[发明专利]污泥有机/无机成分分离方法

说明书

本发明公开了一种污泥无机/有机成分分离方法，包括：污泥调理、酸液提取、中和处理等三个步骤。首先通过污泥调理，灭菌处理，破坏胞外聚合物，细胞破壁，改善污泥除砂和污泥脱水性，也有利于酸液充分提取无机盐；再通过酸液提取，将黏附在污泥中化学药剂产生的沉淀物，即可溶性钙盐、铁盐、铝盐、重金属、磷酸盐等溶出分离，同时也是进一步调理污泥。从而大大提高了污泥中有机质与无机矿物的分离，通过物理手法，利用比重差异，容易实现机械分离。分离后的有机成分可以用于燃料、污水厂碳源回用等，无机矿物可用于土壤修复材料，建筑材料等。可用于污水处理厂污泥处理、水环境治理清理出底泥和管网中清沟的污泥处理等。

技术领域

本发明涉及一种污泥有机/无机成分分离方法；用于污水处理厂污泥处理、水环境治理清理出底泥和管网中清沟的污泥处理等。

背景技术

目前国内污泥处理处置技术主要有堆肥、干化+焚烧、破壁预处理+厌氧消化三种主流工艺。

我国部分地区已开始将污水处理厂污泥堆肥用于土壤改良和城市绿化，少数地区将污泥作基质，制作复合肥用于农业等。但由于污泥中所含病原菌、重金属等成分可能会对土壤造成二次污染，进而会威胁到食品安全，因此污泥堆肥后的最终出路受限是制约污泥堆肥工艺推广的限制因素。

干化+焚烧工艺是污泥处置最为彻底的工艺路线，污泥中的有机物通过焚烧全部得到分解，最终的炉渣可以做为建材进行应用。由于污泥含水率通常均超过80％，因此即使污泥焚烧的热量几乎全部用于污泥的干化使用，但仍需要外加30％以上热源才能满足污泥干化的热量平衡。另外由于我国污泥中有机物含量通常仅为污泥固含量的50％以内，造成污泥干化后热值偏低，不能满足自持燃烧的条件，通常会掺加30％以上煤炭等化石能源才能焚烧和系统能量平衡的要求，这种掺加外加化石能源的焚烧方式不仅会大大增加污泥处置成本，同时也会增加烟气污染物的排放，进一步加重大气污染。

破壁预处理+厌氧消化工艺是近几年在国内发展较为迅速的污泥处理工艺路线，尤其北京、天津、武汉等地区，相继上建设了规模较大的污泥厌氧消化工艺项目，已经逐渐成为大体量污泥处置的主力军，同时在污泥厌氧消化阶段会产生大量的甲烷气体，能够用于沼气发电，从而补充整体污泥处理工艺的部分用电，实现了污泥部分有机质的资源化利用。看似完美的工艺背后实质上掩盖了污泥厌氧消化工艺的诸多弊端，首先污泥在厌氧消化之前必须对污泥微生物细胞的破壁预处理，应用较多破壁预处理工艺通常热水解工艺。另外污泥消化工艺通常采用中温厌氧或高温厌氧，厌氧环节消耗的伴热热能非常可观，在厌氧消化工段产生沼气焚烧的热能很难满足上述两个工艺段的热能消耗；其次，由于污泥中的有机物主要是微生物细胞及有机碎片组成，组成成分基本上都是蛋白质，其碳氮比组成是较为均衡的，然而在污泥厌氧消化阶段会将污泥中的部分C和H合成甲烷气体释放出来，氨氮会溶解在沼液当中，该沼液的氨氮浓度通常可达2000mg/L以上，后续排入污水厂进行处理，为本来碳源不充足的污水厂带来严重运行负担，需要在污水处理环节投加大量碳源才能通过污水处理的硝化反硝化工艺将该氨氮去除，成本很高；再次，污泥厌氧工艺由于停留时间及工艺本身的限制，通常污泥中的有机物通过厌氧效果环节只能去除50％左右，其排放出的沼渣固形物中仍然含有20～30％的有机物，无论后续堆肥还是焚烧处理，都是不可避免的难题，但相关厂家基本上都会回避沼渣的处理问题。

国家污泥处理处置目标是：控制污染，确保环境安全与公众健康；实现营养物质循环利用，利于可持续发展；利用能量，开发清洁能源；低碳排放(可能成为国家的巨大利益)。

然而，目前我国污泥处理处置尚处于起步阶段，全国城镇污水污泥中有80％以上未经任何稳定化处理，通过简单的污泥脱水后，直接进行填埋、焚烧等方式处理。这样造成的结果是：污泥体积庞大，造成污泥处置费用庞大；污泥极不稳定，污泥中有机成分一旦发生腐败变质对环境会造成严重的二次污染；污泥中的有用资源未得到利用，带来了资源的浪费，不符合可持续发展的目标，所以急需要开发新的污泥处理技术，充分利用污泥中有用成分，实现可持续处理处置和开发利用。

发明内容