一種污泥資源化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污泥處理領(lǐng)域，特別涉及一種污泥資源化處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)境污染問題越來越受到人們的重視，污泥處理廠相應(yīng)增多，產(chǎn) 生的剩余污泥量也會(huì)隨之增加，并且目前我國(guó)"重水輕泥"現(xiàn)象嚴(yán)重，大多數(shù)中小型污泥處 理廠建廠設(shè)計(jì)時(shí)僅考慮到污泥濃縮、脫水工序，沒有考慮到污泥內(nèi)污泥的穩(wěn)定化、無害化的 要求。污泥中含有較為豐富的有機(jī)質(zhì)及氮、磷資源，如果能夠回收利用這些資源，將對(duì)消除 污泥造成的環(huán)境污染和解決能源、資源的可持續(xù)利用具有重要意義。
[0003] 厭氧消化是污泥資源化過程中非常重要的一個(gè)步驟，但是厭氧消化存在污泥停留 時(shí)間長(zhǎng)、消化速率低、有機(jī)質(zhì)破解程度低等問題。比如氮磷濃度過高會(huì)對(duì)厭氧微生物產(chǎn)生毒 性作用，抑制顆粒污泥的活性，甚至?xí)欠磻?yīng)器失效，因此，必須在厭氧消化之前增加除氮 磷預(yù)處理步驟。厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量大，污泥中的氨氮繼續(xù)溶出，液相中的氨氮積累會(huì)增多，故 在厭氧發(fā)酵之后仍需去除污泥中的氮磷。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中通常采用添加藥劑法、化學(xué)沉淀法等方法去除污泥中的氮磷，但是去 除氮磷之后形成的沉淀結(jié)晶，回收利用比較困難；并且隨著時(shí)間的推移，慢慢會(huì)沉淀到污泥 處理設(shè)備的栗體及管路當(dāng)中，影響污水處理效果并且損壞污水處理設(shè)備。因此，找到一種合 適的方法既能去除污泥中的氮磷強(qiáng)化厭氧消化，同時(shí)又能防止沉淀結(jié)晶沉淀到污泥處理設(shè) 備的管路中，具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種污泥資源化處理方法。該方法能夠很好的去除污泥 中的氮磷，提高厭氧消化效率，與此同時(shí)可以防止沉淀結(jié)晶堵塞污泥處理設(shè)備。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種污泥資源化處理方法，包括以下步驟：
[0008] (1)對(duì)污泥進(jìn)行水熱處理，得到的泥水混合液固液分離，得到固相和液相；
[0009] (2)向液相中加入復(fù)合吸附材料進(jìn)行氮磷吸附，其中，復(fù)合吸附材料由重量比 1:3-3:1的廢舊玻璃和白云石制備而成；
[0010] (3)氮磷吸附后的液相與固相混合進(jìn)行厭氧產(chǎn)沼氣；
[0011] (4)將產(chǎn)沼氣后的泥水混合液進(jìn)行固液分離，固相回流到水熱處理，液相再次經(jīng)過 復(fù)合吸附材料回到水熱處理。
[0012] 污泥處理處置因地而異，因時(shí)而異，因此污泥的含水量也不盡相同，本發(fā)明在污泥 水熱處理之前將污泥固液比調(diào)整為10-15%。
[0013] 本發(fā)明提供的污泥資源化處理方法中，對(duì)污泥進(jìn)行水熱處理促進(jìn)污泥絮體解絮、 微生物細(xì)胞破解及有機(jī)物水解，難溶的固體有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性有機(jī)質(zhì)進(jìn)入液相，為厭氧 消化提供了充足的可直接分解利用的基質(zhì)，能夠大幅提高污泥的厭氧消化效率，從而為縮 短剩余污泥厭氧消化周期、提高沼氣產(chǎn)率打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是氮磷濃度過高會(huì)對(duì)厭氧 微生物產(chǎn)生毒性作用，抑制顆粒污泥的活性，甚至?xí)欠磻?yīng)器失效，因此，還必須在厭氧消 化之前增加除氮磷預(yù)處理步驟，水熱處理之后進(jìn)行固液分離，液相通過復(fù)合吸附材料進(jìn)行 吸附處理，本發(fā)明采用的復(fù)合吸附材料是由價(jià)格低廉的重量比1:3-3:1的廢舊玻璃和白云 石制備而成，此復(fù)合吸附材料能夠很好的去除液相中的氮磷，使厭氧效率提高，同時(shí)防止去 除氮磷后形成的沉淀堵塞設(shè)備，而且沉淀結(jié)晶可以回收利用。
[0014] 優(yōu)選的，本發(fā)明提供的處理方法中，水熱處理時(shí)間為0. 5-1. 5h，水熱處理溫度為 80-200°C。溫度對(duì)污泥中的有機(jī)物和氮磷溶出量影響較大，時(shí)間影響較小，低于80°C有機(jī)物 和氮磷溶出量很小，隨著溫度的升高，污泥中的有機(jī)物和氮磷溶出量逐漸增大，160 °C時(shí)溶 出量最高，當(dāng)溫度達(dá)到200°C后，污泥的有機(jī)物和氮磷溶出量開始下降。綜合考慮污泥有機(jī) 物和氮磷溶出量及耗能因素，將水熱時(shí)間范圍定在〇. 5-1. 5h。
