公布日：2023.08.15
申請日：2023.03.13
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C01B25/32(2006.01)I;C01B25/45(2006.01)I;C05B17/00(2006.01)I;C05G3/40(2020.01)I;C05G3/80(2020.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/
02(2023.01)N;C02F1/48(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N;C02F11/18(2006.01)N;C02F11/13(2019.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/
16(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種污泥水熱炭化工藝水營養鹽回收方法，屬于污泥處理技術領域，包括以下步驟：在工藝水中加入鈣鹽、鎂鹽并加熱；同步滴加堿液，添加亞鐵鹽和鐵鹽；保溫攪拌反應生產得到含有氮磷的顆粒物；磁分離含有氮磷的顆粒物，固液分離回收磁性營養鹽并干燥備用；分離后的液體進一步處理后并回用。通過在工藝水中滴加堿液調節Ph值，加入鈣鹽、鎂鹽、亞鐵鹽和鐵鹽，加熱攪拌反應后形成含有氮磷的顆粒物；磁分離快速回收磁性營養鹽顆粒物；液體經處理后返回污水處理系統，磁性顆粒物既可作為緩釋肥用于土壤改良，又可作為帶營養物質的磁性材料用于制備污水處理微生物載體材料。本發明工藝簡單，效果好，能回收工藝水中營養物質實現資源再生利用。
權利要求書
1.一種污泥水熱炭化工藝水營養鹽回收方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步：在污泥水熱碳化工藝水中加入鈣鹽、鎂鹽，攪拌并加熱；第二步：在污泥水熱碳化工藝水中同步滴加堿液，亞鐵鹽和鐵鹽；第三步：加畢，保溫攪拌反應，生產得到含有氮磷的顆粒物；第四步：磁分離含有氮磷的顆粒物，回收磁性營養鹽并固液分離，得到的磁性營養鹽顆粒物干燥備用；分離后的液體處理后并回用；所述污泥水熱碳化工藝水是指預脫水污泥在160-220℃高溫高壓條件下水熱碳化反應2-6h后過濾的濾液，所述污泥水熱碳化工藝水的各項指標為：pH1-7，COD10000-100000，氨氮200-1000，總氮400-2000，磷酸鹽為200-1000。
2.根據權利要求1所述的污泥水熱炭化工藝水營養鹽回收方法，其特征在于：所述步驟一中鈣鹽是指硝酸鈣、氯化鈣、硫酸鈣、碳酸鈣中的一種或兩種以上混合物，鎂鹽是指硝酸鎂、氯化鎂、硫酸鎂、碳酸鎂中的一種或兩種以上混合物，鈣離子和鎂離子的合計添加量為1000-5000ppm，且鈣鹽與鎂鹽的質量比為1:99-50:50。
3.根據權利要求1所述的污泥水熱炭化工藝水營養鹽回收方法，其特征在于：所述步驟一至步驟四反應溫度為40-100℃，步驟四的反應時間為1-5h。
4.根據權利要求1所述的污泥水熱炭化工藝水營養鹽回收方法，其特征在于：所述步驟二中堿液是指堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物中一種或兩種以上混合物，調理pH至8-12。
5.根據權利要求1所述的污泥水熱炭化工藝水營養鹽回收方法，其特征在于：所述步驟二中亞鐵鹽是指硫酸亞鐵、氯化亞鐵中一種或兩種混合物，鐵鹽是指硫酸鐵、氯化鐵中一種或兩種混合物，鐵鹽和亞鐵鹽的合計添加量為10000-100000ppm，且鐵鹽和亞鐵鹽的質量比為1:1-2:1。
