CN113292223B - 一种复配调理剂及剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法 - Google Patents

一种复配调理剂及剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种复配调理剂及剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法，属于污泥处理技术领域。本发明提供的复配调理剂的A组分中的氯化铁与氯化钙可以改善剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的Zeta电位绝对值；通过调配氯化铁与氯化钙的投加比例，可以保障磷酸铵镁的产率；B组分中的氢氧化钙可以改善剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水性能；C组分中的阳离子聚丙烯酰胺使剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物絮凝凝结，提高其脱水效果。实施例结果显示，本发明提供的复配调理剂用于剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水时能够明显改善含MAP混合物脱水性能，且可保障脱水泥饼中磷酸铵镁的含量。

Description

一种复配调理剂及剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物 的脱水方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种复配调理剂及剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法。
背景技术
我国城市污水处理能力从2002年的6155万立方米/日提高到2016年的 16779万立方米/日，污水处理率从2002年的39.97％增长到2016年的 93.44％，2020年底污水处理率目标约为95％，由此必将产生大量的剩余污泥。由于相关标准体制还不够健全，我国的剩余活性污泥处理现状不容乐观，大部分剩余污泥没能得到规范化处理。另外，剩余污泥中含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理直接排放到环境中，对地下水和土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康。因此，剩余污泥的减量化、无害化处理和资源化利用具有迫切要求和现实意义。
目前，可通过高温热解、碱解、热碱解、超声波、臭氧氧化、双氧水氧化等技术破解微生物细胞体，释放细胞内的水和营养物质，其中的氮与磷可资源化利用生产磷酸铵镁，同时降低污泥脱水后污泥中的有机质含量及污泥含水率，从而实现污泥减量化。
申请公布号为CN 103693828 A的中国专利公开了碱解预处理—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，采用二级碱解技术进行破胞，获得磷酸铵镁粗品同时回收甲烷，但存在磷酸铵镁混合物的污泥比阻增大导致其难以脱水的缺馅。申请公布号为CN 110981160 A 的中国专利公开了一种新型复合污泥脱水剂及其制备和使用方法，由无机辅料和两性有机主体组成的复合污泥脱水剂，虽然该方案通过消除污泥正负电荷来提高脱水效果，但存在无机辅料中铁含量过高的缺馅，且生成大量的磷酸铁而降低了磷酸铵镁的含量。
因此，需要寻找一种既能改善剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水性能的复配调理剂及脱水方法，又能够在剩余污泥资源化利用时保障剩余污泥破胞-MAP反应混合物机械脱水效率，又能保障脱水泥饼中磷酸铵镁较高的含量。
发明内容
本发明的目的在于提供复配调理剂及剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法，本发明提供的复配调理剂用于剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物机械脱水时能够提高含磷酸铵镁混合物的脱水效果，且能够保障脱水泥饼中磷酸铵镁较高的含量。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种复配调理剂，包括A组分、B组分和C组分：
按重量份计，所述A组分包括：氯化铁1～5份、氯化钙10～30份和水 65～85份；
按重量份计，所述B组分包括：氢氧化钙10～20份和水80～90份；
