公布日：2024.12.13

申請(qǐng)日：2024.09.06

分類號(hào)：C12P3/00(2006.01)I

摘要

本發(fā)明公開了一種厭氧發(fā)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(shù)領(lǐng)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(yǎng)；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(fā)酵，實(shí)現(xiàn)剩余污泥中無機(jī)磷的釋放。本發(fā)明使污泥在厭氧發(fā)酵耦合硫酸鹽還原體系弱酸性條件下發(fā)酵，快速實(shí)現(xiàn)剩余污泥中有機(jī)磷、聚磷與無機(jī)磷中的鐵磷和鈣磷等高效釋放，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，同時(shí)對(duì)于污泥減量化、資源化和無害化具有重要意義。

權(quán)利要求書

1.一種厭氧發(fā)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(fā)酵耦合硫酸鹽還原體系，調(diào)控剩余污泥的pH為弱酸性，發(fā)酵促進(jìn)磷釋放。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧發(fā)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(jìn)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(diào)至10，每隔7天加入一次硫酸鹽，在37℃下馴化培養(yǎng)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(fā)酵，實(shí)現(xiàn)剩余污泥中無機(jī)磷的釋放。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧發(fā)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(jù)權(quán)利要求3所述的厭氧發(fā)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(jù)權(quán)利要求4所述的厭氧發(fā)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(jù)權(quán)利要求2所述的厭氧發(fā)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(jù)權(quán)利要求2所述的厭氧發(fā)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(fā)酵過程中，加入4mol/L的鹽酸溶液調(diào)控pH為5.5。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種厭氧發(fā)酵耦合硫酸鹽還原體系回收剩余污泥中磷的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提出了一種厭氧發(fā)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(fā)酵耦合硫酸鹽還原體系，調(diào)控剩余污泥的pH為弱酸性，發(fā)酵促進(jìn)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(diào)至10，每隔7天加入一次硫酸鹽，在37℃下馴化培養(yǎng)兩周，使接種污泥具有較強(qiáng)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(fā)酵，實(shí)現(xiàn)剩余污泥中無機(jī)磷的釋放。

進(jìn)一步地，所述硫酸鹽為硫酸鈉或硫酸鉀。更優(yōu)選地，所述硫酸鹽為硫酸鈉。

進(jìn)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(fù)荷。

進(jìn)一步地，步驟(2)中所述硫酸鹽為硫酸鈉或硫酸鉀，優(yōu)選為硫酸鈉。

進(jìn)一步地，所述混合污泥與硫酸鈉溶液的體積比為1.6L：20mL。

進(jìn)一步地，厭氧發(fā)酵過程中，加入4mol/L的鹽酸溶液調(diào)控pH為5.5。

剩余污泥中的磷形態(tài)主要包括有機(jī)磷(OP)、聚磷(Poly-P)、鐵磷(Fe-P)、鈣磷(Ca-P)等。在厭氧發(fā)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(xì)胞內(nèi)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(jié)合鐵磷中的Fe2+生成FeS，將污泥中的Fe-P轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，并通過調(diào)控pH＝5.5的弱酸環(huán)境，將污泥中的Ca-P轉(zhuǎn)化成磷酸氫根離子和鈣離子，從而使各種形態(tài)的無機(jī)磷從固相中有效釋放到液相中，提高污泥中磷的發(fā)酵釋放效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

本發(fā)明利用厭氧發(fā)酵耦合硫酸鹽還原菌體系在弱酸性條件下進(jìn)行厭氧發(fā)酵能實(shí)現(xiàn)有機(jī)磷、聚磷、無機(jī)磷中的鐵磷和鈣磷的同時(shí)釋放，大大提高了污泥發(fā)酵磷從固相中釋放到液相中的比率。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單高效，節(jié)能環(huán)保。相比于傳統(tǒng)的額外投加硫化鈉藥劑，或者單一調(diào)控弱酸發(fā)酵，本發(fā)明可以使污泥在厭氧發(fā)酵耦合硫酸鹽還原體系弱酸性條件下發(fā)酵，快速實(shí)現(xiàn)剩余污泥中有機(jī)磷、聚磷與無機(jī)磷中的鐵磷和鈣磷等高效釋放，實(shí)現(xiàn)污泥磷回收，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，同時(shí)對(duì)于污泥減量化、資源化和無害化具有重要意義。

（發(fā)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）