[发明专利]热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于污泥处理领域，具体涉及一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法。

背景技术

随着城市建设和工业发展，城市污废水排放量日渐增加，我国污水处理系统的能力不断增强。目前国内通常使用生物处理工艺处理市政污水，通过活性污泥法可将溶解或悬浮在污水中的有机质摄取聚集到微生物中，经过代谢消耗掉一部分有机质后，剩下的有机质以活性污泥的形式被收集起来。剩余污泥通常只占污水的不到1％，但由于污水量基数大，产生的污泥量也十分惊人。由于剩余污泥含水率高，含有病原微生物和重金属，难以储存和处置。如果处置不当会对环境造成很大危害。因此，如何减少污泥量，环保地实现污泥的资源化利用是当今面临的重要问题。

磷是人类生活、工业生产不可缺少和替代的非再生资源。目前，世界磷酸盐的消耗量处于日益增长的趋势，同时在人类生活和生产过程中向水环境排放大量的磷酸盐。一旦磷酸盐浓度超标，将加速水体的富营养化，对水环境和人类健康造成严重的危害。为避免产生磷资源危机和磷元素对水环境造成危害，迫切需要实现含磷废水/污泥的处理和磷资源的回收，促进我国经济和社会的和谐发展。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法。

技术方案如下：一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，其关键在于按以下步骤进行：首先加热处理污泥使污泥的体系温度达到70-90℃，接着对污泥进行机械剪切，然后将机械剪切后的污泥离心取上清液，该上清液可直接作为磷肥生产的原料。采用上述技术方案通过高温处理可使待处理污泥的结构失稳，减弱细胞壁对剪切的抵抗能力，高温蒸汽分散鼓入污泥时，会在污泥中形成大量蒸汽泡，由于周围温度低于水的沸点，蒸汽泡在上升的同时迅速液化并将热传递给周围的污泥，使污泥快速升温，蒸汽泡液化时由于体积减小快速收缩，周围污泥颗粒受到一定机械剪切作用，然后在结合使用刀片高速剪切污泥，加快了污泥中胞外聚合物等结构破裂，从而使污泥中的含磷物质的到有效释放，经热处理-机械剪切联合处理后的污泥上清液含有较高的磷，可以直接作为磷肥使用或作为含磷肥料的生产原料。

作为优选：上述机械剪切的刀片末端线速度为10-60m/s，剪切时间为20-50s。

上述离心转速大于6000rpm，离心10min以上。采用此方案较高的离心速度和时间可确保污泥体系内的液体被充分甩出，上清液收取率较高，产磷量更大。

当污泥的体系温度达到70-90℃后保温30min。采用此方案经保温后可使污泥体系内部温度均衡，为后续的剪切处理提供良好的基础。

上述加热方法为向待处理污泥中通入蒸汽。采用此方案蒸汽温度高，通入较少量的蒸汽就能使污泥体系的温度达到预设值，不影响污泥体系的含固率。

上述待处理污泥为污水处理厂产生的干污泥与二沉池湿污泥的混合物。采用此方案干污泥流动性差不方便管道运输，通过将干污泥和湿污泥的混合可改善干污泥的流动性，方便运输。

上述混合物的含水率为86％以上。

上述刀片末端线速度为60m/s，剪切时间为45s。

上述体系温度为90℃，所述离心转速为10000rpm。

有益效果：采用本发明的有益效果是利用热处理可破坏污泥中胞外聚合物，减弱细胞壁对高温的抵抗能力，且热处理的温度低于100℃，与高温热处理相比反应器简单，无需承压；机械剪切与热处理有明显的协同作用，可起到破解污泥，提升有机质溶出的效果从而提升污泥的释磷能力；整个处理过程无外加化学药剂，处理后无二次环境污染的问题，且处理结束后污泥体系的pH值为中性，对处理容器无腐蚀、不会提高体系中的盐度。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例1，如图1所示，一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，按以下步骤进行：首先取污水处理厂产生的干污泥与二沉池湿污泥的混合得到待处理污泥混合物，该待处理污泥混合物的含固率为14％，然后向待处理污泥混合物中通入蒸汽使污泥的体系温度达到70℃并保温30min，接着对污泥混合物进行机械剪切，所述机械剪切的刀片末端线速度为10m/s，剪切时间为45s，然后将机械剪切后的污泥混合物以6000rpm的速度离心10min，取上清液，该上清液中含磷总量为418.77mg/L，可直接作为磷肥使用，离心后固体废物集中收集另作处置。