申请日2017.04.07
公开(公告)日2017.09.05
IPC分类号C02F11/04; C01B25/45; C01B25/32
摘要
本发明公开了厌氧发酵剩余污泥的方法和从剩余污泥中回收磷的方法，厌氧发酵剩余污泥的方法，包括以下步骤：直接向剩余污泥中加碱搅拌，调节并保持剩余污泥的pH≥9，进行厌氧发酵，碱性厌氧发酵可以破坏好氧菌的细胞壁释放出细菌内部的磷和营养物质，厌氧菌挤压好氧菌生存空间，进一步促进好氧菌细菌破裂，促进磷释放，在厌氧环境下可促使磷降解细菌释放磷，且厌氧碱性条件厌氧细菌产生大量短链脂肪酸，短链脂肪酸会促进磷降解细菌释放磷，减刑条件使无机磷沉淀转化为溶解性磷酸盐进入到上清液中，综上，碱性厌氧发酵促使剩余污泥中的磷释放到上清液中，上清液中磷采用常规沉淀法即可实现回收，该回收方法成本低廉，而且耗时较短。
权利要求书
1.一种厌氧发酵剩余污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：直接向剩余污泥中加碱搅拌，调节并保持剩余污泥的pH≥9，进行厌氧发酵。
2.根据权利要求1所述的厌氧发酵剩余污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：直接向剩余污泥中加碱搅拌，调节并保持剩余污泥的pH为9.8-10.2，进行厌氧发酵。
3.根据权利要求1所述的厌氧发酵剩余污泥的方法，其特征在于，所述加碱搅拌过程中不能使剩余污泥的液面形成漩涡。
4.根据权利要求1-3任一项所述的厌氧发酵剩余污泥的方法，其特征在于，厌氧发酵时间为6-10天。
5.根据权利要求1-3任一项所述的厌氧发酵剩余污泥的方法，其特征在于，控制厌氧发酵过程中剩余污泥中的溶解氧浓度≤0.2 mg/L。
6.根据权利要求1-3任一项所述的厌氧发酵剩余污泥的方法，其特征在于，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙。
7.一种从剩余污泥 中回收磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在剩余污泥储存池内采用如权利要求1-6任一项所述的厌氧发酵剩余污泥的方法对剩余污泥进行处理;
S2：对处理后的剩余污泥进行浓缩脱水，得到上清液;
S3：通过沉淀法回收所述上清液中的磷。
8.根据权利要求7所述的从剩余污泥中回收磷的方法，其特征在于，S3的具体步骤为：向所述上清液中投加沉淀剂，搅拌反应，分离并回收反应产生的沉淀物。
9.根据权利要求8所述的从剩余污泥中回收磷的方法，其特征在于，所述沉淀剂为镁盐或钙盐。
说明书
厌氧发酵剩余污泥的方法和从剩余污泥中回收磷的方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及厌氧发酵剩余污泥的方法和从剩余污泥中回收磷的方法。
背景技术
随着我国城镇污水排放量不断增加，污水处理率不断提高，污水处理厂产生的污泥尤其是剩余污泥的量越来越大，目前污泥处理处置费用较高，占污水处理厂总运行费用的50%以上。污泥中含有有机质、氮、磷、钾、微量元素等营养元素，可以供给植物生长需要，如果能够实现污泥的资源化利用，可以一定程度上降低污水处理厂的运行费用。目前磷回收主要采用化学法回收，如磷酸铵镁法，磷酸铵镁是很好的缓释肥料，只要溶液中含有镁离子、氨氮和正磷酸，它们的离子浓度积大于磷酸铵镁的溶度积常熟，且pH在8.5-10碱性范围，就会有磷酸铵镁生成。
