CN107867784B - 一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法 - Google Patents

一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107867784B
CN107867784B CN201610852078.5A CN201610852078A CN107867784B CN 107867784 B CN107867784 B CN 107867784B CN 201610852078 A CN201610852078 A CN 201610852078A CN 107867784 B CN107867784 B CN 107867784B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ammonia nitrogen
membrane
excess sludge
acid
sludge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610852078.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107867784A (zh
Inventor
赵宇培
田原
黄爱民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN201610852078.5A priority Critical patent/CN107867784B/zh
Publication of CN107867784A publication Critical patent/CN107867784A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107867784B publication Critical patent/CN107867784B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法，包括顺序相接的以下步骤：①向剩余污泥中加入溶剂，并对其进行预处理，使剩余污泥中的氨氮和COD释放到溶剂中；②将步骤①所得物料中的上层清液转移出来，并用膜对上层清液进行脱氨氮处理，至上层清液中的氨氮不大于20mg/L；③将步骤②所得脱氨氮后的上层清液循环用作步骤①中的溶剂，并对脱氨氮后的剩余污泥进行后期处理。本发明利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法具有普适性，能够显著降低剩余污泥的氨氮值，并由此降低了部分COD值，同时实现资源的回收和环境的保护；本发明消耗少，成本低，经济性好。