按重量份计，所述C组分包括：阳离子聚丙烯酰胺0.1～0.5份和水 99.5～99.9份；
所述A组分、B组分和C组分的重量比为(5.0～15.0):(2.0～12.0):(0.2～2.0)。
优选地，所述阳离子聚丙烯酰胺的分子量800～1200万。
本发明还提供了一种复配调理剂及剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法，包括以下步骤：
(1)将剩余污泥与碱混合，进行碱解破胞，得到碱解混合物；
(2)将所述步骤(1)得到的碱解混合物与镁盐混合，进行磷酸铵镁沉淀反应，得到含磷酸铵镁混合物；
(3)将所述步骤(2)得到的含磷酸铵镁混合物依次与所述的复配调理剂中的A组分、B组分和C组分混合，然后进行机械脱水，得到脱出水和含MAP泥饼。
优选地，所述步骤(1)中碱解破胞包括碱解反应或热碱解反应。
优选地，所述步骤(1)中的热碱解反应的温度为75.0～90.0℃，热碱解反应的时间为30.0～90.0min，热碱解反应的初始pH值为10.5～11.5。
优选地，所述步骤(2)中镁盐与碱解混合物中的磷的物质的量之比为 (1.5～1.8):1。
优选地，所述步骤(2)中的磷酸铵镁沉淀反应的初始pH值为9.2～10.2，沉淀反应的时间为15.0～35.0min。
优选地，所述步骤(3)中复配调理剂中的A组分的质量为含磷酸铵镁混合物的质量的5.0～15.0％；复配调理剂中的B组分的质量为含磷酸铵镁混合物的质量的2.0～12.0％；复配调理剂中的C组分的质量为含磷酸铵镁混合物的质量的0.2～2.0％。
优选地，所述步骤(3)中的与复配调理剂中的A组分、B组分和C组分的混合的时间分别为10～15min、10～15min和15～30min。
优选地，所述步骤(3)中的机械脱水包括机械压滤或离心。
本发明提供了一种复配调理剂，包括A组分、B组分和C组分：按重量份计，所述A组分包括：氯化铁1～5份、氯化钙10～30份和水65～85份；按重量份计，所述B组分包括：氢氧化钙10～20份和水80～90份；按重量份计，所述C组分包括：阳离子聚丙烯酰胺0.1～0.5份和水99.5～99.9份；所述 A组分、B组分和C组分的重量比为(5.0～15.0):(2.0～12.0):(0.2～2.0)。本发明提供的复配调理剂在用于剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法时，所述复配调理剂中，A组分中的氯化铁与氯化钙可以减小含磷酸铵镁混合物(含磷酸铵镁混合物以下简称含MAP混合物)的Zeta电位绝对值，即可降低含MAP混合物的比阻，从而改善含MAP混合物的脱水性能；通过调配氯化铁与氯化钙的投加比例，可以将氯化铁与正磷酸盐反应生成磷酸铁的量控制在一个比较小的范围，从而保障脱水泥饼中MAP的产率；B组分中的氢氧化钙可以减小含MAP混合物的Zeta电位绝对值，即可减小含 MAP混合物的比阻，从而改善含MAP混合物的脱水性能；C组分中的阳离子聚丙烯酰胺通过若干个高分子链对悬浮物“桥连”形成粗大絮体，因此能絮凝含MAP混合物，提高其脱水效果。实施例结果显示，本发明提供的复配调理剂用于剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水时，得到的含 MAP泥饼的含水率为51.2％；而未采用本发明的复配调理的方法得到的含MAP泥饼的含水率高达81.5％，可见，本发明提供的复配调理剂能够明显改善剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物脱水性能。另外，采用本发明提供的复配调理剂用于剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物机械脱水时，得到的含MAP泥饼的氮回收率54.3％，正磷酸盐回收率93.5％；而未采用本发明的复配调理剂的方法得到的含MAP泥饼的氨氮回收率41.6％，正磷酸盐回收率70.2％，可见，由本发明提供的复配调理剂进行的调理可显著提高泥饼中MAP的得率。
附图说明
图1为本发明的剩余污泥的处理方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种复配调理剂，包括A组分、B组分和C组分：
按重量份计，所述A组分包括：氯化铁1～5份、氯化钙10～30份和水 65～85份；
按重量份计，所述B组分包括：氢氧化钙10～20份和水80～90份；
按重量份计，所述C组分包括：阳离子聚丙烯酰胺0.1～0.5份和水 99.5～99.9份；
所述A组分、B组分和C组分的重量比为(5.0～15.0):(2.0～12.0):(0.2～2.0)。
