间，正磷浓度1~10 mg/L之间。

进一步的，所述的浓缩脱水污泥水的pH值在6~9之间，正磷浓度20~150 mg/L之间。

由于深度脱水污泥水中含有大量的Ca²⁺、Fe³⁺和一定量的Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺，可以与浓缩脱水污泥水中磷发生化学作用，同时Al³⁺、Fe³⁺等在搅拌作用下会很快产生絮凝，絮凝体会吸附污泥水中的磷酸盐和其它污染物，正磷去除率可达到99%以上，出水正磷浓度在0.5mg/L以下。

上述除磷过程中，发生的化学反应包括：

3Ca²⁺+2PO₄ ^3-→Ca₃(PO₄)₂↓

Fe³⁺+ PO₄ ^3-→FePO₄↓

Al³⁺+PO₄ ^3-→AlPO₄↓

3Cu²⁺+2PO₄ ^3-→Cu₃(PO₄)₂↓

3Mg²⁺+2PO₄ ^3-→Mg₃(PO₄)₂↓

3Zn²⁺+2PO₄ ^3-→Zn₃(PO₄)₂↓

3Pb²⁺+2PO₄ ^3-→Pb₃(PO₄)₂↓…

深度脱水污泥水一般呈强碱性，浓缩脱水污泥水pH略大于7。深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水这两个复杂的体系混合，不仅会去除污泥水中磷，还能通过沉淀作用去除污泥水中重金属等其它污染物，同时降低深度脱水污泥水pH。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明可利用污水处理厂不同污泥处理环节产生的污泥水相互反应，通过深度脱水污泥水的金属离子和浓缩脱水污泥水的磷形成沉淀，静置使沉淀颗粒物与上清液固液分离后排放出水，形成的含磷沉淀物回收利用，同时可削减污泥水中金属离子和磷的污染物负荷，减轻污泥水回流至前端污水处理系统或进入污泥水生物处理工艺的污染物负担，具有“以废治废”的现实意义。

附图说明

图1显示了按照一定比例向浓缩脱水污泥水中加入到深度脱水污泥水后的除磷效果。

具体实施方式

实施例1

本发明一种利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法，包括以下步骤：

第一步：将深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水分别预沉淀，去除两种污泥水中的悬浮物；

第二步：测得深度脱水污泥水pH为9.91，正磷浓度1.24 mg/L；测得浓缩脱水污泥水pH为6.69，正磷浓度119.80 mg/L；

第三步：取浓缩脱水污泥水300mL，按照深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水体积比1、0.8、0.6、0.4、0.2和0.1，加入不同体积的深度脱水污泥水。

第四步：设置转速为200rpm，搅拌30min，静置15min后取上清液测定出水pH和正磷浓度。

上述实验在六联搅拌机上进行试验。

由图1可知，当深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水体积比为0.4时，出水正磷浓度0.93 mg/L，正磷去除率达到98.9%，正磷去除量为84.99 mg/L，若浓缩污泥水按5000m³/d，则需深度脱水污泥液2000 m³/d，磷酸盐产量约为0.45t/d(以P计)。

Claims (5)

1.一种利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法，所述的深度脱水污泥水是一种通过对污泥加药进行调理，破除细胞壁，释放结合水、吸附水和内部水，改善污泥的脱水性能，再高压压榨脱水至含水率低于60％的污泥水，加药调理过程加入了石灰和FeCl₃，使得深度脱水污泥水中含有Ca²⁺、Fe³⁺，并且污泥中的Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺金属离子也会在脱水过程释放进入污泥水中，其特征在于包括以下步骤：

第一步：将深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水分别预沉淀，去除两种污泥水中的悬浮物；

第二步：测定深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水中pH和正磷的浓度；

第三步：量取浓缩脱水污泥水的体积，按照深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水的体积比为(0.1～3):1的比例将深度脱水污泥水加入到浓缩脱水污泥水中；

第四步：利用搅拌机进行搅拌0.1-3h，静置后取上清液，测定出水pH和正磷浓度。

2.如权利要求1所述的一种利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法，其特征在于：搅拌机的转速为100～300rpm，搅拌0.1～3h。

3.如权利要求1所述的一种利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法，其特征在于：按照深度脱水污泥水和浓缩脱水污泥水的体积比为0.4:1将深度脱水污泥水加入到浓缩脱水污泥水中。

4.如权利要求1所述的一种利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法，其特征在于：所述的深度脱水污泥水的pH值在9～14之间，正磷浓度1～10mg/L之间。

5.如权利要求1所述的一种利用深度脱水污泥水去除浓缩脱水污泥水中磷的方法，其特征在于：所述的浓缩脱水污泥水的pH值为6～9之间，正磷浓度20-150mg/L之间。