公布日：2023.11.17
申請日：2023.09.01
分類號：C02F3/28(2023.01)I;C02F11/02(2006.01)I
摘要
本發明公開了一種基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，耦合了污泥電破壁技術、厭氧動態膜生物反應器以及鳥糞石沉淀回收技術，采用污泥電破壁裝置對污泥進行預處理溶胞，而后采用AnDMBR工藝實現高濃度污泥厭氧消化，收集污泥厭氧消化過程中產生沼氣，再利用鳥糞石沉淀裝置回收膜出水清液中的氮磷元素，消化污泥則通過好氧堆肥予以土地利用，從而提升污泥厭氧消化的效率，實現污泥的零碳排放及資源化利用。
權利要求書
1.一種基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1，破壁預處理，污泥在電破壁裝置內進行破壁處理獲得預處理污泥，促進污泥中的微生物細胞裂解，胞內有機質溶出；S2，污泥厭氧消化，預處理污泥進入至厭氧動態膜生物反應器，在主反應區內進行厭氧消化處理并產生沼氣，消化后的污泥進入到膜分離區進行濃縮分離得到濃縮污泥和膜出水，濃縮污泥一部分外排，另一部分返回至主循環區內繼續進行污泥的厭氧消化；S3，鳥糞石回收，在膜分離區得到的膜出水進入到鳥糞石沉淀裝置內，添加鈣鎂離子通過結晶沉淀的方式回收膜出水中的氮磷，獲得鳥糞石。
2.根據權利要求1所述的基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S1中，所述破壁預處理過程中，所述電破壁裝置發射的微波波長為1～1000mm，發射頻率為0.3～300GHz，發射功率為500～1000W。
3.根據權利要求2所述的基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S2中，所述厭氧消化過程中，所述主反應區的溫度為35±2℃，pH為7～8。
4.根據權利要求1所述的基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S2，所述厭氧消化過程中，水力停留時間為10～20天，固體停留時間為30～50天。
5.根據權利要求1所述的基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S2中，所述厭氧消化過程中，VS的消解率≥40wt％，沼氣的產率≥0.6L/gVS。
6.根據權利要求1所述的基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S2中，所述外排的濃縮污泥通過好氧堆肥利用。
7.根據權利要求1所述的基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S3中，所述鳥糞石回收過程中，所述鳥糞石的純度達到65％以上。
8.根據權利要求7所述的基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S3中，所述鳥糞石回收過程中，所述膜出水處理后的清液中氮磷的去除率≥70％。
發明內容
針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的是提供一種基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，耦合了污泥電破壁技術、厭氧動態膜生物反應器以及鳥糞石沉淀回收技術，采用污泥電破壁裝置對污泥進行預處理溶胞，而后采用AnDMBR工藝實現高濃度污泥厭氧消化，收集污泥厭氧消化過程中產生沼氣，再利用鳥糞石沉淀裝置回收膜出水清液中的氮磷元素，消化污泥則通過好氧堆肥予以土地利用，從而提升污泥厭氧消化的效率，實現污泥的零碳排放及資源化利用。
為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
本發明提供了一種基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，包括以下步驟：
S1，破壁預處理，污泥在電破壁裝置內進行破壁處理獲得預處理污泥，促進污泥中的微生物細胞裂解，胞內有機質溶出；
S2，污泥厭氧消化，預處理污泥進入至厭氧動態膜生物反應器，在主反應區內進行厭氧消化處理并產生沼氣，消化后的污泥進入到膜分離區進行濃縮分離得到濃縮污泥和膜出水，濃縮污泥一部分外排，另一部分返回至主循環區內繼續進行污泥的厭氧消化；
S3，鳥糞石回收，在膜分離區得到的膜出水進入到鳥糞石沉淀裝置內，添加鈣鎂離子通過結晶沉淀的方式回收膜出水中的氮磷，獲得鳥糞石。
優選地，所述步驟S1中，所述破壁預處理過程中，所述電破壁裝置發射的微波波長為1～1000mm，發射頻率為0.3～300GHz，發射功率為500～1000W。
優選地，所述步驟S2中，所述厭氧消化過程中，所述主反應區的溫度為35±2℃，pH為7～8。
優選地，所述步驟S2，所述厭氧消化過程中，水力停留時間為10～20天，固體停留時間為30～50天。
優選地，所述步驟S2中，所述厭氧消化過程中，VS的消解率≥40wt％，沼氣的產率≥0.6L/gVS。
優選地，所述步驟S2中，所述外排的濃縮污泥通過好氧堆肥利用。
優選地，所述步驟S3中，所述鳥糞石回收過程中，所述鳥糞石的純度達到65％以上。
優選地，所述步驟S3中，所述鳥糞石回收過程中，所述膜出水處理后的清液中氮磷的去除率≥70％。
本發明所提供的一種基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，還具有以下幾點有益效果：
1、本發明的基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，耦合了污泥電破壁技術、厭氧動態膜生物反應器以及鳥糞石沉淀回收技術，采用污泥電破壁裝置對污泥進行預處理溶胞，而后采用AnDMBR工藝實現高濃度污泥厭氧消化，收集污泥厭氧消化過程中產生沼氣，再利用鳥糞石沉淀裝置回收膜出水清液中的氮磷元素消化污泥則通過好氧堆肥予以土地利用，從而提升污泥厭氧消化的效率，實現污泥的零碳排放及資源化利用；
2、本發明的基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，以污泥厭氧消化AnDMBR工藝為主體，上游配以污泥電破壁工藝，下游配置氮磷回收技術及污泥好氧堆肥技術，輔以沼氣回收，實現污泥的零碳排放以及資源化利用；
3、本發明的基于零碳排放的污泥厭氧消化工藝，有效提升了污泥厭氧消化效率，并對氣液固三種形態的消化產物進行了資源能源回收，有效削減了污泥厭氧消化工藝的碳排放量，運行可靠，可以推廣。
（發明人：裘湛;吳鈞;潘磊;朱峰;吳悅嵐;王志偉;吳煒;周博;戴若彬;王雪野）