在本发明中，所述复配调理剂中的组分无特殊说明，均采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
本发明提供的复配调理剂包括A组分、B组分和C组分。所述复配调理剂的三种组分在使用时分别与含MAP混合物混合，调节含MAP混合物的脱水性能。在本发明中，按重量份计，所述A组分包括氯化铁1～5份，优选为2～4份，更优选为3～4份。
在本发明中，按重量份计，所述A组分包括氯化钙10～30份，优选为 15～25份，更优选为20～25份。在本发明中，对剩余污泥碱解破胞后的含 MAP混合物进行机械脱水时，所述氯化铁和氯化钙可以减小剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物的Zeta电位绝对值，即可减小剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物的比阻，从而改善其脱水性能；通过调配氯化铁与氯化钙的投加比例为上述范围，可以将氯化铁与正磷酸盐反应生成磷酸铁的量控制在一个比较小的范围，从而提高泥饼中MAP的产率。
在本发明中，按重量份计，所述A组分包括水65～85份，优选为70～80 份。在本发明中，所述水为组分A的溶剂。在本发明中，所述水的用量为上述范围时，能够充分溶解氯化铁和氯化钙。
在本发明中，按重量份计，所述B组分包括氢氧化钙10～20份，优选为 15～20份。在本发明中，对剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物进行机械脱水时，所述氢氧化钙可减小剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物的Zeta 电位绝对值，即可减小剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物的比阻，从而改善剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物的脱水性能；由于氢氧化钙显碱性，可以使脱水后的含MAP泥饼显碱性，可以对南方偏酸性土壤直接施肥，从而改良土壤。
在本发明中，按重量份计，所述B组分包括水80～90份，优选为85～90 份。在本发明中，所述水为组分B的溶剂。所述水的用量为上述范围时，能够充分分散氢氧化钙。
在本发明中，按重量份计，所述C组分包括阳离子聚丙烯酰胺0.1～0.5 份，优选为0.2～0.3份。在本发明中，所述阳离子聚丙烯酰胺通过若干个高分子链对悬浮物“桥连”形成粗大絮体，能絮凝剩余污泥碱解破胞后的含 MAP混合物，提高剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物的脱水效果。
在本发明中，所述阳离子聚丙烯酰胺的分子量优选为800～1200万，更优选为900～1000万。在本发明中，所述阳离子聚丙烯酰胺的分子量为上述范围时更有利于提高对剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物的絮凝效果，进而更有利于进一步提高剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物的脱水效果。
在本发明中，按重量份计，所述C组分包括水99.5～99.9份，优选为99.7 份。在本发明中，所述水为组分C的溶剂。所述水的用量为上述范围时，能够充分分散阳离子聚丙烯酰胺。
在本发明中，所述A组分、B组分和C组分的重量比为 (5.0～15.0):(2.0～12.0):(0.2～2.0)，优选为(5.0～10.0):(5.0～10.0):(0.5～1.5)，更优选为(6.0～8.0):(5.0～8.0):(0.8～1.0)。在本发明中，所述A组分、B组分和C组分的重量比为上述范围时，能够充分发挥对剩余污泥碱解破胞后的含MAP 混合物的脱水效果。
本发明提供的复配调理剂的A组分、B组分和C组分中的药剂能够充分减小剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物的Zeta电位绝对值，即可减小剩余污泥碱解破胞后的含MAP混合物的比阻，从而改善脱水性能；同时将氯化铁与正磷酸盐反应生成磷酸铁的量控制在一个比较小的范围，可提高泥饼中MAP的含量。
在本发明中，所述复配调理剂的制备方法优选包括：将氯化铁、氯化钙和水混合，得到复配调理剂的A组分；将氢氧化钙和水混合，得到复配调理剂的B组分；将阳离子聚丙烯酰胺和水混合，得到复配调理剂的C组分。
本发明提供了一种剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法，包括以下步骤：
(1)将剩余污泥与碱混合，进行碱解破胞，得到碱解混合物；
