公布日：2024.12.13
申請日：2024.09.06
分類號：C12P3/00(2006.01)I
摘要
本發明公開了一種厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系回收剩余污泥中磷的方法，屬于固體廢棄物處理技術領域。該方法包括以下步驟：將城市污水處理廠的剩余污泥濃縮，過篩；厭氧池的接種污泥加入硫酸鹽，馴化培養；將剩余污泥與接種污泥按照體積比為9:1混合得到混合污泥，投加硫酸鈉溶液，使投加的硫與混合污泥中總鐵元素的摩爾比為1.5，在37±1℃、pH＝5.5的條件下厭氧發酵，實現剩余污泥中無機磷的釋放。本發明使污泥在厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系弱酸性條件下發酵，快速實現剩余污泥中有機磷、聚磷與無機磷中的鐵磷和鈣磷等高效釋放，經濟環保，同時對于污泥減量化、資源化和無害化具有重要意義。
權利要求書
1.一種厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系回收剩余污泥中磷的方法，其特征在于，利用厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系，調控剩余污泥的pH為弱酸性，發酵促進磷釋放。
2.根據權利要求1所述的厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系回收剩余污泥中磷的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：(1)將城市污水處理廠的剩余污泥進行24h重力沉降濃縮，過100目篩；(2)將厭氧池的接種污泥棄去上清液，過100目篩，將污泥pH調至10，每隔7天加入一次硫酸鹽，在37℃下馴化培養兩周；(3)將步驟(1)處理的剩余污泥與步驟(2)得到的接種污泥按照體積比為9:1混合得到混合污泥，投加硫酸鈉溶液，使投加的硫與混合污泥中總鐵元素的摩爾比為1.5，在37±1℃、pH＝5.5的條件下厭氧發酵，實現剩余污泥中無機磷的釋放。
3.根據權利要求1所述的厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系回收剩余污泥中磷的方法，其特征在于，步驟(2)中所述硫酸鹽的加入量為每次100mg/L。
4.根據權利要求3所述的厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系回收剩余污泥中磷的方法，其特征在于，所述硫酸鹽為硫酸鈉或硫酸鉀。
5.根據權利要求4所述的厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系回收剩余污泥中磷的方法，其特征在于，所述硫酸鹽為硫酸鈉。
6.根據權利要求2所述的厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系回收剩余污泥中磷的方法，其特征在于，所述混合污泥與硫酸鈉溶液的體積比為1.6L：20mL。
7.根據權利要求2所述的厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系回收剩余污泥中磷的方法，其特征在于，厭氧發酵過程中，加入4mol/L的鹽酸溶液調控pH為5.5。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提出了一種厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系回收剩余污泥中磷的方法。
為實現上述目的，本發明提供了如下方案：
本發明提出了一種厭氧發酵耦合硫酸鹽還原(AF-SR)體系回收剩余污泥中磷的方法，利用厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系，調控剩余污泥的pH為弱酸性，發酵促進磷釋放，具體包括以下步驟：
(1)將城市污水處理廠的剩余污泥24h重力沉降濃縮，過100目篩；
(2)將厭氧池的接種污泥棄去上清液，過100目篩，將污泥pH調至10，每隔7天加入一次硫酸鹽，在37℃下馴化培養兩周，使接種污泥具有較強的硫酸鹽還原能力；
(3)將步驟(1)處理的剩余污泥與步驟(2)得到的接種污泥按照體積比為9:1混合得到混合污泥，投加硫酸鈉溶液，使投加的硫與混合污泥中總鐵元素的摩爾比為1.5，在37±1℃、pH＝5.5的條件下厭氧發酵，實現剩余污泥中無機磷的釋放。
進一步地，所述硫酸鹽為硫酸鈉或硫酸鉀。更優選地，所述硫酸鹽為硫酸鈉。
進一步地，步驟(2)中所述硫酸鹽的加入量為每次100mg/L，使接種污泥有充足的碳源與較高硫酸鹽負荷。
進一步地，步驟(2)中所述硫酸鹽為硫酸鈉或硫酸鉀，優選為硫酸鈉。
進一步地，所述混合污泥與硫酸鈉溶液的體積比為1.6L：20mL。
進一步地，厭氧發酵過程中，加入4mol/L的鹽酸溶液調控pH為5.5。
剩余污泥中的磷形態主要包括有機磷(OP)、聚磷(Poly-P)、鐵磷(Fe-P)、鈣磷(Ca-P)等。在厭氧發酵耦合硫酸鹽還原菌體系處理污泥的過程中，污泥中的聚磷菌利用細胞內的OP和Poly-P作為能量源，將其分解成PO43-，并釋放到液相中，Fe-P通過投加硫離子(S2-)，來結合鐵磷中的Fe2+生成FeS，將污泥中的Fe-P轉化為可溶性鹽，并通過調控pH＝5.5的弱酸環境，將污泥中的Ca-P轉化成磷酸氫根離子和鈣離子，從而使各種形態的無機磷從固相中有效釋放到液相中，提高污泥中磷的發酵釋放效果。
與現有技術相比，本發明具有如下優點和技術效果：
本發明利用厭氧發酵耦合硫酸鹽還原菌體系在弱酸性條件下進行厭氧發酵能實現有機磷、聚磷、無機磷中的鐵磷和鈣磷的同時釋放，大大提高了污泥發酵磷從固相中釋放到液相中的比率。本發明的方法簡單高效，節能環保。相比于傳統的額外投加硫化鈉藥劑，或者單一調控弱酸發酵，本發明可以使污泥在厭氧發酵耦合硫酸鹽還原體系弱酸性條件下發酵，快速實現剩余污泥中有機磷、聚磷與無機磷中的鐵磷和鈣磷等高效釋放，實現污泥磷回收，經濟環保，同時對于污泥減量化、資源化和無害化具有重要意義。
（發明人：張瑞娜;安淼;戴迎春;楊韜;宋立杰;付乾;徐麗麗;曹瑞杰;吳曉暉）