6.根據權利要求1所述的污泥水熱炭化工藝水營養鹽回收方法，其特征在于：所述污泥水熱碳化工藝水經回收營養鹽后COD下降率10-20％，氨氮下降率80-100％，磷酸鹽下降率95-100％。
7.根據權利要求1所述的污泥水熱炭化工藝水營養鹽回收方法，其特征在于：所述步驟四得到的磁性營養鹽用于制作緩釋肥，或作為帶營養物質的磁性材料用于制備污水處理微生物載體材料。
8.根據權利要求1所述的污泥水熱炭化工藝水營養鹽回收方法，其特征在于：所述步驟四分離后的液體處理后回用至污水處理系統作為反硝化碳源。
發明內容
本發明的目的是提供一種污泥水熱炭化工藝水營養鹽回收方法，旨在解決現有技術中水熱炭化工藝水處理工藝復雜，處理效果差，成本高，不能實現資源利用的技術問題。
為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：
一種污泥水熱炭化工藝水營養鹽回收方法，包括以下步驟：
第一步：在污泥水熱碳化工藝水中加入鈣鹽、鎂鹽，攪拌并加熱；
第二步：在污泥水熱碳化工藝水中同步滴加堿液，亞鐵鹽和鐵鹽；
第三步：加畢，保溫攪拌反應，生產得到含有氮磷的顆粒物；
第四步：磁分離含有氮磷的顆粒物，回收磁性營養鹽并固液分離，得到的磁性營養鹽顆粒物干燥備用；分離后的液體進一步處理后并回用；
所述污泥水熱碳化工藝水是指預脫水污泥在160-220℃高溫高壓條件下水熱碳化反應2-6h后過濾的濾液，所述污泥水熱碳化工藝水的各項指標為：pH1-7，COD10000-100000，氨氮200-1000，總氮400-2000，磷酸鹽為200-1000。
優選的，所述步驟一中鈣鹽是指硝酸鈣、氯化鈣、硫酸鈣、碳酸鈣中的一種或兩種以上混合物，鎂鹽是指硝酸鎂、氯化鎂、硫酸鎂、碳酸鎂中的一種或兩種以上混合物，鈣離子和鎂離子的合計添加量為1000-5000ppm，且鈣鹽與鎂鹽的質量比為1:99-50:50。
優選的，所述步驟一至步驟四反應溫度為40-100℃，步驟四的反應時間為1-5h。
優選的，所述步驟二中堿液是指堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物中一種或兩種以上混合物，調理pH至8-12。
優選的，所述步驟二中亞鐵鹽是指硫酸亞鐵、氯化亞鐵中一種或兩種混合物，鐵鹽是指硫酸鐵、氯化鐵中一種或兩種混合物，鐵鹽和亞鐵鹽的合計添加量為10000-100000ppm，且鐵鹽和亞鐵鹽的質量比為1:1-2:1。
優選的，所述污泥水熱碳化工藝水經回收營養鹽后COD下降率10-20％，氨氮下降率80-100％，磷酸鹽下降率95-100％。
優選的，所述步驟四得到的磁性營養鹽用于制作緩釋肥，或作為帶營養物質的磁性材料用于制備污水處理微生物載體材料。
優選的，所述步驟四分離后的液體處理后回用至污水處理系統作為反硝化碳源。
采用上述技術方案所產生的有益效果在于：與現有技術相比，本發明通過加入鈣鹽和鎂鹽，鈣鹽與工藝水中的磷酸根發生反應生成磷酸鈣沉淀，鎂鹽與銨根及磷酸根反應生成鳥糞石；同步滴加堿液調節Ph值，再添加亞鐵鹽和鐵鹽，保溫攪拌使物料充分反應，形成含有氮磷的顆粒物；通過磁分離快速回收磁性營養鹽顆粒物；剩余的液體經進一步處理后返回污水處理系統，磁性顆粒物既可作為緩釋肥用于土壤改良，又可作為帶營養物質的磁性材料用于制備污水處理微生物載體材料。本發明回收營養鹽的工藝簡單，效果好，既能對污泥水熱碳化工藝水預處理，降低氮磷等污染物，便于后續處理，又能回收工藝水中的氮磷等營養物質，實現資源再生利用。
（發明人：高衛民;程寒飛;張哲;冉景;朱巧紅;徐馳;李傳松）