(2)将所述步骤(1)得到的碱解混合物与镁盐混合，进行磷酸铵镁沉淀反应，得到含MAP混合物；
(3)将所述步骤(2)得到的含MAP混合物依次与所述的复配调理剂中的A组分、B组分和C组分混合，然后进行机械脱水，得到脱出水和含 MAP泥饼。
本发明将剩余污泥与碱混合，进行碱解破胞，得到碱解混合物。
本发明对所述剩余污泥的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员能够获得的剩余污泥即可。
在本发明中，所述碱优选包括氢氧化钠或氢氧化钙。在本发明中，所述碱能够为提供碱性环境，使剩余污泥细胞充分破胞。本发明对所述碱的用量没有特殊限定，能够将所述碱解破胞的初始反应的pH值调节至所需即可。
在本发明中，所述碱解破胞优选包括碱解反应或热碱解反应，更优选为热碱解反应。在本发明中，所述碱解反应或热碱解反应能够使剩余污泥细胞充分破胞。
在本发明中，当所述碱解破胞为碱解反应时，所述碱解反应的初始pH 值优选为11.0～13.0，更优选为11.0～12.0；所述碱解反应的反应时间优选为 0.5～8h，更优选为5～7h。在本发明中，所述碱解反应的参数为上述范围时，更有利于使剩余污泥充分破胞。
在本发明中，当所述碱解破胞为热碱解反应时，所述热碱解反应的温度优选为75.0～90.0℃，更优选为80.0～85.0℃；所述热碱解反应的pH值优选为10.5～11.5，更优选为11.0～11.5；所述热碱解反应的时间优选为 30.0～90.0min，更40.0～50.0min。在本发明中，所述热碱解反应的参数为上述范围时，更有利于使理剩余污泥充分破胞。
得到碱解混合物后，本发明将所述碱解混合物与镁盐混合，进行磷酸铵镁沉淀反应，得到含MAP混合物。
在本发明中，所述镁盐与碱解混合物中的磷的物质的量之比优选为 (1.5～1.8):1，更优选为(1.6～1.7):1。在本发明中，所述沉淀反应为非均相反应体系，投加的镁盐可能形成多种沉淀物，镁磷摩尔比小于1.5将因镁不足导致磷的资源化利用率降低，但镁磷摩尔比大于1.8则因镁大大过剩导致镁盐的浪费。在本发明中，当所述镁盐与碱解混合物中的磷的物质的量之比为上述范围时有利于提高沉淀反应的效率，提高磷的资源化利用率。
本发明对所述镁盐的种类没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知市售镁盐即可。在本发明中，所述镁盐优选包括氯化镁、硫酸镁和碳酸镁中的一种或多种。在本发明中，所述镁盐的种类为上述类型时，更有利于使沉淀反应充分进行。
在本发明中，所述磷酸铵镁沉淀反应的初始pH值优选为9.2～10.2，更优选为9.5～10.0。在本发明中，所述沉淀反应为复杂的非均相反应体系，由于存在其它的缓冲盐，当pH小于9.2时MAP生成率很低；但pH大于10.2 时，不但增加药剂费用，而且对后续的机械脱水性能产生不利影响。在本发明中，所述沉淀反应的初始pH值为上述范围时使沉淀反应充分完成。
在本发明中，所述磷酸铵镁沉淀反应的温度优选为40～60℃，更优选为 45～50℃；所述沉淀反应的时间优选为15.0～35.0min，更优选为20.0～30.0min。在本发明中，所述沉淀反应的温度和时间为上述范围时能够促进沉淀反应充分完成，将剩余污泥中的磷充分转化为磷酸铵镁。
本发明对所述沉淀反应的装置没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的沉淀反应的装置即可。在本发明中，所述沉淀反应装置优选为夹套冷却反应釜。
得到含MAP混合物后，本发明将所述含MAP混合物依次与所述的复配调理剂中的A组分、B组分和C组分混合，然后进行机械脱水，得到脱出水和含MAP泥饼。
在本发明中，对剩余污泥破胞-MAP反应混合物机械脱水时，所述所述的复配调理剂中的A组分、B组分和C组分的用量均以含MAP混合物脱水后的干质量为基准进行计算。在本发明中，由于含MAP混合物的含水量不确定，采用含MAP混合物的质量来计算复配调理剂中的A组分、B组分和 C组分的用量，能够更准确地确定复配调理剂中的A组分、B组分和C组分的用量。
本发明先将所述含MAP混合物与所述的复配调理剂中的A组分混合。在本发明中，所述复配调理剂中的A组分的质量优选为含MAP混合物的质量的5.0～15.0％；更优选为10.0～15.0％。在本发明中，所述A组分中的氯化铁与氯化钙可以含MAP泥水混合物的比阻，从而改善其脱水性能；通过调配氯化铁与氯化钙的投加比例，并且将氯化铁与正磷酸盐反应生成磷酸铁的量控制在一个比较小的范围，从而保障泥饼中MAP的含量。在本发明中，当所述复配调理剂中的A组分的用量为上述范围时，能够充分提高含MAP 混合物的机械脱水性能，且可提高泥饼中MAP的含量。
