CN110845107A - 一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法 - Google Patents

一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110845107A
CN110845107A CN201911023976.XA CN201911023976A CN110845107A CN 110845107 A CN110845107 A CN 110845107A CN 201911023976 A CN201911023976 A CN 201911023976A CN 110845107 A CN110845107 A CN 110845107A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sludge
anaerobic digestion
recovery efficiency
improving
phosphorus recovery
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.)
Pending
Application number
CN201911023976.XA
Other languages
English (en)
Inventor
徐志嫱
史可
李瑶
董雯
曹琛洁
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.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
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 Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN201911023976.XA priority Critical patent/CN110845107A/zh
Publication of CN110845107A publication Critical patent/CN110845107A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • C02F11/10—Treatment of sludge; Devices therefor by pyrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/45—Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium
    • C01B25/451—Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium containing metal and ammonium
    • 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
    • C02F11/02—Biological treatment
    • C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • 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
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • 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
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
    • C02F11/127—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering by centrifugation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/06—Sludge reduction, e.g. by lysis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

本发明公开了一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法，具体步骤为：对污水处理厂的剩余污泥进行预处理；将步骤1中得到的污泥进行热水解，结晶后在离心机内进行固液分离；利用磷酸铵镁法，对步骤2中分离出的上清液进行沉淀和分离；将步骤2所得到的热水解残留固形物与步骤3分离结晶产物后得到的上清液进行混合，注入厌氧消化反应器中进行厌氧消化反应。通过在热水解条件下添加EDTA，污泥细胞壁的破裂程度加大，污泥内部存在的水份也被释放出来，通过直接脱水或厌氧消化后脱水，污泥含水率均能降低到80％以下，更有利于污泥的运输与后段处理。

