公布日：2023.11.17
申请日：2023.09.01
分类号：C02F3/28(2023.01)I;C02F11/02(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，耦合了污泥电破壁技术、厌氧动态膜生物反应器以及鸟粪石沉淀回收技术，采用污泥电破壁装置对污泥进行预处理溶胞，而后采用AnDMBR工艺实现高浓度污泥厌氧消化，收集污泥厌氧消化过程中产生沼气，再利用鸟粪石沉淀装置回收膜出水清液中的氮磷元素，消化污泥则通过好氧堆肥予以土地利用，从而提升污泥厌氧消化的效率，实现污泥的零碳排放及资源化利用。
权利要求书
1.一种基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1，破壁预处理，污泥在电破壁装置内进行破壁处理获得预处理污泥，促进污泥中的微生物细胞裂解，胞内有机质溶出；S2，污泥厌氧消化，预处理污泥进入至厌氧动态膜生物反应器，在主反应区内进行厌氧消化处理并产生沼气，消化后的污泥进入到膜分离区进行浓缩分离得到浓缩污泥和膜出水，浓缩污泥一部分外排，另一部分返回至主循环区内继续进行污泥的厌氧消化；S3，鸟粪石回收，在膜分离区得到的膜出水进入到鸟粪石沉淀装置内，添加钙镁离子通过结晶沉淀的方式回收膜出水中的氮磷，获得鸟粪石。
2.根据权利要求1所述的基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤S1中，所述破壁预处理过程中，所述电破壁装置发射的微波波长为1～1000mm，发射频率为0.3～300GHz，发射功率为500～1000W。
3.根据权利要求2所述的基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述厌氧消化过程中，所述主反应区的温度为35±2℃，pH为7～8。
4.根据权利要求1所述的基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤S2，所述厌氧消化过程中，水力停留时间为10～20天，固体停留时间为30～50天。
5.根据权利要求1所述的基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述厌氧消化过程中，VS的消解率≥40wt％，沼气的产率≥0.6L/gVS。
6.根据权利要求1所述的基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述外排的浓缩污泥通过好氧堆肥利用。
7.根据权利要求1所述的基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述鸟粪石回收过程中，所述鸟粪石的纯度达到65％以上。
8.根据权利要求7所述的基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述鸟粪石回收过程中，所述膜出水处理后的清液中氮磷的去除率≥70％。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，耦合了污泥电破壁技术、厌氧动态膜生物反应器以及鸟粪石沉淀回收技术，采用污泥电破壁装置对污泥进行预处理溶胞，而后采用AnDMBR工艺实现高浓度污泥厌氧消化，收集污泥厌氧消化过程中产生沼气，再利用鸟粪石沉淀装置回收膜出水清液中的氮磷元素，消化污泥则通过好氧堆肥予以土地利用，从而提升污泥厌氧消化的效率，实现污泥的零碳排放及资源化利用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，包括以下步骤：
S1，破壁预处理，污泥在电破壁装置内进行破壁处理获得预处理污泥，促进污泥中的微生物细胞裂解，胞内有机质溶出；
S2，污泥厌氧消化，预处理污泥进入至厌氧动态膜生物反应器，在主反应区内进行厌氧消化处理并产生沼气，消化后的污泥进入到膜分离区进行浓缩分离得到浓缩污泥和膜出水，浓缩污泥一部分外排，另一部分返回至主循环区内继续进行污泥的厌氧消化；
S3，鸟粪石回收，在膜分离区得到的膜出水进入到鸟粪石沉淀装置内，添加钙镁离子通过结晶沉淀的方式回收膜出水中的氮磷，获得鸟粪石。
优选地，所述步骤S1中，所述破壁预处理过程中，所述电破壁装置发射的微波波长为1～1000mm，发射频率为0.3～300GHz，发射功率为500～1000W。
优选地，所述步骤S2中，所述厌氧消化过程中，所述主反应区的温度为35±2℃，pH为7～8。
优选地，所述步骤S2，所述厌氧消化过程中，水力停留时间为10～20天，固体停留时间为30～50天。
优选地，所述步骤S2中，所述厌氧消化过程中，VS的消解率≥40wt％，沼气的产率≥0.6L/gVS。
优选地，所述步骤S2中，所述外排的浓缩污泥通过好氧堆肥利用。
优选地，所述步骤S3中，所述鸟粪石回收过程中，所述鸟粪石的纯度达到65％以上。
优选地，所述步骤S3中，所述鸟粪石回收过程中，所述膜出水处理后的清液中氮磷的去除率≥70％。
本发明所提供的一种基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，还具有以下几点有益效果：
1、本发明的基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，耦合了污泥电破壁技术、厌氧动态膜生物反应器以及鸟粪石沉淀回收技术，采用污泥电破壁装置对污泥进行预处理溶胞，而后采用AnDMBR工艺实现高浓度污泥厌氧消化，收集污泥厌氧消化过程中产生沼气，再利用鸟粪石沉淀装置回收膜出水清液中的氮磷元素消化污泥则通过好氧堆肥予以土地利用，从而提升污泥厌氧消化的效率，实现污泥的零碳排放及资源化利用；
2、本发明的基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，以污泥厌氧消化AnDMBR工艺为主体，上游配以污泥电破壁工艺，下游配置氮磷回收技术及污泥好氧堆肥技术，辅以沼气回收，实现污泥的零碳排放以及资源化利用；
3、本发明的基于零碳排放的污泥厌氧消化工艺，有效提升了污泥厌氧消化效率，并对气液固三种形态的消化产物进行了资源能源回收，有效削减了污泥厌氧消化工艺的碳排放量，运行可靠，可以推广。
（发明人：裘湛;吴钧;潘磊;朱峰;吴悦岚;王志伟;吴炜;周博;戴若彬;王雪野）