城市污水中含有大量磷，在污水处理过程中主要是进入剩余污泥而被去除，因此，剩余污泥中含有大量可回收的磷。从污泥中回收磷，由于污泥中的磷既存在于胞外聚合物中，又存在于胞内，因此首先必须通过预处理手段使磷释放到上清液中，再沉淀分离和回收利用。目前已经报道的预处理污泥释放磷的方法包括酸法、臭氧法、超声波法、微波法和加热法等，但这些方法均存在构筑物和设备投资成本大和电耗药耗费用高的问题。而且上述这些处理方法得到的上清液都是偏酸性或近中性，达不到磷酸铵镁法回收磷所要求的碱性范围，需要加碱调节pH，又进一步增加了药剂成本。所以，目前的污泥释放磷的预处理方法成本较高，无法满足实际生产需求，需要提供一种成本低廉的污泥释放磷的预处理方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低廉的厌氧发酵剩余污泥的方法，使剩余污泥中的磷释放到上清液中，以及一种成本低廉的从剩余污泥中回收磷的方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种厌氧发酵剩余污泥的方法，包括以下步骤：直接向剩余污泥中加碱搅拌，调节并保持剩余污泥的pH≥9，进行厌氧发酵。
在一些优选的实施方式中，包括以下步骤：直接向剩余污泥中加碱搅拌，调节并保持剩余污泥的pH为9.8-10.2，进行厌氧发酵。
在一些优选的实施方式中，所述加碱搅拌过程中不能使剩余污泥的液面形成漩涡。
在一些优选的实施方式中，厌氧发酵时间为6-10天。
在一些优选的实施方式中，控制厌氧发酵过程中剩余污泥中的溶解氧浓度≤0.2mg/L。
在一些优选的实施方式中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙。
此外，本发明还提供了一种从剩余污泥中回收磷的方法，包括以下步骤：
S1：在剩余污泥储存池内采用如上所述的厌氧发酵剩余污泥的方法对剩余污泥进行处理;
S2：对处理后的剩余污泥进行浓缩脱水，得到上清液;
S3：通过沉淀法回收所述上清液中的磷。
在一些优选的实施方式中，S3的具体步骤为：向所述上清液中投加沉淀剂，搅拌反应，分离并回收反应产生的沉淀物。
在进一步优选的实施方式中，所述沉淀剂为镁盐或钙盐。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种厌氧发酵剩余污泥的方法，包括以下步骤：直接向剩余污泥中加碱搅拌，调节并保持剩余污泥的pH≥9，进行厌氧发酵，首先，在碱性调节(pH≥9)时，氢氧根会与污泥细菌的细胞壁的纤维素发生皂化反应，破坏细胞壁释放出细菌内部的磷，主要是好氧菌，因为厌氧菌的细胞壁厚;第二，由于碱加快了细菌的死亡，使得细胞内的大量营养物质流出，能够促进厌氧菌的生长，厌氧菌能够进一步吞噬好氧菌，挤压好氧菌的生存空间，促进好氧菌快速衰亡，进一步促进好氧菌细菌破裂，促进磷释放;第三，在厌氧环境下可促使磷降解细菌释放磷(好氧条件下吸收磷，厌氧条件下释放磷)，厌氧碱性条件能够促使厌氧细菌产生大量短链脂肪酸，短链脂肪酸(主要是乙酸)会促进磷降解细菌释放磷;第四，污水处理厂在深度处理工艺通常会采用铝盐或铁盐沉淀除磷，所以剩余污泥中含有大量无机磷沉淀物，AlPO4的沉淀系数Ksp是6.30×10-19，FePO4的沉淀系数Ksp是1.30×10-22，当剩余污泥pH超过8.5，剩余污泥的无机磷沉淀则可完全转化为溶解性磷酸盐进入到上清液中，综合上述四层机理，采用碱性厌氧发酵能够很好地促使剩余污泥中的磷释放到上清液中，释磷率为55-79%，而且本发明所述方法工艺简单，无须额外建设构筑物，可以原位在剩余污泥的储存池内直接进行处理，无须密封罐或者其他反应池，降低了构筑物建设成本，仅需要使用碱即可使得剩余污泥中的磷释放出来，设备只需要搅拌装置，成本低廉，而且反应时间较短，一般6-10天足矣。
