CN108467171A - 一种含亚铁污泥回收利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种含亚铁污泥回收利用的方法。该方法包括：调节污泥的pH至6‑8；将污泥经过水解酸化，同时，在厌氧条件下，利用水解酸化后的污泥中的硫酸盐还原菌，进行还原反应，得到粗产品；对粗产品依次进行压滤脱水、烘干处理；添加粘结剂，进行污泥造粒，得到粒径为5mm‑8mm的污泥球；在无氧、300℃‑400℃下，对污泥球干馏0.5h‑2h，完成对含亚铁污泥的回收。含铁污泥经过本发明的方法处理后可以得到脱氮除磷复合填料，其可以作为反硝化曝气生物滤池和反硝化深床滤池的填料。本发明的方法是一种可以充分回收利用含亚铁污泥的方法，在减少排放的基础上实现资源的再利用。

Description

一种含亚铁污泥回收利用的方法
技术领域
本发明涉及一种污泥的回收利用的方法，尤其涉及一种含亚铁污泥的回收利用的方法，属于污泥回收处理技术领域。
背景技术
在废水处理中，硫酸亚铁作为絮凝剂用来去除废水中的悬浮物、胶体、及某些溶解性的有机物，在去除的同时会形成大量含铁污泥，并为废水中带入大量硫酸根离子，污泥经压滤后，外运填埋或焚烧，造成了大量的浪费。如印染行业，在初沉池中投加大量亚铁盐用来脱除废水中的染料，其中含水率95-98％的湿污泥中亚铁含量达3000mg/L以上，且废水中硫酸盐含量也大于2000mg/L，该污泥处理占废水处理运行成本的50％以上。
CN101219844B公开了一种使用污泥发酵液作为硫酸盐还原菌碳源的生物处理硫酸盐酸性废水，并回收单质硫的方法。在该方法中污泥未能完全资源化，且硫的回收较复杂，回收成本较高。
CN102205964B公开了一种使用造纸污泥制备活性炭填料的方法；该方法使污泥干化后再干馏成生物碳，再活化为活性炭用作吸收材料，流化床填料及BAF填料。其主要是起替代粘土和高龄土的作用，但未能实现对污泥中铁及碳源的利用，浪费了一定量的资源。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可以将含亚铁污泥充分回收利用的方法，在减少排放的基础上实现资源的再利用。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种含亚铁污泥回收利用的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：调节污泥的pH至6-8；
步骤二：将污泥经过水解酸化，同时，在厌氧条件下，利用水解酸化后的污泥中的硫酸盐还原菌，进行还原反应，得到粗产品；
步骤三：对所述粗产品依次进行压滤脱水、烘干处理；
步骤四：添加粘结剂，进行污泥造粒，得到粒径为5mm-8mm的污泥球；
步骤五：在无氧、300℃-400℃下，对污泥球干馏0.5h-2h，完成对含亚铁污泥的回收。
在本发明的方法中，在步骤一中，调节污泥的pH至硫酸盐还原菌适宜培养的条件；优选地，调节污泥的pH时采用的物质为硫酸或氢氧化钠。
在本发明的方法中，硫酸盐还原菌是直接在污泥中培养就可以得到的，无需额外添加。
根据本发明的具体实施方式，污泥中的有机物先经过水解酸化为有机酸，同时溶出污泥中的亚铁离子(Fe2+)，然后硫酸盐还原菌(SRB)利用有机酸将污泥中的硫酸根(SO4 2-)还原成硫离子(S2-)，硫离子(S2-)同溶出的亚铁离子(Fe2+)反应生成硫化亚铁(FeS)。
在本发明的方法中，优选地，步骤二的还原反应在硫酸盐还原反应器中进行；更优选地，硫酸盐还原反应器为升流式厌氧污泥床，颗粒污泥膨胀床，卵形污泥消化池和内循环浓缩消化反应器。
在本发明的方法中，优选地，采用的粘结剂为羟基纤维素钠或聚乙烯醇；其中，粘结剂的添加量为1％-20％。
在本发明的方法中，优选地，步骤二的反应温度为20℃-35℃；步骤二的反应时间为3d-5d。
在本发明的方法中，优选地，步骤三中的压滤脱水在压滤机中进行；更优选地，采用的压滤机为板框压滤机。
在本发明的方法中，优选地，经过压滤脱水处理后，粗产品的含水率为60％-70％。
在本发明的方法中，步骤三中，经过烘干处理将污泥烘干为干化污泥；优选地，烘干处理在惰性气体保护的情况下进行烘干；
或者在低于40℃下进行风干；
或者低温下进行冷冻干燥。
在本发明的方法中，优选地，步骤四的污泥造粒在造粒机中进行。
本发明还提供了一种脱氮除磷复合填料，该脱氮除磷复合填料是将含亚铁污泥经过本发明的含亚铁污泥回收利用的方法处理后得到的。
本发明的脱氮除磷复合填料可以作为反硝化曝气生物滤池和反硝化深床滤池的填料。
本发明的含亚铁污泥的回收利用的方法，使用含亚铁污泥作为原料，在厌氧条件下，污泥中的硫酸盐还原菌(SRB)利用污泥中的有机酸将SO4 2-还原成硫离子(S2-)，硫离子(S2-)同污泥中的亚铁离子(Fe2+)结合，生成硫化亚铁(FeS)；含硫化亚铁(FeS)污泥经压滤脱水后，烘干为干化污泥，然后添加粘结剂，在造粒机的作用下制成颗粒状，最后在炭化炉中干馏成颗粒污泥炭。
采用本发明的含亚铁污泥的回收利用的方法得到的颗粒污泥炭富含硫化亚铁(FeS)，适用于作为反硝化曝气生物滤池和反硝化深床滤池的填料，该填料中的硫化亚铁(FeS)既能为自养反硝化菌提供电子供体，还原硝酸盐(NO3-)为氮气(N2)，达到脱氮的目的，又能利用溶解的亚铁离子(Fe2+)沉淀磷酸根离子(PO4 3-)，达到除磷的目的。
本发明的含亚铁污泥的回收利用的方法既可以处理污泥，又能利用污泥中的碳源和铁盐，将经过本发明的方法处理后得到的污泥作为反硝化曝气生物滤池和反硝化深床滤池的填料，充分实现了含亚铁污泥的回收利用。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
印染废水处理中，需要在初沉池中投加大量硫酸亚铁，故印染污泥中含有大量的氢氧化亚铁和硫酸根离子，以某印染厂污泥为例，该污泥的含水量为98％-99％，铁含量为1700mg/L，硫酸盐含量为2500mg/L，COD为5000mg/L，碳硫比为2：1。
本实施例提供了对上述印染污泥的回收利用的方法，该方法包括以下步骤：
污泥经过调节pH至6-8后进入内循环浓缩消化反应器(ICSDT)中，在该反应器中，污泥先水解酸化，然后污泥中的亚铁离子(Fe2+)被大量溶出，接着硫酸盐还原菌(SRB)利用酸化后的有机物将SO4 2-还原成硫离子(S2-)，最后硫离子(S2-)同亚铁离子(Fe2+)结合生成硫化亚铁(FeS)沉淀。污泥在该反应器中停留时间应为3f-5d，反应温度为20℃-35℃，污泥经该反应器处理后含水率降低至90％左右；
经硫酸盐还原菌(SRB)消化后的污泥在经过污泥浓缩和压滤后成为含水量60％左右的半干污泥；
半干污泥经过烘干机烘至绝干，由于硫化亚铁燃点较低，因此烘干应在惰性气体的保护下进行或低温烘干；
烘干后污泥粉末，添加粘合剂(羟基纤维素钠，15％)在造粒机中被制作为5-8mm污泥球；
制作好的污泥球在300℃-500℃下炭化炉中炭化1h；
炭化好的填料在低温干燥下保存，或加水使其含水率不小于50％。
采用本实施例上述得到的填料填充实验反应柱，填料高度50cm，反应柱直径为10cm，高度100cm，采用经生化处理后的印染废水试验脱氮除磷效果，该印染废水的硝酸盐氮为14.8mg/L、总磷量为0.8mg/L和COD为46.8mg/L，进水流量为2L/H，实验温度为35℃，出水硝酸盐氮为3.6mg/L、总磷量为0.24mg/L和COD为44.2mg/L。

