本發(fā)明屬于污泥處理處置與資源化處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種從脫水污泥中回收磷的方法。

背景技術(shù)：

磷是一種難以再生的非金屬礦資源，參與動(dòng)植物生命活動(dòng)，在工農(nóng)業(yè)中具有重要的利用價(jià)值。磷礦已被列為我國(guó)2010年后不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的20種礦產(chǎn)之一。另一方面，城市污水處理廠污泥中富集的氮、磷濃度遠(yuǎn)高于一般污/廢水，如普通剩余污泥中磷的含量約為1%-3%，采用強(qiáng)化生物除磷工藝可達(dá)6%-12%，甚至達(dá)到15%，已超過(guò)我國(guó)三大磷礦類型的巖漿巖型磷灰石中磷的含量（一般低于10%，低者只有2%-3%），這為磷的回收利用提供了可能，使污泥成為一種潛在的可循環(huán)磷礦資源。現(xiàn)在對(duì)污泥中的磷回收一般采用鈣法、鎂法等化學(xué)沉淀或結(jié)晶法，但這些方法一般適用于污泥的濃縮上清液、厭氧后上清液等，即僅適用于含水率很高的污泥。

污泥經(jīng)過(guò)脫水后，其含水率一般為80%左右，是一種典型的固態(tài)物質(zhì)，不能直接采用上述方法對(duì)其中的磷進(jìn)行回收，因此需要通過(guò)厭氧、氧化、熱處理、酸、堿等各種方法將固態(tài)污泥中的磷釋放出來(lái)，從而再實(shí)現(xiàn)磷的回收?，F(xiàn)有的相關(guān)專利如“一種回收污水污泥中磷、氮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的方法”（專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N200910209814.5），該技術(shù)用微波/過(guò)氧化氫高級(jí)氧化技術(shù)破解污泥，加MgCl₂溶液得到適宜鳥糞石沉淀的污泥裂解液，不僅使污泥中磷的去除率高，而且使磷的回收率高，且得到的鳥糞石質(zhì)量高?！耙环N回收污泥中磷的方法”（專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N201110446835.6），該技術(shù)先將污泥消解, 消解的方法可以是超聲波法、加熱法、加酸法的一種或加熱法和加酸法兩種聯(lián)合，然后用CaC1₂溶液沉淀回收污泥上層清夜中的磷，或者以海水為鎂源沉淀回收污泥上清液中的磷?！耙环N利用白云石回收城市污泥厭氧消化液中磷的方法”（專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N200810106419.X），該技術(shù)利用白云石提供鈣鎂源分兩步回收城市污泥厭氧消化液中磷，同時(shí)回收部分氮，磷，藥劑成本低。

如上所述，現(xiàn)有專利和研究中以鳥糞石或磷酸鈣法從污泥濃縮液或污泥厭氧消化液中回收污泥中磷的較多，也比較成熟，然而當(dāng)前所述及的污泥中磷的釋放效率不高，此外，更為顯著的是，采用熱處理、酸堿、微波等對(duì)一般濃縮污泥有效，而對(duì)脫水污泥進(jìn)行消解或破解后，由于含固率較高，消解后的混合物難以實(shí)現(xiàn)泥水的分離，限制了對(duì)其中磷的回收。因此有必要開發(fā)一種高效的回收脫水污泥中磷的體系，最大可能地發(fā)掘其作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于依托現(xiàn)有的“高溫?zé)崴?高含固厭氧消化”技術(shù)，提供一種從脫水污泥中回收磷的方法。通過(guò)高溫?zé)崴饷撍勰?，?shí)現(xiàn)脫水污泥中磷的釋放，然后對(duì)性能改善后的熱水解污泥進(jìn)一步離心或壓濾脫水，在脫水液中投加鎂鹽形成鳥糞石沉淀回收磷，同時(shí)回收部分氨氮。

本發(fā)明提出的從脫水污泥中回收磷的方法，具體步驟如下：

（１）采用高溫?zé)崴饧夹g(shù)對(duì)脫水污泥進(jìn)行熱水解，將脫水污泥投入混合漿化罐內(nèi)，混合預(yù)熱10-15min，控制溫度預(yù)熱至70℃以上，接著脫水污泥進(jìn)入熱水解反應(yīng)罐內(nèi)，在120-170℃溫度下，反應(yīng)20-40min；在此條件下，脫水污泥中磷大部分轉(zhuǎn)化為正磷；

（２）對(duì)步驟（１）得到的熱水解后的污泥進(jìn)行脫水，由于熱水解后的污泥脫水性能有了較大程度的改善，且熱解后污泥pH值會(huì)降低（一般為6.0-6.5），因此污泥中的正磷大部分存在于污泥脫水液中，此外污泥脫水液中也含有較高濃度的氨氮；

