公布日：2023.11.10
申請日：2023.09.20
分類號：C02F11/04(2006.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/127(2019.01)I;C02F11/13(2019.01)I;F23G7/00(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發明屬于污泥資源化技術領域，具體涉及一種高含固含鐵污泥中磷的資源化回收方法。本發明的回收方法結合厭氧消化與酸化處理高含固含鐵污泥，利用酸化處理改變含磷沉淀的溶解性能，從而釋放大量的磷，經固液分離后，濾液可通過藍鐵礦的形式回收磷肥，而處理后的污泥經干化后可用于協同焚燒。本方案不僅節約了酸化藥劑成本，也提高了釋磷的總體效率，制備得到的藍鐵礦品質高，由于污泥的酸化將無機金屬元素大量釋放，而有機成分仍殘留，故酸化后污泥熱值提高，適用于污泥的協同焚燒。
權利要求書
1.一種高含固含鐵污泥中磷的資源化回收方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、對高含固含鐵污泥進行厭氧消化；S2、將S1消化后的污泥進行酸化處理，釋放污泥中的磷和亞鐵；S3、將S2酸化后的污泥進行固液分離，得到泥餅和濾液；S4、取S3的濾液，通過調節pH，形成藍鐵礦回收磷；S5、將S3的泥餅經干化和粉碎后用于協同焚燒。
2.根據權利要求1所述的一種高含固含鐵污泥中磷的資源化回收方法，其特征在于，步驟S1中，所述高含固含鐵污泥為使用鐵鹽除磷的含鐵污泥，其含固率為7％～20％。
3.根據權利要求1所述的一種高含固含鐵污泥中磷的資源化回收方法，其特征在于，步驟S1中，所述厭氧消化采用中溫厭氧消化，厭氧消化溫度控制在35±2℃，時間控制在10～30天。
4.根據權利要求1所述的一種高含固含鐵污泥中磷的資源化回收方法，其特征在于，步驟S2中，所述酸化處理為采用濃度為3～4mol/L的硫酸溶液將污泥的pH調節到3～4。
5.根據權利要求1所述的一種高含固含鐵污泥中磷的資源化回收方法，其特征在于，步驟S3中，所述固液分離選用板框壓濾或離心脫水方法，處理后的泥餅含水率降低到70％～80％。
6.根據權利要求1所述一種高含固含鐵污泥中磷的資源化回收方法，其特征在于，步驟S4中，所述回收磷為采用3～4mol/L的NaOH溶液將濾液的pH調節到5.5～6.5，收集固體得到藍鐵礦。
7.根據權利要求1所述的一種高含固含鐵污泥中磷的資源化回收方法，其特征在于，步驟S5中，所述污泥干化采用熱干化或低溫干化方式，干化后的污泥含水率低于40％。
發明內容
為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種高含固含鐵污泥中磷的資源化回收方法，該方法利用溫和的酸化條件處理污泥，節約了酸化藥劑成本，可通過品質高的藍鐵礦的形式回收磷肥，且后續污泥的熱值高，適用于污泥的協同焚燒。
為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的：
本發明提供一種高含固含鐵污泥中磷的資源化回收方法，包括以下步驟：
S1、取高含固含鐵污泥進行厭氧消化；
S2、將S1消化后的污泥進行酸化處理，釋放污泥中的磷和亞鐵；
S3、將S2酸化后的污泥進行固液分離，得到泥餅和濾液；
S4、取S3的濾液，通過調節pH，形成藍鐵礦回收磷；
S5、將S3的泥餅經干化和粉碎后用于協同焚燒。
優選地，步驟S1中，所述高含固含鐵污泥為使用鐵鹽除磷的含鐵污泥，其含固率為7％～20％。
優選地，所述厭氧消化配備沼氣收集系統，將厭氧消化產生的沼氣(主要是甲烷)收集用作燃料，在回收磷的同時將污泥中的碳能源化利用。
優選地，步驟S1中，所述厭氧消化采用中溫厭氧消化，厭氧消化溫度控制在35±2℃，時間控制在10～30天。
優選地，步驟S2中，所述酸化處理為采用濃度為3～4mol/L的硫酸溶液將污泥的pH調節到3～4。
優選地，步驟S3中，所述固液分離選用板框壓濾或離心脫水方法，處理后的泥餅含水率降低到70％～80％。
優選地，所述回收磷為采用3～4mol/L的NaOH溶液將濾液的pH調節到5.5～6.5，收集固體得到藍鐵礦。
優選地，步驟S5中，所述污泥干化采用熱干化或低溫干化方式，干化后的污泥含水率低于40％。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明結合厭氧消化與酸化處理高含固含鐵污泥，厭氧消化后污泥中大部份三價鐵被異化鐵還原菌還原為二價鐵，同時大量有機磷被轉化成無機磷，這些變化都使得污泥能夠在溫和的pH條件(pH＝3～4)而非極端的pH條件(pH＝1～2)下釋放50-80％的磷，從而大大節約了酸化藥劑的成本，也提高了釋磷的總體效率。經過厭氧消化-酸化-固液分離的濾液含有大量的磷酸根離子和亞鐵離子，此時僅需要調節溶液的pH就能夠以藍鐵礦的形式回收磷。以藍鐵礦代替鳥糞石作為磷回收產物，直接地利用了原本為雜質的亞鐵離子作為構晶離子，因此產物的純度高、雜質少、晶形結構優越，藍鐵礦純度高達85％以上，并且無需額外添加除鐵的裝置。由于污泥的酸化將無機金屬元素大量釋放，無機成分減少，而有機成分仍殘留，故酸化后污泥熱值提高，適用于污泥的協同焚燒。
（發明人：李若泓;孫連鵬;袁維芳;楊裕昊;于懷星;邱仲業;鄧歡忠;宋平;王浩;肖思華;劉佳宇;祝新哲）
