[发明专利]一种去除污泥发酵液中氮磷以提高有机酸回用效果的方法

说明书

技术领域

本发明属于新型环保技术领域，具体涉及一种去除污泥发酵液中氮磷以提高有机酸回用效果的方法。

 

背景技术

随着污水处理技术的进一步发展，剩余污泥的妥善处理问题引起越来越多的关注。由于污泥处置方式存在着各种弊端，如今污泥的资源化受到人们越来越多的重视。此外，因为污水生物脱氮除磷过程中需要易降解的有机物作为碳源，但是城市污水处理厂进水中往往缺少此类碳源，因此需要外加碳源，如乙酸钠、甲醇等。外加碳源不仅增加污水厂运行费用，还会导致污水厂剩余污泥产量增加。

剩余污泥中有机物的含量在 60%左右，生物易降解有机组分在 40%以上，这些生物易降解有机物都是微生物丰富的营养源。通过一定技术条件，剩余污泥厌氧发酵产生有机酸，不仅减少剩余污泥的绝对产量，同时有机酸作为污泥厌氧发酵的高附加值产物，用途广泛，其中一个最大用途即作为碳源回用到城市污水处理厂中。污泥厌氧发酵过程中除产生大量有机酸之外，还会释放大量的氮磷，主要以氨氮和正磷酸盐的形式存在，而它们的存在会降低有机酸作为脱氮除磷碳源回用到污水处理厂的效果。

碱渣是生产纯碱过程中产生的废渣，制得一吨碱约排放固体废渣约300~350Kg。大量的碱渣被堆置而未被利用，长时间定点堆放，不仅占用大量的土地资源，而且还会对大气、地下水环境等造成严重影响。目前，碱渣的主要综合利用方法包括用于建筑工程领域和作为工业原料。然而将碱渣用于环境领域，尤其是水处理方面的研究很少，而分子筛是一种结晶型的铝硅酸盐,其晶体结构中有规整而均匀的孔道，在化学工业中作为固体吸附剂，被其吸附的物质可以解吸，一直被用来吸附低浓度氨氮。目前结合上述两种技术去除污泥发酵液中氮磷以提高有机酸回用效果的方法未见报道。

 

发明内容

本发明的目的在于提出一种去除污泥发酵液中氮磷以提高有机酸回用效果的方法。将碱渣作为吸附剂来去除水体中的磷污染物，吸附完的含磷物质可以作为制肥原料而被再次利用，并且此物质对氨氮有一定吸附效果，可降低后续分子筛的使用量。包括如下步骤：

（1）将剩余污泥加入反应器中，控制反应器中剩余污泥的pH值为9~10，反应器温度在35~40℃；

（2）剩余污泥厌氧发酵10~20d后，取泥样，离心分离，得到上清液，上清液中含有有机酸和大量氮磷；

（3）在碱性条件下，向步骤（2）中得到的上清液中投加碱渣，碱渣投加量由上清液中磷含量决定；

（4）将碱渣处理后的上清液离心，去除沉淀，再投加分子筛，分子筛投加量由上清液中剩余氮含量决定；二次离心，得到含有有机酸的上清液，且上清液中氨氮和正磷酸盐的浓度低，上清液可回用至城市污水厂。

其中，步骤（1）中，剩余污泥取自污水处理厂二沉池，剩余污泥总悬浮固体浓度为24000mg/L~32000mg/L，挥发性固体浓度为10200mg/L~13000mg/L；调节反应器中剩余污泥的pH值选用氢氧化钠溶液，浓度在2~4mol/L。

步骤（2）和（4）中，离心速率在5000~6000prm，离心时间在10~15min。

步骤（3）中，碱渣取自氨碱厂，碱渣处理步骤为：将碱渣破碎至10~20目，用去离子水洗净、105℃烘干、研磨至过140目筛碱渣粉，选用1mol/L氢氧化钠将其浸泡2h，即碱洗改性，碱渣投加量为8~24mg正磷酸盐/g碱渣，充分混合反应时控制转速为150~200r/min，反应时间为24~30小时，温度为25~35℃。

步骤（4）中，选用的是4A型分子筛，分子筛投加量为54~97mg氨氮/g分子筛，充分混合反应时控制转速为150~200r/min，反应时间为24~30小时，温度为25~35℃。

本发明的有益效果：（1）本方法条件下，碱渣不需要复杂的加工或改造，简单的破碎、碱洗烘干后经过磨细，即可吸附去除发酵液中正磷酸盐，并对氨氮也有一定去除效果，减少后续分子筛的使用量，降低成本。（2）本发明利用氨碱厂碱渣，不仅实现了以废治废，获得了较高的磷去除率（发酵液中磷去除率可达88%以上），而且吸附完的材料可以作为制肥原料而被再次利用，同时实现了无二次污染。（3）分子筛用于吸附氨氮后也可通过解析再生。（4）本发明既为氨碱厂碱渣综合利用开辟了新途径，变废为宝，又实现了对剩余污泥的资源化利用，提高污泥发酵液作为脱氮除磷碳源在城市污水处理厂的回用效果，节省了投加外加碳源的费用，同时提高污水厂的脱氮除磷效果，减少对水环境的污染。

 

附图说明