（３）向步驟（２）得到的污泥脫水液中投加氯化鎂或氧化鎂等含鎂離子的鹽，控制Mg²⁺/PO₄^3-摩爾比為1.1-1.5:1，同時(shí)投加堿液使污泥脫水液的pH值為8.5-10.0，混合攪拌，沉淀30-40min，即可獲得磷酸銨鎂晶體。

本發(fā)明中，本發(fā)明中，步驟（１）中，脫水污泥投入混合漿化罐時(shí)，可加入氧化劑或無(wú)機(jī)酸，以提高釋磷效果。

本發(fā)明中，所述氧化劑為H₂O₂或KClO₃等，不含有Cr、Mn等有害重金屬，也不含有鐵等易于與磷產(chǎn)生沉淀的氧化劑中任一種，所述無(wú)機(jī)酸為鹽酸，硝酸或硫酸等中任一種。

本發(fā)明中，步驟（２）中脫水采用壓濾或離心方式。

本發(fā)明中，步驟（３）中向污泥脫水液中投加含鎂離子的鹽的同時(shí)，可以投加石英砂等晶種作為晶核。

本發(fā)明的有益效果在于：

1. 實(shí)現(xiàn)脫水污泥磷的高效回收。脫水污泥是一種固態(tài)物質(zhì)，常規(guī)的磷回收方法難以應(yīng)用。本方法依托 “高溫?zé)崴?厭氧消化”技術(shù)，對(duì)經(jīng)過(guò)高溫?zé)崴獾拿撍勰嘣龠M(jìn)行脫水處理，充分利用高溫?zé)崴馓岣呶勰嗝撍阅?，且能夠轉(zhuǎn)化釋放污泥中磷的特性，獲得磷濃度較高的脫水液，從而可以采用常規(guī)的磷酸銨鎂結(jié)晶法實(shí)現(xiàn)對(duì)脫水污泥中磷的回收。

2. 該法既可以實(shí)現(xiàn)污泥中的磷的回收，同時(shí)可以回收部分氨氮，實(shí)現(xiàn)資源的回收利用，且通過(guò)磷回收后，可以減少后續(xù)厭氧消化過(guò)程中結(jié)垢現(xiàn)象發(fā)生。

3. 該發(fā)明方法是“高溫?zé)崴?厭氧消化”技術(shù)的有效補(bǔ)充，因此在實(shí)際使用中，只要增加一些沉淀、投藥設(shè)施等，易于實(shí)現(xiàn)，具有工程應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明從脫水污泥中回收磷的工藝方法示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

實(shí)施例1：

將含固率為10%的脫水污泥，投入槳化罐預(yù)熱至70℃，投加KClO₃占總磷的5%，置于高溫?zé)崴馓幚硌b置，用熱蒸汽對(duì)反應(yīng)罐內(nèi)污泥進(jìn)行加熱加壓，使系統(tǒng)溫度上升至120℃。保持溫度時(shí)間為30min，泄壓閃蒸冷卻至35℃左右，采用壓濾方式將污泥的含水率降至60%以下。獲得的脫水液投加MgCl₂使Mg²⁺:PO₄^3--P=1.5:1（摩爾比），并調(diào)節(jié)pH值為10.0，攪拌后靜置沉降30min即可獲得磷酸銨鎂晶體。污泥脫水液中磷的去除率達(dá)90%。

實(shí)施例2：

將含固率為20%的高含固污泥，投加HCl調(diào)節(jié)混合物pH為6.5，混合均勻后污泥預(yù)熱至90℃，置于高溫?zé)崴馓幚硌b置，用熱蒸汽對(duì)反應(yīng)罐內(nèi)污泥進(jìn)行加熱加壓，使系統(tǒng)溫度上升至170℃。保持溫度時(shí)間為40min，泄壓閃蒸冷卻至35℃左右，采用離心方式將污泥脫水。獲得的脫水液投加0.2mm的石英砂作為晶種，同時(shí)投加MgCl₂使Mg²⁺:PO₄^3--P =1.2:1（摩爾比），并調(diào)節(jié)pH值為10.0，攪拌后靜置沉降30min即可獲得磷酸銨鎂晶體。污泥脫水液中磷的去除率達(dá)86%。

如上所述，本發(fā)明是按照目前認(rèn)為是最實(shí)際和優(yōu)選的實(shí)施進(jìn)行描述，但不局限于上述的實(shí)施方法，而應(yīng)當(dāng)涵蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)的各種修改和等價(jià)設(shè)計(jì)。