Claims (10)

1.一种含亚铁污泥回收利用的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：调节污泥的pH至6-8；
步骤二：将污泥经过水解酸化，同时，在厌氧条件下，利用水解酸化后的污泥中的硫酸盐还原菌，进行还原反应，得到粗产品；
步骤三：对所述粗产品依次进行压滤脱水、烘干处理；
步骤四：添加粘结剂，进行污泥造粒，得到粒径为5mm-8mm的污泥球；
步骤五：在无氧、300℃-400℃下，对所述污泥球干馏0.5h-2h，完成对含亚铁污泥的回收。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中调节污泥的pH时采用的物质为硫酸或氢氧化钠。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，还原反应在硫酸盐还原反应器中进行。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硫酸盐还原反应器为升流式厌氧污泥床、颗粒污泥膨胀床、卵形污泥消化池或内循环浓缩消化反应器；优选地，所述粘结剂为羟基纤维素钠或聚乙烯醇；其中，所述粘结剂的添加量为1％-20％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二的反应温度为20℃-35℃，反应时间为3d-5d。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三的压滤脱水在压滤机中进行；优选地，所述压滤机为板框压滤机。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经过所述压滤脱水处理后，粗产品的含水率为60％-70％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中烘干处理在惰性气体保护的情况下进行烘干；
或者在低于40℃下进行风干；
或者低温下冷冻干燥。
9.一种脱氮除磷复合填料，其特征在于，该脱氮除磷复合填料是将含亚铁污泥经过权利要求1-8任一项所述的方法处理后得到的。
10.权利要求9所述的脱氮除磷复合填料的应用，其特征在于，该脱氮除磷复合填料作为反硝化曝气生物滤池和反硝化深床滤池的填料。
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