[发明专利]市政污泥水热碳化压滤液纳管达标处理工艺及其处理系统

说明书

本发明公开一种市政污泥水热碳化压滤液纳管达标处理工艺，涉及市政污泥处理技术领域。本发明公开的污泥水热碳化压滤液纳管达标处理工艺，包括：压滤液入调节池；进行混凝反应后，再进行固液分离；上清液和二沉池回流液进行反硝化脱氮；出水进厌氧池进行水解酸化；然后进行反硝化脱氮，出水进入好氧池；好氧池出水经二沉池泥水分离后，上清液进行高级氧化反应；氧化出水进入A/O生物滤池降解。本发明的处理工艺以“物化—生化耦合，生化为主”处理技术路线，多环节、多角度、多技术缓解进水污染物质的生物毒性、提高有机物的可市政性，高效、稳定地利用和去除有机物并实现生物脱氮，保障系统的处理效率和效果，并极大地降低了运行成本。

技术领域

本发明涉及市政污泥处理技术领域，尤其涉及一种市政污泥水热碳化压滤液纳管达标处理工艺及其处理系统。

背景技术

随着我国污水处理技术的日渐完善并投入使用，污泥作为污水的副产品，其产量也大幅度提升。按照污泥含水率80％和干基污泥产率1.5吨/吨污水计算，目前湿污泥产量已达到5256万吨。我国围绕污泥的减量化、资源化、无害化发展了许多干化技术和处置技术，比如叠螺脱水、离心脱水、高压板框压滤脱水、圆盘干化、薄层干化、堆肥、热水解-厌氧产甲烷-脱水、干化-焚烧、干化-气化、水热碳化-焚烧等。其中，水热碳化技术具有反应周期较短、效率高、能耗低成本低、工艺简单等优点，且整个体系密封进行，绿色环保，因此水热碳化技术被视为在污泥处置中，最有潜力的安全处置与资源化利用的举措之一，具有广阔的应用前景。

然而，污泥水热碳化过程中，会发生水解，如蛋白质水解为多肽、二肽和氨基酸，氨基酸进一步水解为低分子有机酸、氨和CO₂等。此外，通过还原糖的羰基与氨基酸、肽或蛋白质的氨基之间的化学反应，可以通过美拉德反应产生难生物降解的褐色含氮顽固有机物，如类黑精、中间体还原酮及挥发性杂环化合物。美拉德反应在低温时有发生，并在180℃以上反应增快，却产生一种难生物降解有机物质(美拉德反应产物)，具有抗氧化性和抑菌性，这属于国内外该领域处理的难题。因此，市政污泥水热碳化的压滤液具有以下特征：

①成分复杂：含大量有机酸、可溶性脂肪酸、氨氮、蛋白质、酚类物质、多聚物、溶解盐、美拉德反应产物和其它有机污物；

②有机物浓度高(COD_Cr可达80g/L)、可生化性差：由于复杂的高温高压碳化的水热条件下合成了较大浓度的复杂有机物，部分有机物属于难生物降解/转化有机物，其中美拉德反应产物浓度超过一定数值时对生化反应具有抑制性，一般的氧化技术对其降解程度也十分有限，这直接影响了处理效率、处理成本及达标排放，甚或影响了做为污水处理碳源的可能性；

③氨氮及总氮浓度高，总氮中有机氮占比大：氨氮含量高，可达 1500mg/L，对生化反应有一定的抑制性，同时，氨氮的生化去除途径主要是硝化-反硝化，其中每还原1gNO₃-N需约消耗3.7g易生物降解COD_Cr，这意味着高浓度的氨氮去除将需大量的可生物降解有机物；含有大量的有机氮物质，部分有机氮不能直接生物转化或吸收，需开环后再生物转化，高级氧化对有机氮的转化效果影响了总氮和COD_Cr的去除及达标情况，并影响污水处理成本(吨水处理成本可高达50 元以上)；

④TP含量高，可达100mg/L，并含有不可生化降解的颗粒，主要是生物质炭粉。

目前，目前国内外对该废水主要采用生化和高级氧化结合的工艺，该工艺由于大量的易生物降解有机物在厌氧和一级AO生化阶段就被去除，导致二级AO反硝化碳源不足，需补充大量外碳源(比如乙酸钠)；而难降解有机物在一级生化段去除有限，这导致高级氧化投药量大、运行成本高。同时，处理系统需大的水力停留时间，这导致该工艺不仅投资成本高，运行成本也高，吨水处理成本超过30元。最为重要的是，该废水现处理工艺普遍不能稳定、高效运行，出水 COD_Cr和TN难以稳定达到污水纳管标准规定的低于500mg/L和70mg/L排放标准。

发明内容