Description

一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法
技术领域
本发明属于低温热水解污泥技术领域，涉及一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法。
背景技术
污水处理厂在污水处理时会产生大量的污泥，污泥中含有大量的磷，直接进行排放，则会造成河流水体的污染。
污泥在常规放置条件下磷释放率低、释放量少，目前污泥磷释放主要采用热水解、酸碱投加、厌氧消化、氧化等物理化学手段，对磷的释放率较低，难以有效释放；其次，利用产生的消化上清液对于鸟粪石(MgNH4PO4)的回收会存在输送管道无效结垢问题，对设备产生不利影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法，通过加入一定量的EDTA来提高磷的释放率，产生的富磷上清液采用磷酸铵镁法回收磷，并且具有提高厌氧消化甲烷产率的特点。
本发明所采用的技术方案是一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对污水处理厂的剩余污泥进行预处理；
步骤2、将步骤1中得到的污泥进行低温热水解，结晶后在离心机内进行固液分离；
步骤3、利用磷酸铵镁法，对步骤2中分离出的上清液进行沉淀和分离；
步骤4、将步骤2所得到的热水解残留固形物与步骤3分离结晶产物后得到的上清液进行混合，注入厌氧消化反应器中进行厌氧消化反应。
本发明的特点还在于：
步骤1具体为：将含水率为99％的剩余污泥进行浓缩处理得到含水率为95％左右的污泥。
步骤2中采用低温热水解反应器，利用1mol/L的HCl溶液将pH值调节为pH＝3.9，温度为62℃，EDTA浓度为9.2mmol/L条件下，进行低温热水解反应1h。
步骤2中离心机的转速为3000r/min，离心5min。
步骤3具体为：
步骤3.1、测定上清液中正磷酸盐的摩尔浓度；
步骤3.2、投加Mg：Cl摩尔比为1.2：1的镁盐水溶液和NaOH溶液，调节pH值为pH＝9，并在25℃下，以200r/min的速度搅拌10min；
步骤3.3、离心分离沉淀物，自然干燥后得到磷酸按镁粗品，既鸟粪石。
步骤4中在反应器内接种20％体积的厌氧颗粒污泥，搅拌速率为200r/min，反应温度为35℃，进行厌氧消化15天。
对厌氧消化的pH值控制在pH＝7。
本发明的有益效果是：
(1)通过在低温热水解阶段投加EDTA，可以使剩余污泥中的磷最大限度的释放出来，磷的释放率可达到76％左右。
(2)通过磷酸铵镁法回收磷，不仅提高污泥中磷的回收效率，还可提升鸟粪石的纯度，另外对氨氮也进行了回收利用。
(3)在热水解过程中胞外聚合物发生破坏，细胞破裂，大量的溶解性物质(有机质、氮和磷)进入上清液中。前期热水解预处理提高了污泥厌氧消化产气速率，缩短厌氧消化时间。
(4)对剩余污泥有很好的减量效果：通过在热水解条件下添加EDTA，污泥细胞壁的破裂程度加大，污泥内部存在的水份也被释放出来，通过直接脱水或厌氧消化后脱水，污泥含水率均能降低到80％以下，更有利于污泥的运输与后段处理。
附图说明
图1是本发明提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化方法的工艺流程图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对污水处理厂的剩余污泥进行预处理；
步骤2、将步骤1中得到的污泥进行低温热水解，结晶后在离心机内进行固液分离；
步骤3、利用磷酸铵镁法，对步骤2中分离出的上清液进行沉淀和分离；
步骤4、将步骤2所得到的热水解残留固形物与步骤3分离结晶产物后得到的上清液进行混合，注入厌氧消化反应器中进行厌氧消化反应。
步骤1具体为：
将含水率为99％的剩余污泥进行浓缩处理得到含水率为95％左右的污泥。
步骤2中采用低温热水解反应器，利用1mol/L的HCl溶液将pH值调节为pH＝3.9，温度为62℃，EDTA浓度为9.2mmol/L条件下，进行低温热水解反应1h，通过低温热水解和EDTA的共同作用使剩余污泥中各营养元素(主要是有机物、氨氮和正磷酸盐)最大限度地转移到上清液中，使磷的释放率可达到76％。
步骤2中离心机的转速为3000r/min，离心5min。
步骤3具体为：
步骤3.1、测定上清液中正磷酸盐的摩尔浓度；
步骤3.2、投加Mg：Cl摩尔比为1.2：1的镁盐水溶液和NaOH溶液，调节pH值为pH＝9，并在25℃下，以200r/min的速度搅拌10min；
步骤3.3、离心分离沉淀物，自然干燥后得到磷酸按镁粗品，既鸟粪石。
该步骤使上清液中的正磷酸盐、氨氮与投加的镁离子形成磷酸按镁沉淀，可使上清液中磷的回收率达到97.3％，NH4 +-N去除率达到24.7％，鸟粪石纯度可达61.3％。
步骤4中在反应器内接种20％体积的厌氧颗粒污泥，搅拌速率为200r/min，反应温度为35℃，进行厌氧消化15天；对厌氧消化的pH值控制在pH＝7；上清液中EDTA的加入不仅缩短了厌氧消化时间，还增加了消化液中SCOD的浓度，有效高了甲烷的产率。
实施例：
(1)取城市污水处理厂二沉池剩余污泥，以1500r/min，通过离心机离心，在室温条件下离心5分钟，使其含水率将为95％左右(剩余污泥特性：TP:520～734.1mg/L、IP:416.1～458.1mg/L、TCOD:44707～45180mg/L)。
(2)如图1所示，将预处理得到的95％含水率的剩余污泥加入低温热水解反应器，用1mol/L HCl溶液调节污泥pH＝3.9，温度为62℃，EDTA浓度为9.2mmol/L条件下，进行低温热水解反应1h。反应后以3000r/min转速，离心5min,进行固液分离，得到上清液和热水解残留固体物。上清液中磷、正磷酸盐、氨氮、和SCOD的浓度可达506mg/L、403mg/L、393mg/L和7660mg/L。
(3)测定步骤(2)得到的上清液中正磷酸盐的摩尔浓度和含量,投加Mg：CL摩尔比为1.2:1的镁盐水溶液,在利用NaOH溶液，调节pH值pH＝9、反应温度25℃，搅拌速度200r/min，搅拌反应10min的条件下进行结晶反应，形成主要成分为磷酸铵镁(鸟粪石)的结晶产物，磷酸铵镁的纯度达61.3％。
(4)将步骤(3)分离结晶产物后得到的上清液与步骤(2)所得到的热水解残留固形物混合注入厌氧消化反应器中,反应器接种20％体积的厌氧颗粒污泥(厌氧接种污泥的特性为：SS 20.0～21.1g/L、TP 30.3～32.6mg/L、NH4 +-N51.23～53.44mg/L、COD 450.2～473.8mg/L)，搅拌速率为200r/min，反应温度为35℃，进行15天厌氧消化反应，厌氧消化的pH值控制在pH＝7；得到甲烷气体，有效高了甲烷的产率。

Claims (7)

1.一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对污水处理厂的剩余污泥进行预处理；
步骤2、将步骤1中得到的污泥进行低温热水解，结晶后在离心机内进行固液分离；
步骤3、利用磷酸铵镁法，对步骤2中分离出的上清液进行沉淀和分离；
步骤4、将步骤2所得到的热水解残留固形物与步骤3分离结晶产物后得到的上清液进行混合，注入厌氧消化反应器中进行厌氧消化反应。
2.根据权利要求1所述的一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法，其特征在于，所述步骤1具体为：
将含水率为99％的剩余污泥进行浓缩处理得到含水率为95％左右的污泥。
3.根据权利要求1所述的一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法，其特征在于，所述步骤2中采用低温热水解反应器，利用1mol/L的HCl溶液将pH值调节为pH＝3.9，温度为62℃，EDTA浓度为9.2mmol/L条件下，进行低温热水解反应1h。
4.根据权利要求1所述的一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法，其特征在于，所述步骤2中离心机的转速为3000r/min，离心5min。
5.根据权利要求1所述的一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法，其特征在于，所述步骤3具体为：
步骤3.1、测定上清液中正磷酸盐的摩尔浓度；
步骤3.2、投加Mg：Cl摩尔比为1.2：1的镁盐水溶液和NaOH溶液，调节pH值为pH＝9，并在25℃下，以200r/min的速度搅拌10min；
步骤3.3、离心分离沉淀物，自然干燥后得到磷酸按镁粗品，既鸟粪石。
6.根据权利要求1所述的一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法，其特征在于，所述步骤4中在反应器内接种20％体积的厌氧颗粒污泥，搅拌速率为200r/min，反应温度为35℃，进行厌氧消化15天。
7.根据权利要求6所述的一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法，其特征在于，对厌氧消化的pH值控制在pH＝7。
CN201911023976.XA 2019-10-25 2019-10-25 一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法 Pending CN110845107A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911023976.XA CN110845107A (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911023976.XA CN110845107A (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110845107A true CN110845107A (zh) 2020-02-28

