[发明专利]一种从污泥基水热炭中回收磷及金属的方法

说明书

本发明公开了一种从污泥基水热炭中回收磷及金属的方法，包括以下步骤：(1)将污泥基水热炭用酸溶解；(2)投加硫化物分离重金属硫化物沉淀；(3)投加碱性物质分离铁铝磷酸盐沉淀；(4)在铁铝磷酸盐沉淀中继续投加碱性物质，分离氢氧化铁沉淀；(5)投加石灰分离磷酸钙沉淀；(6)投加碳酸分离碳酸钙沉淀；(7)投加酸分离氢氧化铝。本发明简单高效、低成本的实现了回收污泥基水热炭中的重金属、铁、铝、钙、磷。

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种从污泥基水热炭中回收磷及金属的方法。

背景技术

截至2015年9月底，全国城镇累计建成污水处理厂3830座，污水处理能力已达到1.62 亿m³/d，伴生的污泥已突破3000万t/年(含水率80％计)。根据住建部相关数据，近半数污泥 未经过无害化处理。污泥问题已成为污水处理领域的瓶颈。

污泥具有含水率高、含有大量病原体和微生物等有害生物、重金属及有机物含量高等特 点，若在排放前不经处理，则会对环境造成二次污染。传统的污泥处理方法都有一些缺点， 如厌氧消化具有投资大、发酵时间长和产气率低等问题，好氧堆肥占地大且易产生有害气体， 焚烧发电需要将污泥深度脱水，成本高。

水热碳化技术是生物质在封闭系统中，在相对较低的温度(180-250℃)与自生压力下维 持一定的反应时间(2-6小时)，进行的温和的水热反应，可以将污泥转化成热值高、含含氧 官能团以及磷元素丰富的水热炭。由于不受原料含水率的影响，工艺过程简单，故在能源消 耗和生产控制上较传统的市政污泥处理技术具有明显的优势。

污水中90％的磷以不同形态存在于污泥中，通过水热碳化处理后，污泥中90％的磷存在 于水热炭中，且与钙、铁、铝等金属以不同形态的磷结合，难溶于水，因此直接作为磷肥价 值低，并且水热炭中虽然重金属逐渐趋于稳定态，但直接应用于农田，还存在一定风险。

目前，已有许多从厌氧消化液或者污泥焚烧灰中回收磷，并同时回收其他金属或重金属 的方法，但从水热炭中回收各种资源的方法还未见报道。因此，需要一种从水热炭中回收磷 的同时回收钙、铁、铝及重金属的方法，以增加资源的再循环利用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种从污泥基水热炭中回收磷及金属的方法，简单高 效、低成本的实现回收污泥中的重金属、铁、铝、钙、磷。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种从污泥基水热炭中回收磷及金属的方法，包括以下步骤：

(1)将污泥基水热炭用酸溶解，并分离不溶性物质，得到浸出液1；

(2)在浸出液1中投加硫化物，分离出重金属硫化物沉淀，得到浸出液2；

(3)在浸出液2中投加碱性物质，调节pH值至3～6，分离出铁铝磷酸盐沉淀，得到浸出液3；

(4)在铁铝磷酸盐沉淀中继续投加碱性物质，调节pH值至10～11，分离出氢氧化铁沉 淀，得到浸出液6；

(5)将浸出液6与浸出液3混合，并投加石灰，调节pH值至11～12，分离出磷酸钙沉淀，得到浸出液4；

(6)在浸出液4中投加碳酸，调节pH值至9～10，分离碳酸钙沉淀，得到浸出液5；

(7)在浸出液5中投加酸，调节pH值至4～5，分离氢氧化铝，得到浸出液7。

作为优选的技术方案，所述步骤(1)中，污泥基水热炭由以下方法制备：以市政污泥为 原料，在220～260℃下水热碳化反应1～4小时，经固液分离得到的固相物质即为污泥基水 热炭。

作为优选的技术方案，所述市政污泥为污水处理厂的初沉污泥、剩余污泥、厌氧消化污 泥和脱水污泥中的一种或两种以上混合。