本发明对所述含MAP混合物与A组分混合的操作没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式，能够将上述组分混合均匀即可。在本发明中，所述含MAP混合物与A组分的混合优选为机械搅拌。在本发明中，所述含MAP混合物与A组分的混合的时间优选为10～15min，更优选为 12～14min。在本发明中，所述含MAP混合物与A组分的混合时间为上述范围时，能够使A组分中的氯化铁与氯化钙充分发挥减小含MAP混合物的比阻的效果，进而可充分提高含MAP混合物的脱水性。
本发明对所述含MAP混合物与A组分的混合的装置没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的调理反应釜即可。在本发明中，所述调理反应釜优选包括不锈钢夹套反应釜、碳钢夹套反应釜、搪玻璃夹套反应釜或钢衬夹套反应釜，更优选为搪玻璃夹套反应釜。
含MAP混合物与A组分的混合完成后，本发明将所述含MAP混合物与A组分的混合物与B组分混合。在本发明中，所述复配调理剂中的B组分的质量优选为含MAP混合物的质量的2.0～12.0％；更优选为10.0～15.0％。在本发明中，所述B组分中的氢氧化钙可以减小含MAP混合物的比阻，从而改善脱水性能；由于氢氧化钙显碱性，可以使脱水后的含MAP泥饼显碱性，可以对南方偏酸性土壤直接施肥，从而改良土壤。在本发明中，当所述 B组分的用量为上述范围时，能够充分提高含MAP混合物的脱水性能。
本发明对所述含MAP混合物和A组分的混合物与B组分混合的操作没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式，能够将上述组分混合均匀即可。在本发明中，所述含MAP混合物和A组分的混合物与B组分的混合优选为机械搅拌。在本发明中，所述含MAP混合物和A组分的混合物与 B组分混合的时间优选为10～15min，更优选为12～14min。在本发明中，所述含MAP混合物和A组分的混合物与B组分混合的时间为上述范围时，能够使B组分中的氢氧化钙充分发挥减小含MAP混合物的比阻的效果，进而可充分提高含MAP混合物的脱水性。
本发明对所述含MAP混合物和A组分的混合物与B组分混合的装置没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的调理反应釜即可。在本发明中，所述调理反应釜优选包括不锈钢夹套反应釜、碳钢夹套反应釜、搪玻璃夹套反应釜或钢衬夹套反应釜，更优选为搪玻璃夹套反应釜。
含MAP混合物和A组分的混合物与B组分混合后，本发明将所述含 MAP混合物、A组分和B组分的混合物与C组分混合。在本发明中，所述复配调理剂中的C组分的质量优选为含MAP混合物的质量的0.2～2.0％；更优选为1.0～1.5％。在本发明中，所述C组分中的阳离子聚丙烯酰胺通过若干个高分子链对悬浮物“桥连”形成粗大絮体，因此能絮凝MAP混合物，提高其脱水性能。在本发明中，当所述C组分的用量为上述范围时，能够充分提高含MAP混合物的脱水性能。
在本发明中，所述含MAP混合物、A组分和B组分的混合物与C组分混合的时间优选为10～15min，更优选为12～14min。在本发明中，所述含 MAP混合物、A组分和B组分的混合物与C组分混合的时间为上述范围时，能够进一步提高含MAP混合物的脱水性能。
本发明对所述含MAP混合物、A组分和B组分的混合物与C组分混合的装置没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的调理反应釜即可。在本发明中，所述调理反应釜优选包括不锈钢夹套反应釜、碳钢夹套反应釜、搪玻璃夹套反应釜或钢衬夹套反应釜，更优选为搪玻璃夹套反应釜。
含MAP混合物与依次复配调理剂中的A组分、B组分和C组分混合后，本发明将所述混合得到的产物进行机械脱水，得到脱出水和含MAP泥饼。
在本发明中，所述机械脱水优选包括机械压滤或离心。本发明对所述机械压滤或离心采用的装置没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的机械压滤或离心的装置即可。在本发明中，所述机械压滤或离心的装置优选包括框压滤机、带式压滤机或离心机。在本发明中，所述机械压滤或离心的装置为上述类型时，能够充分将含MAP混合物固液分离，提高含MAP混合物的脱水性能。
在本发明中，所述含MAP泥饼优选作为缓释肥进行直接应用。在本发明中，所述含MAP泥饼呈碱性，且包括大量磷酸铵镁，能够作为碱性缓释肥，用于酸性土壤的改良。本发明对所述含MAP泥饼作为缓释肥进行直接应用的方法没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的应用方法即可。