Family

ID=69598032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911023976.XA Pending CN110845107A (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110845107A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113277690A (zh) * 2021-05-12 2021-08-20 华中科技大学 一种污泥综合处置及磷资源回收的方法及产物

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101289267A (zh) * 2007-04-20 2008-10-22 深圳市环源科技发展有限公司 湿污泥干化处理系统与工艺
CN103936249A (zh) * 2014-03-27 2014-07-23 同济大学 提高含磷化学-生物混合污泥厌氧发酵释磷率的方法
CN107382003A (zh) * 2017-08-11 2017-11-24 东南大学 一种基于热水解与化学调质联合预处理的污泥厌氧消化方法
CN108911460A (zh) * 2018-06-22 2018-11-30 西安理工大学 一种从剩余污泥液相中回收磷的工艺
WO2019126117A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-27 Veolia Water Solutions & Technologies Support Method of treating sludge

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101289267A (zh) * 2007-04-20 2008-10-22 深圳市环源科技发展有限公司 湿污泥干化处理系统与工艺
CN103936249A (zh) * 2014-03-27 2014-07-23 同济大学 提高含磷化学-生物混合污泥厌氧发酵释磷率的方法
CN107382003A (zh) * 2017-08-11 2017-11-24 东南大学 一种基于热水解与化学调质联合预处理的污泥厌氧消化方法
WO2019126117A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-27 Veolia Water Solutions & Technologies Support Method of treating sludge
CN108911460A (zh) * 2018-06-22 2018-11-30 西安理工大学 一种从剩余污泥液相中回收磷的工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李瑶: "EDTA对低温热水解污泥鸟粪石回收效率和纯度的影响研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑 (月刊)》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113277690A (zh) * 2021-05-12 2021-08-20 华中科技大学 一种污泥综合处置及磷资源回收的方法及产物
CN113277690B (zh) * 2021-05-12 2022-04-08 华中科技大学 一种污泥综合处置及磷资源回收的方法及产物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110395800B (zh) 一种用于反硝化外加碳源的制备方法和应用
CN106865571B (zh) 一种化工浓盐水制取小苏打和硫酸铵的方法
CN103641283A (zh) 一种经济的从剩余污泥中回收磷的方法
AU2020102089A4 (en) A method for recycling sludge resources in stages by quality and phase separation
EP0564298A1 (en) Method for treating organic sludge
CN110589788A (zh) 一种电池级磷酸铁合成工艺过程中废水资源化利用的方法
WO2005049511A1 (ja) リン酸マグネシウムアンモニウムの生成・回収方法及び装置
CN109592659A (zh) 一种市政污泥水热碳化回收磷的方法
AU2020101669A4 (en) Resource-based process for simultaneously recovering nitrogen and phosphorus from anaerobic digested sludge
CN105000766B (zh) 一种提高剩余活性污泥氮磷回收率的清洁生产方法
CN102249494A (zh) 降低厌氧过程高浓度氨氮同步提高产甲烷菌活性的方法
CN114195341B (zh) 一种提高剩余污泥厌氧产甲烷效率和磷可利用度的强化预处理方法
CN114774487B (zh) 一种从剩余污泥中同步回收短链脂肪酸和氮的方法
CN204874226U (zh) 一种剩余活性污泥资源化与能源化处理系统
CN108911460A (zh) 一种从剩余污泥液相中回收磷的工艺
CN113292216A (zh) 一种热碱解-磷酸铵镁固定磷氮-脱出水利用的联合工艺处理剩余污泥的方法
CN117023930A (zh) 一种高含固含铁污泥中磷的资源化回收方法
CN112142150A (zh) 一种高效低耗同步回收沼液中氮磷的装置及其方法
CN110845107A (zh) 一种提高污泥中磷回收效率和促进厌氧消化的方法
CN113754209A (zh) 一种污水厂的磷资源回收方法
CN107416863B (zh) 磷酸铁生产的废水制备工业级铵盐的方法
CN108569812B (zh) 一种含低浓度硫酸废水的处理系统及处理方法
CN105271625A (zh) 一种提高剩余活性污泥资源能源回收率的清洁生产方法
CN102874784A (zh) 利用海水淡化浓缩海水沉淀回收污水中氮磷的方法
CN108689585B (zh) 一种从低温冷冻和微波联合预处理污泥上清液中回收磷的方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200228

RJ01 Rejection of invention patent application after publication