[发明专利]一种基于超临界技术的城市污泥中氮磷回收系统及方法

权利要求书

1.一种基于超临界技术的城市污泥中氮磷回收方法，所述方法采用一种基于超临界技术的城市污泥中氮磷回收系统，所述系统包括预处理系统、超临界氧化系统、氨回收系统、磷回收系统以及生物处理系统；城市污泥在预处理系统进行调质，使物料的粘度满足超临界氧化系统的进水条件，然后进入超临界氧化系统中进行氧化，超临界氧化出水进入氨回收系统，氨回收出水进入磷回收系统，磷回收系统含磷沉淀物进入污泥脱水装置中进行脱水处理，磷回收出水进入生物处理系统进行处理，处理后的废水达标排放，污泥泵回至预处理系统；

氨回收系统包括氨回收塔和吸收塔，进入氨回收塔的废水经由分缩器和冷凝器进入吸收塔，生成氨水；

磷回收系统采用钙盐沉淀法产生羟基磷灰石或采用磷酸铵镁法产生鸟粪石，磷回收系统的反应池包括混合反应区、沉淀区、加药区和磷酸盐沉淀脱水区；

混合反应区包括除磷剂混合池、反应池、絮凝剂投加反应池以及助凝剂投加反应池；除磷剂混合池底部设有废水进水管，顶部设有干粉定量投加装置，通过变频控制同进水管上流量计进行匹配，在中部设有浆式搅拌装置；反应池为底部进水，中部设有框式搅拌装置，出水口设有挡板；絮凝剂投加池采取顶部进水底部出水，顶部进水口设有絮凝剂投加管，中部设有框式搅拌装置；助凝剂投加反应池采取底部进水顶部出水，底部进水口设有絮凝剂投加管，中部设有框式搅拌装置；

沉淀区设有布水墙，沉淀区上部设有斜管沉淀区，顶部设有三角溢流堰，沉淀区底部设计为锥形结构，且设有沉淀物排放管；

磷酸盐沉淀脱水区设置有变频式污泥螺杆排泥泵和污泥脱水机，污泥脱水机进泥管道上设有流量计，同变频螺杆泵进行关联；

加药区设置有溶解罐、储药罐和加药计量泵；溶解罐顶部设有干粉定量投加装置，顶部设有进水管，进水管道设有流量计，同变频干粉投加装置关联，中部设有桨式搅拌器，侧部设有液位计，底部设有输送管，同储药罐相连；储药罐顶部为圆锥形，设有出水管同计量泵相连；投加的药剂为4-10%PFC溶液，0.1-0.4%PAM溶液；

生物处理系统包括调节池缺氧池、三级好氧池、MBR池以及中间水池；

调节池包括进水管和出水管；顶部设有硫酸加药系统的加药管，池内设有pH计，pH计与硫酸投加系统的计量泵进行连锁；底部设有用于均质的穿孔曝气管；

缺氧池顶部进水管，池内含有生物填料，池壁底部含有用于水质均质的潜水式搅拌器；出水采用穿孔墙，同三级好氧池相连；

三级好氧池为三个独立池体采用穿墙孔依次相连，底部设有曝气管，三级好氧池内设有溶解氧在线检测仪同顶部曝气管气动阀连锁；

MBR池底部设有MBR膜组件，MBR膜组件上部设有出水管，MBR膜组件底部设有曝气管，MBR池顶部设有DO在线检测仪同曝气管气动阀连锁，顶部设有用于检测MBR池液位的超声波液位计；

中间水池包括进水管和出水管，MBR池出水经由中间水池达标排放；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：城市污泥在预处理系统进行调质，实现物料pH在10.5-11区间内，粘度满足超临界氧化系统进水条件；

步骤2：超临界氧化出水通过进水管进入氨回收塔，调节pH为10.5-11，进水温度为85±5℃，废水中的氨集中于氨回收塔顶部，经由分缩器、冷凝器进入吸收塔，生成15-20%氨水；

步骤3：氨回收出水通过换热器同进入氨回收塔的废水进行换热后同冷却系统换热，将氨回收出水冷却至30-35℃时进入除磷剂混合池，与来自顶部除磷剂干粉定量投加的除磷剂进行混合，利用设置在中部的搅拌装置进行初步混合，采取进水管道上流量计同干粉定量投加装置的变频器连锁，实现除磷剂的定量投加；除磷剂混合池出水依次进入反应池，絮凝剂投加反应池，助凝剂投加反应池，利用池体中部搅拌装置进行搅拌，水中磷酸盐在pH为10.5-11的条件下同除磷剂通过反应生成含磷沉淀物，通过絮凝剂，助凝剂的混合，混凝沉淀形成沉淀物；然后进入沉淀区的进水管，反应生成的含磷沉淀物在重力作用下下沉到沉淀区下部，通过排泥管进入排泥泵，进入污泥脱水装置；上清液通过溢水堰，出水管和连接管进入生物处理系统前端的调节池；

步骤4：废水通过调节池提升泵进入缺氧池、依次通过缺氧池、三级好氧池和MBR池，最后通过MBR池抽吸泵提升至中间水池，达标排放；

步骤5：废水通过穿墙孔进入三级好氧池，曝气管产生的空气，好氧池内的好氧菌，兼氧菌，废水中的有机物三相进行充分混合，使有机物得以降解，同时微生物进行增殖；氨氮通过硝化细菌转化为亚硝态氮和硝态氮；

步骤6：废水通过穿墙孔进入MBR池，进行泥水分离，废水通过抽吸泵提升至中间水池，进行达标排放；MBR池内污泥部分回流于缺氧池，维持生物处理系统各池体的生物持有量，剩余污泥通过提升泵提升至预处理系统，进入超临界氧化系统进行处理。