公布日：2023.10.13
申请日：2023.07.28
分类号：C02F11/145(2019.01)I;C02F11/121(2019.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C02F11/13(2019.01)I;C10B53/00(2006.01)I;C10B57/06(2006.01)I;
C10B57/10(2006.01)I;C10B57/08(2006.01)I;B03C3/017(2006.01)I;B01D53/00(2006.01)I;B01D53/02(2006.01)I;B01D53/60(2006.01)I;B01D53/56(2006.01)I;
B01D53/48(2006.01)I;C01B25/32(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种污泥磷回收方法，包括以下步骤：污泥初步处理步骤，所述污泥初步处理步骤去除污泥中的大颗粒物，并进行干化处理；配方添加步骤，所述配方添加步骤中，向经所述干化处理后的所述污泥中添加10％-30％的钙基调理剂，并使其与污泥充分混合；热解炭化处理步骤，在所述热解炭化处理步骤，将经所述配方添加步骤处理的所述污泥进行炭化处理。使用钙基盐作为添加剂可以提高热解炭化过程中磷的回收率，并降低环境污染。同时，使用炭化后的污泥作为有机肥料可以促进农业的可持续发展。
权利要求书
1.一种污泥磷回收方法，其特征在于，包括以下步骤：污泥初步处理步骤，所述污泥初步处理步骤去除污泥中的大颗粒物，并进行脱水处理；配方添加步骤，所述配方添加步骤中，向经所述污泥初步处理步骤后的所述污泥中添加10％-30％的钙基调理剂，使其与污泥充分混合，并进行干化处理；热解炭化处理步骤，在所述热解炭化处理步骤，将经所述配方添加步骤处理的所述污泥进行炭化处理。
2.根据权利要求1所述的磷回收方法，其特征在于，在所述配方添加步骤中，钙基调理剂为碳酸钙、钙镁盐、氧化钙或氯化钙中的任一种。
3.根据权利要求2所述的磷回收方法，其特征在于，在所述热解炭化处理步骤中，所述热解炭化温度在300℃～900℃。
4.根据权利要求3所述的磷回收方法，其特征在于，所述热解炭化温度在650℃～850℃。
5.根据权利要求3所述的磷回收方法，其特征在于，所述热解炭化时间为0.5小时～1小时。
6.根据权利要求3所述的磷回收方法，其特征在于，在所述热解炭化处理步骤中，所述污泥中的有机磷转换成无机磷。
7.根据权利要求6所述的磷回收方法，其特征在于，在所述热解炭化处理步骤中，所述污泥磷回收的产物为生物炭。
8.根据权利要求7所述的磷回收方法，其特征在于，在所述热解炭化处理步骤中，所述无机磷与所述钙基调理剂反应转换成磷灰石无机磷。
9.根据权利要求8所述的磷回收方法，其特征在于，所述生物炭含有磷元素，所述磷元素的固化率为80％～95％。
10.根据权利要求9所述的磷回收方法，其特征在于，所述生物炭含有氮元素，所述氮元素的固化率为55％～65％。
11.根据权利要求10所述的磷回收方法，其特征在于，所述生物炭含有钾元素，所述钾元素的固化率为80％～90％。
12.根据权利要求1-11任一项所述的磷回收方法，其特征在于，在所述污泥初步处理步骤中，包括：浓缩步骤，所述浓缩步骤将污泥浓缩后送至污泥调理池；脱水步骤，所述脱水步骤接收经浓缩步骤处理后的污泥；干化步骤，所述干化步骤处理经所述脱水步骤处理的污泥。
13.根据权利要求12所述的磷回收方法，其特征在于，在所述浓缩步骤，将含水率98％～99％污泥经机械浓缩后含水率达到95％～96％。
14.根据权利要求11所述的磷回收方法，其特征在于，在所述脱水步骤，将含水率降至60％～65％。
15.根据权利要求12所述的磷回收方法，其特征在于，在所述干化步骤中，将所述污泥干化处理时间0.5小时～1小时，直至所述污泥含水率为18％～22％。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种热解回收市政污泥中磷的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种污泥磷回收方法，包括以下步骤：污泥初步处理步骤，污泥初步处理步骤去除污泥中的大颗粒物，并进行脱水处理；配方添加步骤，配方添加步骤中，向经污泥初步处理步骤后的污泥中添加10％-30％的钙基调理剂，使其与污泥充分混合，并进行干化处理；热解炭化处理步骤，在热解炭化处理步骤，将经配方添加步骤处理的污泥进行炭化处理。使用钙基盐作为添加剂可以提高热解炭化过程中磷的回收率，并降低环境污染。同时，使用炭化后的污泥作为有机肥料可以促进农业的可持续发展，同时解决了废弃物的问题。
本发明对上述方案的进一步的改进在于：
进一步的，在配方添加步骤中，钙基调理剂为碳酸钙、钙镁盐、氧化钙或氯化钙中的任一种。
进一步的，在热解炭化处理步骤中，热解炭化温度在300℃～900℃。
进一步的，热解炭化温度在650℃～850℃。
进一步的，热解炭化时间为0.5小时～1小时。
进一步的，在热解炭化处理步骤中，污泥中的有机磷转换成无机磷。
进一步的，在热解炭化处理步骤中，污泥磷回收的产物为生物炭。
进一步的，在热解炭化处理步骤中，无机磷与钙剂调理剂反应转换成磷灰石无机磷。使用碳酸钙作为添加剂可以提高热解炭化过程中磷的回收率，并降低环境污染。同时，使用炭化后的污泥作为有机肥料可以促进农业的可持续发展，同时解决了废弃物的问题。
进一步的，生物炭含有磷元素，磷元素的固化率为80％～95％。
进一步的，生物炭含有氮元素，氮元素的固化率为55％～65％。
进一步的，生物炭含有钾元素，钾元素的固化率为80％～90％。
进一步的，在污泥初步处理步骤中，包括：浓缩步骤，浓缩步骤将污泥浓缩后送至污泥调理池；脱水步骤，脱水步骤接收经浓缩步骤处理后的污泥；干化步骤，干化步骤处理经脱水步骤处理的污泥。
进一步的，在浓缩步骤，将含水率98％～99％污泥经机械浓缩后含水率达到95％～96％。
进一步的，在脱水步骤，将含水率降至60％～65％。
进一步的，在所述干化步骤中，将所述污泥干化处理时间0.5小时～1小时，直至所述污泥含水率为18％～22％。
应用本发明的技术方案，至少实现了如下有益效果：
1、使用钙基盐作为添加剂可以提高热解炭化过程中磷的回收率，并降低环境污染。同时，使用炭化后的污泥作为有机肥料可以促进农业的可持续发展，同时解决了废弃物的问题；
2、本生物碳有机肥产品大幅缩减污泥体积，杀灭有害物质，将磷、钾和重金属固定在热解炭中。热解炭中磷钙矿的含量较多，利于后续回收，且热解炭中重金属结合更紧密、溶解度更低，通过本配方制得的生物炭磷肥其重金属生物毒性有效性成分小于50％；
3、热解能量利用率更高，产生的二次污染更低。烟气产生量少，二噁英排放量低，更加“无害化”；热解炭化的生物炭经过高温处理，热解气循环利用，实现了污泥的稳定化和资源化。
（发明人：陈昊楠;蒋红与;吴云生;李义烁;王志强;李中杰;金潇;张宇昕;安莹玉）