公布日：2023.08.15

申请日：2023.03.13

分类号：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

本发明公开了一种污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，属于污泥处理技术领域，包括以下步骤：在工艺水中加入钙盐、镁盐并加热；同步滴加碱液，添加亚铁盐和铁盐；保温搅拌反应生产得到含有氮磷的颗粒物；磁分离含有氮磷的颗粒物，固液分离回收磁性营养盐并干燥备用；分离后的液体进一步处理后并回用。通过在工艺水中滴加碱液调节Ph值，加入钙盐、镁盐、亚铁盐和铁盐，加热搅拌反应后形成含有氮磷的颗粒物；磁分离快速回收磁性营养盐颗粒物；液体经处理后返回污水处理系统，磁性颗粒物既可作为缓释肥用于土壤改良，又可作为带营养物质的磁性材料用于制备污水处理微生物载体材料。本发明工艺简单，效果好，能回收工艺水中营养物质实现资源再生利用。

权利要求书

1.一种污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：在污泥水热碳化工艺水中加入钙盐、镁盐，搅拌并加热；第二步：在污泥水热碳化工艺水中同步滴加碱液，亚铁盐和铁盐；第三步：加毕，保温搅拌反应，生产得到含有氮磷的颗粒物；第四步：磁分离含有氮磷的颗粒物，回收磁性营养盐并固液分离，得到的磁性营养盐颗粒物干燥备用；分离后的液体处理后并回用；所述污泥水热碳化工艺水是指预脱水污泥在160-220℃高温高压条件下水热碳化反应2-6h后过滤的滤液，所述污泥水热碳化工艺水的各项指标为：pH1-7，COD10000-100000，氨氮200-1000，总氮400-2000，磷酸盐为200-1000。

2.根据权利要求1所述的污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，其特征在于：所述步骤一中钙盐是指硝酸钙、氯化钙、硫酸钙、碳酸钙中的一种或两种以上混合物，镁盐是指硝酸镁、氯化镁、硫酸镁、碳酸镁中的一种或两种以上混合物，钙离子和镁离子的合计添加量为1000-5000ppm，且钙盐与镁盐的质量比为1:99-50:50。

3.根据权利要求1所述的污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，其特征在于：所述步骤一至步骤四反应温度为40-100℃，步骤四的反应时间为1-5h。

4.根据权利要求1所述的污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，其特征在于：所述步骤二中碱液是指碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物中一种或两种以上混合物，调理pH至8-12。

5.根据权利要求1所述的污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，其特征在于：所述步骤二中亚铁盐是指硫酸亚铁、氯化亚铁中一种或两种混合物，铁盐是指硫酸铁、氯化铁中一种或两种混合物，铁盐和亚铁盐的合计添加量为10000-100000ppm，且铁盐和亚铁盐的质量比为1:1-2:1。

6.根据权利要求1所述的污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，其特征在于：所述污泥水热碳化工艺水经回收营养盐后COD下降率10-20％，氨氮下降率80-100％，磷酸盐下降率95-100％。

7.根据权利要求1所述的污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，其特征在于：所述步骤四得到的磁性营养盐用于制作缓释肥，或作为带营养物质的磁性材料用于制备污水处理微生物载体材料。

8.根据权利要求1所述的污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，其特征在于：所述步骤四分离后的液体处理后回用至污水处理系统作为反硝化碳源。

发明内容

本发明的目的是提供一种污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，旨在解决现有技术中水热炭化工艺水处理工艺复杂，处理效果差，成本高，不能实现资源利用的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种污泥水热炭化工艺水营养盐回收方法，包括以下步骤：

第一步：在污泥水热碳化工艺水中加入钙盐、镁盐，搅拌并加热；

第二步：在污泥水热碳化工艺水中同步滴加碱液，亚铁盐和铁盐；

第三步：加毕，保温搅拌反应，生产得到含有氮磷的颗粒物；

第四步：磁分离含有氮磷的颗粒物，回收磁性营养盐并固液分离，得到的磁性营养盐颗粒物干燥备用；分离后的液体进一步处理后并回用；

所述污泥水热碳化工艺水是指预脱水污泥在160-220℃高温高压条件下水热碳化反应2-6h后过滤的滤液，所述污泥水热碳化工艺水的各项指标为：pH1-7，COD10000-100000，氨氮200-1000，总氮400-2000，磷酸盐为200-1000。

优选的，所述步骤一中钙盐是指硝酸钙、氯化钙、硫酸钙、碳酸钙中的一种或两种以上混合物，镁盐是指硝酸镁、氯化镁、硫酸镁、碳酸镁中的一种或两种以上混合物，钙离子和镁离子的合计添加量为1000-5000ppm，且钙盐与镁盐的质量比为1:99-50:50。

优选的，所述步骤一至步骤四反应温度为40-100℃，步骤四的反应时间为1-5h。

优选的，所述步骤二中碱液是指碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物中一种或两种以上混合物，调理pH至8-12。

优选的，所述步骤二中亚铁盐是指硫酸亚铁、氯化亚铁中一种或两种混合物，铁盐是指硫酸铁、氯化铁中一种或两种混合物，铁盐和亚铁盐的合计添加量为10000-100000ppm，且铁盐和亚铁盐的质量比为1:1-2:1。

优选的，所述污泥水热碳化工艺水经回收营养盐后COD下降率10-20％，氨氮下降率80-100％，磷酸盐下降率95-100％。

优选的，所述步骤四得到的磁性营养盐用于制作缓释肥，或作为带营养物质的磁性材料用于制备污水处理微生物载体材料。

优选的，所述步骤四分离后的液体处理后回用至污水处理系统作为反硝化碳源。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过加入钙盐和镁盐，钙盐与工艺水中的磷酸根发生反应生成磷酸钙沉淀，镁盐与铵根及磷酸根反应生成鸟粪石；同步滴加碱液调节Ph值，再添加亚铁盐和铁盐，保温搅拌使物料充分反应，形成含有氮磷的颗粒物；通过磁分离快速回收磁性营养盐颗粒物；剩余的液体经进一步处理后返回污水处理系统，磁性颗粒物既可作为缓释肥用于土壤改良，又可作为带营养物质的磁性材料用于制备污水处理微生物载体材料。本发明回收营养盐的工艺简单，效果好，既能对污泥水热碳化工艺水预处理，降低氮磷等污染物，便于后续处理，又能回收工艺水中的氮磷等营养物质，实现资源再生利用。

（发明人：高卫民;程寒飞;张哲;冉景;朱巧红;徐驰;李传松）