[发明专利]一种提高剩余活性污泥资源能源回收率的清洁生产方法

说明书

一种提高剩余活性污泥资源能源回收率的清洁生产方法，该方法包括：（1）对污泥进行压榨至污泥的含水率为75‑80%；（2）将压榨后的污泥与水按1g/3‑5ml比例重新混合浸泡2h；（3）对上述混合液进行搅拌和曝气，12‑72h后对搅拌曝气后的混合液进行自然沉降；（4）将步骤（3）中上清液排入MAP沉淀反应器中通过投加镁盐溶液和磷盐溶液，调整P/Mg/N摩尔比1/1.2/1，用5MNaOH调节反应溶液pH值8.9±0.1，将沉淀后上清液排入厌氧调节池，沉淀排放到分离回收装置回收沉淀；（5）将步骤（4）中MAP沉淀后的上清液和步骤（3）中自然沉降后的沉淀底泥分别排入厌氧调节池，进一步发酵产甲烷回收能源。本发明操作方便易行，没有引入新的化学物质，运行成本低。

技术领域

本发明涉及一种提高剩余活性污泥资源能源回收率的清洁生产方法，实现污水处理厂从剩余活性污泥中高效回收资源、能源目标，属于剩余活性污泥处理和资源化技术领域，是一种清洁生产新技术。

背景技术

全国约86.2%的污水处理厂采用活性污泥法，在处理过程中产生的剩余活性污泥体积比约占污水处理总量的0.3%～0.5%，处理处置费用通常占到污水处理操作成本的40%-60%以上。现阶段普遍采用的处理方式以垃圾场填埋处置或在污水厂厌氧消化处理为主。对污泥脱水进行填埋处置需要的填埋场地大、污泥运输费用高，并且易产生地下水污染和臭气散逸等二次污染问题；而单纯的针对活性污泥的厌氧消化工艺未对其资源回收利用。活性污泥中的有机物含量在60%左右，生物易降解有机组分在40%以上，磷约占污泥干重的5.0％，氮元素的含量更为丰富约8-9.3％，因此活性污泥中蕴藏着极大的资源，处理处置中应首先考虑资源和能源的回收利用。

经济高效的预处理方式对提高污泥资源化能源化利用有非常重要的作用。目前报道的污泥预处理方法有微波法、超声波法、加热法、冻融法、高压均质法、珠磨法、臭氧氧化法、湿式氧化法、酸法和生物破解法即酶法等等，对污泥的破解作用各有特点，但实践应用时对设备要求高，存在操作复杂和安全隐患等问题，很多技术难以实施工程应用。中国发明专利“污泥碳源两级碱性水解酸化回收方法”（CN101708932B），中国发明专利“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”（201310708860.6）利用碱解预处理对剩余活性污泥进行资源化利用，碱解方式预处理能促进污泥融胞释放氮磷，对污泥减量化有较好的效果，但碱处理后污泥液色度均很重，例如经过5%NaOH处理污泥后上清液呈现黑褐色，而且碱处理中含有大量的Na⁺、OH^-等造成上清液盐度大、碱性高，会增大后续处理出水色度、盐度，不利于废水达标排放，特别是处理液pH值高，不利于后续的厌氧消化处理，无法实现综合的污泥处理处置和资源化利用。

本发明利用污水厂对污泥进行减量化处理的机械脱水设施，即污水厂常用机械脱水设备：板框压滤机、真空过滤机、带式压滤机和离心机等，对污泥进行过滤压榨，机械力的作用会造成污泥颗粒挤压破解，污泥絮体结构被破坏，微生物细胞裂解，胞内物质流出。发明人发现将机械压榨过的污泥与水重新混合后发生融胞释放氮磷等物质的现象，特别是在微曝气搅拌作用下其融胞释放氮、磷浓度远高于碱解法中氮、磷最大释放浓度，可溶性有机物（SCOD）也提高约70%，为后期厌氧产甲烷效率提高起到重要作用。因此改变污泥处理工艺路线，用“污泥压榨脱水-再混合-曝气搅拌-MAP沉淀-厌氧发酵”的技术路线对剩余活性污泥进行资源化再利用，能克服碱解处理的缺陷，将氮磷资源与甲烷能源回收率提高2-3倍，最终污水厂每年污泥排放体积减少70-90%，是一种清洁高效从污泥中回收资源能源的新技术。与其他处理技术相比，本发明利用污水厂现有设施达到污泥再利用的目标，操作方便易行，与酸、碱处理液相比，没有引入新的化学物质，处理液与原污水颜色相近，且污泥资源与能源的回收使污水厂运行成本降低20-40%，达到污水厂实施清洁生产的目标。

发明内容

目前污水处理厂缺乏剩余活性污泥资源化、能源化回收再利用的技术工艺，与实施清洁生产还有很大的差距，本发明提供一种提高剩余活性污泥资源能源回收率的清洁生产方法。