[发明专利]一种污泥消化沼液的脱CO2

说明书

本发明公开了一种污泥消化沼液的脱CO₂脱氨专用装置及工艺，包括脱CO₂装置、脱氨装置和脱碳塔，且脱CO₂装置和脱氨装置通过脱碳塔连接；将厌氧消化沼液经固液分离得到污泥消化沼液和沼渣，沼渣经热水解产生热水解释压气体，污泥消化沼液在脱CO₂装置内脱除CO₂，进入到脱氨装置脱除NH₃；脱除后的CO₂和NH₃分别真空泵抽出后，进入脱碳塔内反应生成碳酸氢铵；上述专用装置和工艺对沼液中CO₂和氨氮进行绿色无害化脱除，同时实现CO₂和氨氮的资源化利用。

技术领域

本发明属于污水污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥消化沼液的脱CO₂脱氨专用装置及工艺。

背景技术

随着我国城镇化和污水处理的发展，污泥产量已经达到4300万吨/年(以含水率80％计)，污水中40％的氮元素转移到污泥中，因此污泥含有丰富的氮元素，资源化利用价值巨大。污泥厌氧消化处理将碳转化为甲烷回收利用，而氮则以氨氮形式存在于沼液中，如果沼液中大量氨氮没有得到有效去除或回收，则污水处理减排目标将大打折扣。另外，沼液主要来源于消化污泥脱水过程，而传统厌氧消化污泥脱水需要添加大量脱水药剂。热水解技术最早被开发用来实现污泥高干脱水，最近也有将热水解用于消化污泥的脱水，实现不加药高干脱水，同时提高厌氧消化性能。热水解过程会使沼渣中的大部分CO₂、氨氮进入释压蒸汽中被释放，最后高COD低氨氮的热水解液再次回流进行厌氧消化。污泥中的氮元素又大部分进入到脱水沼液和热水解释压蒸汽中，如果对其随意排放，不仅会造成二次污染，还会造成氮资源的大量浪费。对沼液中的氮元素进行合理、高效的回收利用，将产生可观的经济效益和显著的环境效益，对我国的可持续发展具有重要的意义。高氨氮沼液的传统生物处理需要消耗大量碳源和能耗，传统的空气吹脱处理加碱量大且容易造成空气污染。因此，如何实现脱水沼液和热水解释压蒸汽中氮资源的高效回收，是迫切需要解决的问题。从污泥厌氧消化全链条的角度考虑，如果能将热水解与沼液脱氨结合起来，将有效减少系统能耗和物耗。

目前，现有的氨脱除工艺包括有空气吹脱、蒸氨、膜脱氨等，其基本原理是加碱或石灰调节液体pH值至11以上，使氨氮以NH₃形式存在。专利(公开号为CN106315726A)申请公开一种沼液脱碳联合脱氨系统，将原料沼液预热进入脱碳装置，脱碳后的原料沼液进入脱氨装置，氨被脱氨装置内的水蒸气带出后，经冷凝器冷却进入氨水储罐回收氨，但没有实现CO₂的资源化回收利用，不利于CO₂减排；需要额外添加热源，热能耗成本高。