[0015] 優(yōu)選的，本發(fā)明提供的處理方法中，厭氧產(chǎn)沼氣的時(shí)間為20-35天。發(fā)酵后的污泥 進(jìn)行固液分離，液相再次使用復(fù)合吸附材料進(jìn)行吸附，吸附后的液相與固相進(jìn)入水熱處理 進(jìn)入下一輪的污泥處理循環(huán)，循環(huán)二到三次后固體可以直接填埋。
[0016] 本發(fā)明提供的復(fù)合吸附材料吸附氮磷之后的廢料可以用作緩釋肥料，因其營(yíng)養(yǎng)成 分在材料中的吸附方式，能夠使其肥料中含有養(yǎng)分的化合物在土壤中釋放速度緩慢或者養(yǎng) 分釋放速度可以得到一定程度的控制以供作物持續(xù)吸收利用；此肥料的最重要特性是可以 控制其釋放速度，在施入土壤以后逐漸分解，逐漸為作物吸收利用，使肥料中養(yǎng)分能滿足作 物整個(gè)生長(zhǎng)期中各個(gè)生長(zhǎng)階段的不同需要，肥效可維持時(shí)間長(zhǎng)。另外，該廢料因發(fā)達(dá)的孔隙 結(jié)構(gòu)，具有很好的持水性，從而協(xié)調(diào)土壤中的水、肥、氣、熱，能夠?yàn)樽魑锷L(zhǎng)創(chuàng)造良好的環(huán) 境條件。
[0017] 本發(fā)明提供的污泥資源化處理方法中的復(fù)合吸附材料的制備方法為，將廢舊玻璃 和白云石粉碎過篩，用蒸餾水拌勻、煅燒，制得復(fù)合吸附材料。
[0018] 本發(fā)明充分利用白云石中的鈣鎂資源，最大限度的降低成本，容易推廣，如有需要 可添加其他低成本含碳酸鈣，鎂的廢棄物，此類活性物質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)和生物活性使其具有 一定的生物活性。白云石的主要化學(xué)成份為CaMg(CO 3)2，可用于去除污泥中的氨氮和磷，但 是利用白云石作為活性物質(zhì)處理污泥，其天然的結(jié)構(gòu)特性使其吸附污泥中的氮磷存在一定 的局限性，而且產(chǎn)生的沉淀結(jié)晶無法回收利用，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)堵塞設(shè)備管路及栗體。
[0019] 而廉價(jià)的廢舊玻璃具有多孔結(jié)構(gòu)，熔融后有一定的燒結(jié)作用，能用于成形，因此， 本發(fā)明可以采用添加廢舊玻璃的方法解決上述問題，本發(fā)明提供的復(fù)合吸附材料是以玻璃 作為基體，白云石作為活性物質(zhì)，對(duì)廢舊玻璃和白云石的天然結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性，利用復(fù)合吸附 材料的物理吸附和化學(xué)沉淀作用去除污泥中的氮磷；同時(shí)燒結(jié)成型的復(fù)合吸附材料可以將 生成的沉淀結(jié)晶固定住，避免堵塞設(shè)備的管路及栗體。
[0020] 起初發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)單的將廢舊玻璃與白云石混合在一起制備復(fù)合吸附材料，復(fù)合吸附 材料的除氮磷效果并不理想，甚至一度放棄了制備復(fù)合吸附材料的最初努力，然而隨著試 驗(yàn)的進(jìn)行，我們驚奇的發(fā)現(xiàn)，采用特定目數(shù)及窄配比范圍的廢舊玻璃和白云石，可以制得除 氮磷效果較好的復(fù)合吸附材料，并且制備工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合吸附材料的制備及成品的性能也 有很大程度的影響。本發(fā)明采用的廢舊玻璃和白云石的重量比為1:3-3:1，如此窄配比的原 料能夠使成品復(fù)合吸附材料達(dá)到最合適的硬度和吸附效果。更優(yōu)選的，本發(fā)明采用的廢舊 玻璃和白云石的重量比為1:1。
[0021] 本發(fā)明采用的廢舊玻璃和白云石過篩后的粒度均20-100目。玻璃和白云石的粒 度的選擇，要考慮實(shí)際生產(chǎn)中粒度大小會(huì)導(dǎo)致在研磨過程中機(jī)械耗能的多少，同時(shí)更重要 的是要考慮復(fù)合吸附材料的結(jié)構(gòu)和吸附效果，當(dāng)玻璃和白云石的顆粒較粗時(shí)其研磨過程耗 能較少，但制得材料不易成型，吸附效果不好；當(dāng)玻璃和白云石的顆粒很小時(shí)，白云石在水 中出現(xiàn)粉化，導(dǎo)致吸附的吸附效果不理想并且研磨過程耗能較高。因此，本發(fā)明最終選用的 合適目數(shù)范圍為20-100。
[0022] 本發(fā)明加入蒸餾水的目的是促進(jìn)玻璃粉與白云石粉的充分混合均勻，即加入蒸餾 水?dāng)嚢韬蠹炔荒苁箖烧呋旌虾筇桑膊荒芴珴?，因此蒸餾水的用量是隨著玻璃與白云石 混合