本发明优选将所述含MAP泥饼进行干燥后应用。在本发明中，所述干燥的温度优选为50～75℃，更优选为55～65℃；所述干燥的时间优选为 2.5～4.5h，更优选为3.0～4.0h。在本发明中，所述干燥的温度和时间为上述范围时，能够充分去除脱水得到的固体中的水分。
在本发明中，所述剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法的工艺的流程图优选如图1所示。从图1可以看出，将剩余污泥在污泥破胞单元中进行破胞，然后在反应釜中在碱解混合物中加入镁盐进行MAP沉淀反应，得到含MAP混合物，然后将得到的含MAP混合物在调理反应釜中依次与复配调理剂中的A组分、B组分和C组分混合，然后进行机械脱水，得到脱出水(滤液)和含MAP泥饼。
本发明提供了一种剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物脱水的复配调理剂，本发明通过将剩余污泥加碱进行碱解破胞，将得到的碱解混合物，在反应釜中与镁盐进行磷酸铵镁沉淀反应，得到含MAP混合物；将得到的含MAP混合物依次与上述技术方案所述的复配调理剂中的A组分、B组分和C组分混合，通过复配调理剂中各组分的作用，使其在机械脱水时能够大幅度地提高含MAP混合物的脱水效率，并得到脱出水和含MAP较高的泥饼。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例中的碱解反应釜、MAP反应釜和UASB反应器的供应商为广州市广环环保科技有限公司，板框压滤机(污泥脱水单元)向景津压滤机集团有限公司采购取得。
(1)在反应釜中在剩余污泥中加碱进行碱解破胞，得到碱解混合物；
采用碱解反应釜进行碱解破胞，反应釜有效容积为2m3，碱解反应的初始pH值为11，碱解反应的时间为60.0min，碱解后得到的碱解混合物上清液的氨氮为134.5mg/L、正磷酸盐为58.1mg/L、COD为2544.8mg/L。
(2)将所述步骤(1)得到的碱解混合物在反应釜中与镁盐进行磷酸铵镁沉淀反应，得到含MAP混合物；
采用MAP反应釜进行沉淀反应，反应釜有效容积为2m3，镁盐为氯化镁，氯化镁的投加量按镁磷摩尔比为1.8，沉淀反应的初始反应pH值为9.9，沉淀反应的时间为35.0min；沉淀反应后得到的含MAP混合物上清液中氨氮为78.6mg/L、正磷酸盐为17.3mg/L、COD为2152.9mg/L；
(3)将所述步骤(2)得到的含MAP混合物与依次与复配调理剂中的 A组分、B组分和C组分混合，然后进行机械脱水，得到脱出水和含MAP 泥饼；
复配调理剂A组分为：氯化铁3份、氯化钙20份和水77份；
复配调理剂B组分为：氢氧化钙15份和水85份；
复配调理剂C组分为阳离子聚丙烯酰胺0.5份和水99.5份；其中，阳离子聚丙烯酰胺的分子量为900万。
在调理反应釜中进行混合：反应釜有效容积为2m3，所述复配调理剂A 组分的投加量为含MAP混合物绝干质量的10.0％，所述复配调理剂B组分的投加量为含MAP混合物绝干质量的8.0％，所述复配调理剂C组分的投加量为含MAP混合物绝干质量的1.0％；含MAP混合物依次在复配调理剂中的A组分、B组分和C组分中混合的时间依次为15min、15min和20min。
采用高压板框压滤机作为污泥脱水单元对含MAP混合物依次在复配调理剂中的A组分、B组分和C组分中混合得到的产物进行脱水，得到的脱出水中氨氮为61.5mg/L、正磷酸盐为3.8mg/L、COD为1815.2mg/L。
由实施例1可知，剩余污泥经过碱解反应釜、MAP反应釜、调理反应釜，再由脱水单元进行脱水得到的含MAP泥饼含水率为51.2％；如果将沉淀反应后的产物直接进入脱水单元，则含MAP泥饼含水率高达81.5％。因此，本实施例提供的复配调理剂明显改善污泥脱水性能。另外，MAP反应釜得到的氨氮回收率41.6％，正磷酸盐回收率70.2％；而调理反应釜与污泥脱水单元后得到的氨氮回收率54.3％，正磷酸盐回收率93.5％，因此，本实施例提供的复配调理剂进行的调理可显著提高含MAP混合物的脱水性能，并提高泥饼中泥饼中MAP的得率。
实施例2
(1)在反应釜中在剩余污泥中加碱进行碱解破胞，得到碱解混合物；
采用热碱解反应釜进行碱解破胞，反应釜有效容积为2m3，热碱解反应的温度为78.0℃，热碱解反应的初始pH值为11.0，热碱解反应的时间为 45.0min，热碱解后得到的碱解混合物上清液氨氮为124.5mg/L、正磷酸盐为 50.1mg/L、COD为2140.4mg/L。
(2)将所述步骤(1)得到的碱解混合物在反应釜中与镁盐进行磷酸铵镁沉淀反应，得到含MAP混合物；