Description

一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法
技术领域
本发明涉及一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法，属于剩余污泥处理领域。
背景技术
伴随着经济的发展、人口数量的剧增，污水处理厂数量也日益增多，在污水处理过程当中，会产生大量的剩余污泥(含水率按97％计)，约占处理水量的0.3％～0.5％。剩余污泥作为污水处理的副产物,常含有大量有毒、有害物质，如果不经过妥善处理就将造成二次污染，剩余污泥的处理运行费用约占污水处理厂总运营费用的20％-50％，甚至70％。
随着国内外对资源的需求量的不断增长，大力发展循环经济，开发利用城市污水处理厂污泥资源将成为循环经济发展的重要方面。
发明内容
本发明提供一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法，使剩余污泥中的有效资源得到充分的利用，同时实现了资源的循环利用，降低了剩余污泥的COD(化学需氧量)，为剩余污泥的后期处理提供了便利。
一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法，包括顺序相接的以下步骤：
①向剩余污泥中加入溶剂，并对其进行预处理，使剩余污泥中的氨氮和COD释放到溶剂中，污泥与溶剂的质量比为(1:0.1)-(1:50)；
②将步骤①所得物料中的上层清液分离和转移，并用膜设备对上层清液进行脱氨氮处理，至上层清液中的氨氮不大于20mg/L；
③将步骤②所得脱氨氮后的上层清液循环用作步骤①中的溶剂，并对脱氨氮后的剩余污泥进行后期处理。
上述利用膜技术降低和回收了利用剩余污泥中的氨氮，并部分降低其COD(化学需氧量)。
步骤③中对溶剂进行了回收循环利用，以达到节能减排的目的。
污泥处理的主要目的是稳定化、无害化、减量化、资源化，本申请先将剩余污泥资源化后，再利用土地卫生填埋、焚烧、土地利用等方法进行后期处理，来实现污泥的稳定化、无害化和减量化。
本申请步骤②中使用的是气态膜法(也称支撑气膜法、透膜解吸-吸收法)，利用微孔膜将气、液两相分隔开来，其膜孔是气、液两相传质的场所，利用水性的微孔膜和化学吸收液反应，回收废水中的氨氮，具有低成本、效率高、过程简单、无二次污染、分离系数大、无相变、高效、节能等优点，操作无需特许条件，可在常温下进行，也可直接放大。
为节约成本，本申请溶剂通常为水，包括自来水、河水、湖水、井水等水源均可。也可以根据污泥体系的性质，为加快剩余污泥中氨氮的释放速度，向溶剂中适当添加其它成分，如酸性的硫酸、盐酸、硝酸等，碱性的氢氧化钠，碳酸钠等，中性的乙醇、丙酮等。
步骤①中的预处理为机械搅拌、热解、臭氧氧化、二氧化氯氧化、超声、酸碱解、密闭加压微波辐射、二氧化氯/超声联合或微波辐射/过氧化氢中的至少一种。
为了进一步提高氨氮的回收利用率，步骤②所用膜为聚丙烯(PP)膜、聚偏氟乙烯(PVDF)膜、聚四氟乙烯(PTFE)膜或聚四氟乙烯改性膜。
为了更进一步提高氨氮的回收利用率，步骤②中用膜设备对上层清液进行脱氨氮处理时将步骤①所得物料中的上层清液与吸收液分隔于膜两侧，调节上层清液的pH值至5-16，上层清液中的氨氮在膜两侧浓度差的推动下，转移至吸收液中。
该过程可以是单次操作，也可以将上层清液多次循环通过膜设备，以保证转移效果。
调节pH值所用碱性物质可以是氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙或氢氧化钾等任何释可放出-OH的物质。
为了进一步提高氨氮的回收利用率，吸收液为浓度为0.01mol/L-100mol/L的有机酸或无机酸，并应根据需要，间歇或者连续添加。
为了进一步提高氨氮的回收利用率，进一步优选，无机酸为硫酸、盐酸或硝酸等；有机酸为甲酸、乙酸、苯甲酸、对甲苯磺酸等。
为了进一步提高氨氮的回收利用率，步骤②在温度0-90℃，压力0.01MPa-1MPa，反应时间0.1h-24h的条件下进行。
为了提高产品附加值，将吸收了氨氮的吸收液进行处理，典型无机酸可制得硫酸铵，硝酸铵或盐酸铵，有机酸可制得对应的其它铵盐。步骤③中将脱除氨氮的剩余污泥土地卫生填埋、焚烧、土地利用或烧制建筑材料，还可根据需要，耦合其它的剩余污泥处理方法。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明的有益效果：
1、本发明利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法具有普适性，能够显著降低剩余污泥的氨氮值，并由此降低了部分COD值，同时实现资源的回收和环境的保护。
2、本发明消耗少，成本低，经济性好。
附图说明
图1为本发明脱氨氮示意图；
图中，1为膜组件，2为步骤①所得上层清液，3为吸收液，4为恒温槽，5为调节pH值。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
各实施例中，利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法，包括顺序相接的以下步骤：
①向剩余污泥中加入水，并对其进行预处理，使剩余污泥中的氨氮和COD释放到溶剂中；
②将步骤①所得物料中的上层清液转移出来，上层清液与吸收液分隔于膜两侧，调节上层清液的pH值至5-16，上层清液中的氨氮在膜两侧浓度差的推动下，转移至吸收液中。
③将步骤②所得脱氨氮后的上层清液循环用作步骤①中的溶剂，并对脱氨氮后的剩余污泥进行土地卫生填埋、焚烧、土地利用或烧制建筑材料等后期处理。
步骤①中预处理为机械搅拌、热解、臭氧氧化、二氧化氯氧化、超声、酸碱解、密闭加压微波辐射、二氧化氯/超声联合或微波辐射/过氧化氢中的至少一种；步骤②所用膜设备为聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚四氟乙烯改性膜；吸收液为浓度为0.01mol/L-100mol/L的有机酸或无机酸；步骤②中用膜设备对上层清液进行脱氨氮处理时将上层清液与吸收液分隔于膜两侧，调节上层清液的pH值至5-16，上层清液中的氨氮在膜两侧浓度差的推动下，转移至吸收液中；②脱氨氮处理的温度为0-90℃，压力为0.01MPa-1MPa，时间为0.1h-24h。
实施例1：
剩余污泥1kg，水5kg，热解法，80℃加热0.5h，静置，过滤，以氢氧化钠调节过滤所得清液的pH至14，将过滤后的清液以聚丙烯膜设备循环处理，常温常压，1mol/L的硫酸为吸收液。0.5h后，清液中氨氮从2000mg/L下降到18mg/L，清液的COD下降50％，并回收得硫酸铵，将脱氨氮后的清液循环到步骤1继续用作溶剂处理剩余污泥，将已处理完的污泥收集，填埋。
实施例2：
剩余污泥0.5kg，水5kg，臭氧氧化法处理污泥，静置，过滤，以氢氧化钾调节过滤所得清液的pH至11，将过滤后的清液以聚四氟乙烯膜设备循环处理，50℃，0.2MPa，4mol/L的盐酸为吸收液。1h后，清液中氨氮从800mg/L下降到10mg/L，清液的COD下降40％，并回收得氯化钾，将脱氨氮后的清液循环到步骤1继续处理剩余污泥，将已处理完的污泥收集，烧制活性炭吸附材料。
实施例3：
剩余污泥1kg，水5kg，1MHz超声处理污泥，静置，过滤，以碳酸钠调节过滤所得清液的pH至12，将过滤后的清液以聚偏氟乙烯膜设备循环处理，10℃，0.08MPa，0.5mol/L的硝酸为吸收液。0.5h后，氨氮从100mg/L下降到10mg/L，清液的COD下降35％，并回收得硝酸钠，将脱氨氮后的清液循环到步骤1继续处理剩余污泥，将已处理完的污泥收集，焚烧。
实施例4：
剩余污泥1kg，含有1％硫酸的水5kg，静置，过滤，以氢氧化钠调节过滤所得清液的pH至13，将过滤后的清液以聚丙烯膜设备循环处理，常温常压，2mol/L的对甲苯磺酸为吸收液。2h后，氨氮从5000mg/L下降到20mg/L，清液的COD下降30％。回收得对甲苯磺酸钠，将脱氨氮后的清液循环到步骤1继续处理剩余污泥，将已处理完的污泥收集，堆肥。
实施例5：
剩余污泥0.8kg，水5kg，碱处理法，静置，过滤，以氢氧化钠调节过滤所得清液的pH至12，将过滤后的清液以聚丙烯膜设备循环处理，常温常压，2mol/L的乙酸为吸收液。4h后，氨氮从2000mg/L下降到15mg/L，清液的COD下降60％，并回收得醋酸钠，将脱氨氮后的清液循环到步骤1继续处理剩余污泥，将已处理完的污泥收集，制取建筑材料。
实施例6：
剩余污泥1kg，添加0.1％丙酮的水5kg，机械搅拌，静置，过滤，以碳酸钠调节过滤所得清液的pH至12，将过滤后的清液以聚四氟乙烯膜设备循环处理，60℃，0.1MPa，4mol/L的苯甲酸为吸收液。20h后，清液中氨氮从2000mg/L下降到5mg/L，清液的COD下降40％，并回收得苯甲酸铵，将脱氨氮后的清液循环到步骤1继续处理剩余污泥，将已处理完的污泥收集，填埋。
实施例7：
剩余污泥1kg，水5kg，热解法，80℃加热0.5h，静置，过滤，以氢氧化钠调节过滤所得清液的pH至12，将过滤后的清液以聚丙烯膜设备循环处理，常温常压，1mol/L的硫酸为吸收液。2h后，清液中氨氮从2000mg/L下降到18mg/L，清液的COD下降20％，并回收得硫酸铵，将脱氨氮后的清液循环到步骤1继续用作溶剂处理剩余污泥，将已处理完的污泥收集，填埋。

