公布日：2023.11.10
申请日：2023.09.20
分类号：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
本发明属于污泥资源化技术领域，具体涉及一种高含固含铁污泥中磷的资源化回收方法。本发明的回收方法结合厌氧消化与酸化处理高含固含铁污泥，利用酸化处理改变含磷沉淀的溶解性能，从而释放大量的磷，经固液分离后，滤液可通过蓝铁矿的形式回收磷肥，而处理后的污泥经干化后可用于协同焚烧。本方案不仅节约了酸化药剂成本，也提高了释磷的总体效率，制备得到的蓝铁矿品质高，由于污泥的酸化将无机金属元素大量释放，而有机成分仍残留，故酸化后污泥热值提高，适用于污泥的协同焚烧。
权利要求书
1.一种高含固含铁污泥中磷的资源化回收方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对高含固含铁污泥进行厌氧消化；S2、将S1消化后的污泥进行酸化处理，释放污泥中的磷和亚铁；S3、将S2酸化后的污泥进行固液分离，得到泥饼和滤液；S4、取S3的滤液，通过调节pH，形成蓝铁矿回收磷；S5、将S3的泥饼经干化和粉碎后用于协同焚烧。
2.根据权利要求1所述的一种高含固含铁污泥中磷的资源化回收方法，其特征在于，步骤S1中，所述高含固含铁污泥为使用铁盐除磷的含铁污泥，其含固率为7％～20％。
3.根据权利要求1所述的一种高含固含铁污泥中磷的资源化回收方法，其特征在于，步骤S1中，所述厌氧消化采用中温厌氧消化，厌氧消化温度控制在35±2℃，时间控制在10～30天。
4.根据权利要求1所述的一种高含固含铁污泥中磷的资源化回收方法，其特征在于，步骤S2中，所述酸化处理为采用浓度为3～4mol/L的硫酸溶液将污泥的pH调节到3～4。
5.根据权利要求1所述的一种高含固含铁污泥中磷的资源化回收方法，其特征在于，步骤S3中，所述固液分离选用板框压滤或离心脱水方法，处理后的泥饼含水率降低到70％～80％。
6.根据权利要求1所述一种高含固含铁污泥中磷的资源化回收方法，其特征在于，步骤S4中，所述回收磷为采用3～4mol/L的NaOH溶液将滤液的pH调节到5.5～6.5，收集固体得到蓝铁矿。
7.根据权利要求1所述的一种高含固含铁污泥中磷的资源化回收方法，其特征在于，步骤S5中，所述污泥干化采用热干化或低温干化方式，干化后的污泥含水率低于40％。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高含固含铁污泥中磷的资源化回收方法，该方法利用温和的酸化条件处理污泥，节约了酸化药剂成本，可通过品质高的蓝铁矿的形式回收磷肥，且后续污泥的热值高，适用于污泥的协同焚烧。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供一种高含固含铁污泥中磷的资源化回收方法，包括以下步骤：
S1、取高含固含铁污泥进行厌氧消化；
S2、将S1消化后的污泥进行酸化处理，释放污泥中的磷和亚铁；
S3、将S2酸化后的污泥进行固液分离，得到泥饼和滤液；
S4、取S3的滤液，通过调节pH，形成蓝铁矿回收磷；
S5、将S3的泥饼经干化和粉碎后用于协同焚烧。
优选地，步骤S1中，所述高含固含铁污泥为使用铁盐除磷的含铁污泥，其含固率为7％～20％。
优选地，所述厌氧消化配备沼气收集系统，将厌氧消化产生的沼气(主要是甲烷)收集用作燃料，在回收磷的同时将污泥中的碳能源化利用。
优选地，步骤S1中，所述厌氧消化采用中温厌氧消化，厌氧消化温度控制在35±2℃，时间控制在10～30天。
优选地，步骤S2中，所述酸化处理为采用浓度为3～4mol/L的硫酸溶液将污泥的pH调节到3～4。
优选地，步骤S3中，所述固液分离选用板框压滤或离心脱水方法，处理后的泥饼含水率降低到70％～80％。
优选地，所述回收磷为采用3～4mol/L的NaOH溶液将滤液的pH调节到5.5～6.5，收集固体得到蓝铁矿。
优选地，步骤S5中，所述污泥干化采用热干化或低温干化方式，干化后的污泥含水率低于40％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明结合厌氧消化与酸化处理高含固含铁污泥，厌氧消化后污泥中大部份三价铁被异化铁还原菌还原为二价铁，同时大量有机磷被转化成无机磷，这些变化都使得污泥能够在温和的pH条件(pH＝3～4)而非极端的pH条件(pH＝1～2)下释放50-80％的磷，从而大大节约了酸化药剂的成本，也提高了释磷的总体效率。经过厌氧消化-酸化-固液分离的滤液含有大量的磷酸根离子和亚铁离子，此时仅需要调节溶液的pH就能够以蓝铁矿的形式回收磷。以蓝铁矿代替鸟粪石作为磷回收产物，直接地利用了原本为杂质的亚铁离子作为构晶离子，因此产物的纯度高、杂质少、晶形结构优越，蓝铁矿纯度高达85％以上，并且无需额外添加除铁的装置。由于污泥的酸化将无机金属元素大量释放，无机成分减少，而有机成分仍残留，故酸化后污泥热值提高，适用于污泥的协同焚烧。
（发明人：李若泓;孙连鹏;袁维芳;杨裕昊;于怀星;邱仲业;邓欢忠;宋平;王浩;肖思华;刘佳宇;祝新哲）