采用夹套冷却反应釜进行沉淀反应，反应釜有效容积为2m3，镁盐为氯化镁，氯化镁的投加量按镁磷摩尔比为1.8，沉淀反应的初始反应pH值为 9.8，沉淀反应的时间为30.0min；沉淀反应后得到的含MAP混合物上清液中氨氮为71.2mg/L、正磷酸盐为18.5mg/L、COD为2051.8mg/L；
(3)将所述步骤(2)得到的含MAP混合物与依次与复配调理剂中的 A组分、B组分和C组分混合，然后进行机械脱水，得到脱出水和含MAP 泥饼；
复配调理剂A组分为：氯化铁3份、氯化钙25份和水71份；
复配调理剂B组分为：氢氧化钙20份和水80份；
复配调理剂C组分为：阳离子聚丙烯酰胺0.4份和水99.6份；其中，阳离子聚丙烯酰胺的分子量为900万；
调理反应釜有效容积为2m3，所述复配调理剂A组分的投加量为含MAP 混合物绝干质量的8.0％，所述复配调理剂B组分的投加量为含MAP混合物绝干质量的7.5％，所述复配调理剂C组分的投加量为含MAP混合物绝干质量的0.8％；含MAP混合物依次在复配调理剂中的A组分、B组分和 C组分中混合的时间依次为10min、15min和25min。
采用高压板框压滤机作为污泥脱水单元对含MAP混合物依次在复配调理剂中的A组分、B组分和C组分中混合得到的产物进行脱水，得到脱出水中氨氮为59.8mg/L、正磷酸盐为4.3mg/L、COD为1931.5mg/L。
由实施例2可知，剩余污泥经过热碱解反应釜、MAP反应釜、调理反应釜，再由脱水单元进行机械脱水得到的含MAP泥饼含水率为53.4％；如果将沉淀反应后的产物直接进入脱水单元，则含MAP泥饼含水率高达 83.5％。因此，本实施例提供的复配调理剂明显改善污泥脱水性能。另外， MAP反应得到的氨氮回收率42.8％，正磷酸盐回收率63.1％；而经调理反应与脱水单元的氨氮回收率52.0％，正磷酸盐回收率91.4％，因此，本实施例提供的复配调理剂进行的调理可显著提高含MAP混合物的脱水性能，并提高泥饼中MAP的得率。
实施例3
(1)在反应釜中在剩余污泥中加碱进行碱解破胞，得到碱解混合物；
采用热碱解反应釜进行破胞，反应釜有效容积为2m3，热碱解反应的温度为85.0℃，热碱解反应的初始pH值为11.5，热碱解反应的时间为65.0min，热碱解后得到的碱解混合物上清液氨氮为148.2mg/L、正磷酸盐为63.9mg/L、 COD为2444.9mg/L。
(2)将所述步骤(1)得到的碱解混合物在反应釜中与镁盐进行磷酸铵镁沉淀反应，得到含MAP混合物；
采用MAP反应釜进行磷酸铵镁沉淀反应，反应釜有效容积为2m3，镁盐为氯化镁，氯化镁的投加量按镁磷摩尔比为1.8，沉淀反应的初始反应pH 值为10.1，沉淀反应的时间为35.0min；沉淀反应后得到的含MAP混合物上清液中氨氮为68.5mg/L、正磷酸盐为15.8mg/L、COD为2189.6mg/L；
(3)将所述步骤(2)得到的含MAP混合物与依次与复配调理剂中的 A组分、B组分和C组分混合，然后进行机械脱水，得到脱出水和含MAP 泥饼；
复配调理剂A组分为：氯化铁5份、氯化钙15份和水80份；
复配调理剂B组分为：氢氧化钙10份和水90份；
复配调理剂C组分为：阳离子聚丙烯酰胺0.3份和水99.7份；其中，阳离子聚丙烯酰胺的分子量为900万；
调理反应釜有效容积为2m3，所述复配调理剂A组分的投加量为含MAP 混合物绝干质量的15.0％，所述复配调理剂B组分的投加量为含MAP混合物绝干质量的12.0％，所述复配调理剂C组分的投加量为含MAP混合物绝干质量的2％；含MAP混合物依次在复配调理剂中的A组分、B组分和C组分中混合的时间依次为15min、15min和25min。
采用高压板框压滤机作为污泥脱水单元对含MAP混合物依次在复配调理剂中的A组分、B组分和C组分中混合得到的产物进行机械脱水，得到脱出水中氨氮为52.6mg/L、正磷酸盐为2.1mg/L、COD为1717.4mg/L。
由实施例3可知，剩余污泥经过热碱解反应釜、MAP反应釜、调理反应釜，再由脱水单元进行脱水得到的含MAP泥饼含水率为49.6％；如果将沉淀反应后直接进入脱水单元，则含MAP泥饼含水率高达79.6％。因此，本实施例提供的复配调理剂明显改善含MAP混合物的脱水性能。另外，MAP 反应釜得到的氨氮回收率53.8％，正磷酸盐回收率75.3％；而调理反应与脱水单元后得到的氨氮回收率64.5％，正磷酸盐回收率96.7％，因此，本实施例提供的复配调理剂进行的调理可显著提高MAP混合物的脱水性能，并提高泥饼中MAP的得率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法，包括以下步骤：
(1)将剩余污泥与碱混合，进行碱解破胞，得到碱解混合物；
(2)将所述步骤(1)得到的碱解混合物与镁盐混合，进行磷酸铵镁沉淀反应，得到含磷酸铵镁混合物；