Claims (5)

1.一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法，其特征在于：包括顺序相接的以下步骤：
①向剩余污泥中加入溶剂，并对其进行预处理，使剩余污泥中的氨氮和COD释放到溶剂中，其中，剩余污泥与溶剂的质量比为（1:0.1）-（1:50），所述溶剂为含有丙酮或者硫酸的水溶液；
②将步骤①所得物料中的上层清液分离和转移，并用膜设备对上层清液进行脱氨氮处理，处理时将上层清液与吸收液分隔于膜两侧，调节上层清液的pH值至5-16，上层清液中的氨氮在膜两侧浓度差的推动下，转移至吸收液中；其中吸收液为浓度为0.01mol/L-100mol/L的有机酸或无机酸，无机酸为硫酸、盐酸或硝酸，有机酸为含有羧基，磺酸基、亚磺酸或硫羧酸的有机物；脱氨氮处理在0-10℃，压力为0.01MPa-1MPa，时间为0.1h-0.5h，至上层清液中的氨氮不大于20mg/L；
③将步骤②所得脱氨氮后的上层清液循环用作步骤①中的溶剂，并对脱氨氮后的剩余污泥进行后期处理。
2.如权利要求1所述的利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法，其特征在于：步骤①中预处理为机械搅拌、热解、臭氧氧化、二氧化氯氧化、超声、酸碱解、密闭加压微波辐射、二氧化氯/超声联合或微波辐射/过氧化氢中的至少一种。
3.如权利要求1所述的利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法，其特征在于：步骤②膜设备所用膜为聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚四氟乙烯改性膜。
4.如权利要求1所述的利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法，其特征在于：将吸收了氨氮的吸收液制备为铵盐。
5.如权利要求1所述的利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法，其特征在于：步骤③中将脱除氨氮的剩余污泥土地卫生填埋、焚烧、土地利用或烧制建筑材料。
CN201610852078.5A 2016-09-26 2016-09-26 一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法 Active CN107867784B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610852078.5A CN107867784B (zh) 2016-09-26 2016-09-26 一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610852078.5A CN107867784B (zh) 2016-09-26 2016-09-26 一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107867784A CN107867784A (zh) 2018-04-03
CN107867784B true CN107867784B (zh) 2020-10-30

