[发明专利]污泥重金属、肥分及能源回收系统及方法

说明书

本发明公开一种污泥重金属、肥分及能源回收系统及方法，所述污泥重金属、肥分及能源回收系统包括：污泥热水解装置；蒸汽锅炉；SRB重金属分离装置；能源回收装置；射流器。本发明中的污泥重金属、肥分及能源回收系统利用射流器同时实现了流体提升、污泥二次剪切破碎、筛分条件优化、SRB重金属分离器和能源回收装置的生物传质强化，有效的实现了污泥中金属矿物、肥分和能源物质的分离，改变了传统污泥处理因重金属不能充分发挥其资源能源性变废为宝的缺点，并达到精简设备，降低能耗提高经济性的作用。

技术领域

本发明涉及污泥处理应用领域，尤其涉及一种污泥重金属、肥分及能源回收系统及方法。

背景技术

截至2012年四月，我国污水日处理量已过1亿立方米，年污泥(80％含水率)产量高达2900万吨(关于公布全国城镇污水处理设施等重点减排工程的公告2012年第29号公告)。

城市污水厂产泥含有植物生长所需丰富的碳、氮、磷元素，中科院的李艳霞等统计分析认为中国城市污泥(不包括工业污泥)的有机质平均含量达到384g/kg，全氮、全磷和全钾分别为27、14.3和7g/kg有机质、全氮、全磷比纯猪粪分别高出1/3～2/3，潜在农用价值很高，其中的碳元素也是现代社会主要能源物质，因此城市污水厂污泥是高价值的潜在资源能源物质。由于污泥中含有较多重金属，据统计分析得出中国城市污泥的平均重金属含量为：Zn(1450mg/kg)Cu(486mg/kg)Cr(185mg/kg)Pb(131mg/kg)Ni(78mg/kg)As(16mg/kg)Cd(3mg/kg)Hg(2.8mg/kg)，各重金属总量相加高达2350mg/kg。重金属污染一般具有隐蔽性、持久性、生物富集性等特点，若污泥不加处理直接进行农业应用危害巨大。重金属一般与有机物或无机物螯合、吸附存在于污泥中，要将其中的重金属分离，首先要将其脱附，分散解离成离子态或易于分离的比重差异态，再进行固液分离或重力分选。微生物菌胶团是市政污泥的主要组成部分，相关研究表明重金属和肥分物质主要存在于生物细胞絮体组分和胶体组分中，因此在回收能源或分离重金属时，不破坏胶团和细胞结构难于获得分离回收资源、能源所需的传质条件，常规方法很难将其细胞结构破坏。以上几点使得污泥资源化能源化道路异常困难，污泥资源化能源化已成为环保行业亟待解决的大难题。

SRB(硫酸盐还原菌Sulfate-Reducing Bacteria,简称SRB)是一种兼性厌氧微生物，种类繁多，适应性强，与甲烷菌类似可分为中温型(30-40℃)和高温型(55-60℃)，相关研究甚至认为SRB能与消化过程的产酸菌形成生态链条关系，产生协同作用，利于后续产甲烷过程，该类菌适宜pH 6-8，耐受pH5-10，在印染、矿业、含聚、制药等含复杂污染物质废水处理及持久性有机物降解方面表现优越，广泛存在于土壤、海水、河水、地下管道以及油气井等缺氧环境中，能够将高价态的硫分还原为低价态的硫离子，从氧化还原反应中获得生存的能量。污泥中的硫分约占污泥干重的1％左右，经过硫酸盐还原菌处理后生产的硫化重金属，是及其稳定的，一般条件下，硫化金属中的重金属除少数适应特殊条件的氧化细菌外很难将其再次变成不稳定态。此外硫化重金属吸附于污泥颗粒后将使污泥颗粒密度增大，产生密度差异，可通过筛选将其分离。

有鉴于此，有必要提出对目前的污泥重金属、肥分及能源回收技术进行进一步的改进。

发明内容

为解决上述至少一技术问题，本发明的主要目的是提供一种污泥重金属、肥分及能源回收系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案为：提供一种污泥重金属、肥分及能源回收系统，所述污泥重金属、肥分及能源回收系统包括：

污泥热水解装置；

蒸汽锅炉，所述蒸汽锅炉与污泥热水解装置通过管道连接，用于为污泥热水解装置提供高温蒸汽进行加热；