(3)将所述步骤(2)得到的含磷酸铵镁混合物依次与复配调理剂中的A组分、B组分和C组分混合，然后进行机械脱水，得到脱出水和含MAP泥饼；
所述步骤(2)中镁盐与碱解混合物中的磷的物质的量之比为(1.5～1.8):1；
所述步骤(3)中的复配调理剂包括A组分、B组分和C组分：
按重量份计，所述A组分包括：氯化铁1～5份、氯化钙10～30份和水65～85份；
按重量份计，所述B组分包括：氢氧化钙10～20份和水80～90份；
按重量份计，所述C组分包括：阳离子聚丙烯酰胺0.1～0.5份和水99.5～99.9份；
所述A组分、B组分和C组分的重量比为(5.0～15.0):(2.0～12.0):(0.2～2.0)；
所述阳离子聚丙烯酰胺的分子量为800～1200万；
所述步骤(3)中复配调理剂中的A组分的质量为含磷酸铵镁混合物的质量的5.0～15.0％；复配调理剂中的B组分的质量为含磷酸铵镁混合物的质量的2.0～12.0％；复配调理剂中的C组分的质量为含磷酸铵镁混合物的质量的0.2～2.0％；
所述步骤(3)中的与复配调理剂中的A组分、B组分和C组分的混合的时间分别为10～15min、10～15min和15～30min。
2.根据权利要求1所述的剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法，其特征在于，所述步骤(1)中碱解破胞包括热碱解反应。
3.根据权利要求2所述的剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法，其特征在于，所述步骤(1)中的热碱解反应的温度为75.0～90.0℃，热碱解反应的时间为30.0～90.0min，热碱解反应的初始pH值为10.5～11.5。
4.根据权利要求1所述的剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法，其特征在于，所述步骤(2)中的磷酸铵镁沉淀反应的初始pH值为9.2～10.2，沉淀反应的时间为15.0～35.0min。
5.根据权利要求1所述的剩余污泥碱解破胞后的含磷酸铵镁混合物的脱水方法，其特征在于，所述步骤(3)中的机械脱水包括机械压滤或离心。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101496962A (zh) * 2009-01-13 2009-08-05 太原理工大学 一种用电解法沉降净化煤泥水的方法
CN102603152A (zh) * 2012-03-08 2012-07-25 佛山市环保技术与装备研发专业中心 一种污泥深度脱水调理剂及应用
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
CN106477772A (zh) * 2016-11-09 2017-03-08 武汉青江化工黄冈有限公司 一种高磷工业污水除磷及其磷资源回收方法
CN111847799A (zh) * 2020-08-03 2020-10-30 苏州博净源环境科技有限公司 一种去除水中氮的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080169245A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-17 Soil Net Llc. Solids separation technology

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101496962A (zh) * 2009-01-13 2009-08-05 太原理工大学 一种用电解法沉降净化煤泥水的方法
CN102603152A (zh) * 2012-03-08 2012-07-25 佛山市环保技术与装备研发专业中心 一种污泥深度脱水调理剂及应用
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
CN106477772A (zh) * 2016-11-09 2017-03-08 武汉青江化工黄冈有限公司 一种高磷工业污水除磷及其磷资源回收方法
CN111847799A (zh) * 2020-08-03 2020-10-30 苏州博净源环境科技有限公司 一种去除水中氮的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
混凝-热处理联合MAP法处理高浓度水性油墨印花废水;于晓等;《环境工程学报》;20180505;第12卷(第5期);第1471-1479页 *

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