Family

ID=61751810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610852078.5A Active CN107867784B (zh) 2016-09-26 2016-09-26 一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107867784B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101602555A (zh) * 2009-07-09 2009-12-16 天津市环海净源高科技开发有限公司 高氨氮水处理方法及设备
CN102951745A (zh) * 2011-08-19 2013-03-06 天津荣翔正达环保科技有限责任公司 一种基于新型氨氮去除技术的垃圾渗沥液处理工艺
CN103641283A (zh) * 2013-11-26 2014-03-19 华南理工大学 一种经济的从剩余污泥中回收磷的方法
CN103693828A (zh) * 2013-12-20 2014-04-02 华南理工大学 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

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101407403B1 (ko) * 2012-02-02 2014-06-17 한국과학기술연구원 막 증류용 분리막 모듈 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101602555A (zh) * 2009-07-09 2009-12-16 天津市环海净源高科技开发有限公司 高氨氮水处理方法及设备
CN102951745A (zh) * 2011-08-19 2013-03-06 天津荣翔正达环保科技有限责任公司 一种基于新型氨氮去除技术的垃圾渗沥液处理工艺
CN103641283A (zh) * 2013-11-26 2014-03-19 华南理工大学 一种经济的从剩余污泥中回收磷的方法
CN103693828A (zh) * 2013-12-20 2014-04-02 华南理工大学 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

Also Published As

Publication number Publication date
CN107867784A (zh) 2018-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103771679B (zh) 一种污水污泥节能脱水和重金属高效脱除协同处理方法
CN101659457B (zh) 一种处理生化尾水树脂脱附液的回收与处置方法
CN109250884B (zh) 一种消化污泥联合热水解的沼液高效脱氨工艺
CN107572743B (zh) 一种催化湿式氧化法处理工业污泥的方法
CN109293148B (zh) 一种含硫含盐废水的处理装置及其处理方法
CN108996865B (zh) 一种污泥产沼气预处理方法与装置
CN108033592B (zh) 一种高氨氮废水的处理方法
CN103252340A (zh) 一种Fenton铁泥资源化利用的方法
CN109626684B (zh) 高硝酸盐废水的处理装置及其工艺
CN108191056B (zh) 一种脱硫脱硝废水与氨氮废水的脱硫除氮方法
CN110386728B (zh) 一种管式自由基氧化处理高盐度高cod工业废水的一体化工艺
CN102320704B (zh) 一种废液综合处理装置
CN104399315B (zh) 一种同时对蓝藻进行脱毒和脱水的方法
CN107867784B (zh) 一种利用膜回收利用剩余污泥中氨氮的方法
CN106630513A (zh) 一种新型污泥预处理方法
CN105417784A (zh) 一种含重金属酸性污水的固化处理方法
CN112678973B (zh) 氨法烟气脱硫循环液脱氯的方法
CN109205941B (zh) 一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法
CN111252747A (zh) 一种硝酸低成本清洁生产再利用工艺
CN110697959A (zh) 一种高盐高氨氮废水的资源化再利用方法
CN105523571A (zh) 用于二氧化碳捕集后矿化的有机胺处理和资源化利用方法
CN108147591A (zh) 一种催化臭氧氧化技术处理高浓度碱性树脂脱附液的方法
CN204237677U (zh) 煤化工废水零排放工艺专用设备
CN106116078A (zh) 一种污泥处理方法
CN112723696A (zh) 一种污泥减量化和资源化处理工艺系统和处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant