本發(fā)明涉及固廢處理與資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種回收污水處理廠剩余污泥中蛋白質(zhì)和磷的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市污水處理量大幅增長(zhǎng)。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)顯示，截至2015年年末，我國(guó)城市污水處理廠日處理能力達(dá)到13784萬(wàn)立方米，比上年末增長(zhǎng)5.3％，城市污水處理率達(dá)到91％，在污水處理過(guò)程中，伴隨著大量污泥的排放，2015年污水處理廠排放的污泥量為3500萬(wàn)噸，隨著“十三五”的到來(lái)，污泥量還會(huì)增加，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)污泥產(chǎn)量將達(dá)到6000萬(wàn)噸至9000萬(wàn)噸。污泥產(chǎn)生量的與日俱增與污泥處理能力的嚴(yán)重不足、處理手段的嚴(yán)重落后形成尖銳的矛盾，污泥的處理問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)無(wú)法回避的城市環(huán)境問(wèn)題。我國(guó)當(dāng)前亟待更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的污泥處理與資源化利用的處理方法。

剩余污泥本身含有大量的蛋白質(zhì)和磷，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，剩余污泥中的粗蛋白含量高達(dá)污泥干重的40％，磷的含量可高達(dá)污泥干重的6.9％。因此，剩余污泥中的蛋白質(zhì)和磷具有較高的利用價(jià)值，如能對(duì)剩余污泥中的蛋白質(zhì)和磷加以回收利用，可以為生活污水處理廠剩余污泥的處理處置和資源化利用開(kāi)辟一個(gè)新的方向，減輕污泥處置帶來(lái)的二次污染，促進(jìn)蛋白質(zhì)和磷資源的可以持續(xù)利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種回收污水處理廠剩余污泥中蛋白質(zhì)和磷的系統(tǒng)，由污泥水解系統(tǒng)、蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)和磷回收系統(tǒng)組成，能同步對(duì)污泥中的蛋白質(zhì)和磷進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)污泥高價(jià)值資源化利用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種回收污水處理廠剩余污泥中蛋白質(zhì)和磷的系統(tǒng)，包括污泥水解系統(tǒng)、蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)和磷回收系統(tǒng)；所述污泥水解系統(tǒng)包括污泥水解反應(yīng)罐，且污泥水解反應(yīng)罐的進(jìn)料口通過(guò)輸送帶與污泥儲(chǔ)存池的出料口連接；所述污泥水解反應(yīng)罐的出料口通過(guò)輸送管與第一離心機(jī)的進(jìn)料口連接；所述污泥水解反應(yīng)罐上依次設(shè)置有加熱裝置、超聲波裝置、第一攪拌裝置、溫度計(jì)和第一試劑儲(chǔ)罐，污水處理廠污泥通過(guò)計(jì)量裝置由輸送帶進(jìn)入污泥水解反應(yīng)罐，通過(guò)試劑儲(chǔ)罐加入試劑，通過(guò)超聲波裝置、加熱裝置、攪拌裝置共同作用下對(duì)污泥進(jìn)行水解反應(yīng)，使污泥中的蛋白質(zhì)和磷釋放出來(lái)。污泥水解液通過(guò)離心機(jī)進(jìn)行固液分離后，棄去沉淀，上清液進(jìn)入蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)進(jìn)行蛋白質(zhì)的回收；所述蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)包括蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐，且蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐的進(jìn)料口通過(guò)輸送管與第一離心機(jī)的出料口連接；所述蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐的出料口通過(guò)輸送管與第二離心機(jī)的進(jìn)料口連接，且蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐上設(shè)置有第二攪拌裝置、第一ph測(cè)試計(jì)和第二試劑儲(chǔ)罐，污泥通過(guò)污泥水解反應(yīng)系統(tǒng)后，上清液進(jìn)入蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐中，通過(guò)試劑儲(chǔ)罐加入試劑，由ph計(jì)進(jìn)行酸堿度的監(jiān)控，在攪拌條件下讓體系反應(yīng)充分，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)入離心機(jī)進(jìn)行分離，下層沉淀物進(jìn)入烘干裝置烘干后得到污泥蛋白質(zhì)，上清液進(jìn)入磷回收系統(tǒng)進(jìn)行磷的回收；所述磷回收系統(tǒng)包括磷回收反應(yīng)罐，且磷回收反應(yīng)罐的進(jìn)料口通過(guò)輸送管與第二離心機(jī)的出料口連接；所述磷回收反應(yīng)罐的出料口通過(guò)輸送管與靜置裝置的進(jìn)料口連接，且磷回收反應(yīng)罐上分別設(shè)置有第三攪拌裝置、第二ph測(cè)試計(jì)和第三試劑儲(chǔ)罐，蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)出來(lái)的上清液進(jìn)入污泥磷回收反應(yīng)裝置中，通過(guò)試劑儲(chǔ)罐加入試劑，由ph計(jì)進(jìn)行酸堿度的監(jiān)控，在攪拌條件下讓體系反應(yīng)充分，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)入靜置裝置靜置沉淀，棄去上清液，下層沉淀物通過(guò)壓濾機(jī)壓濾后進(jìn)入烘干裝置烘干后得到污泥磷回收物；所述靜置裝置的出料口通過(guò)輸送管與壓濾機(jī)的進(jìn)料口連接，且壓濾機(jī)的出料口通過(guò)輸送帶與烘干裝置的進(jìn)料口連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐通過(guò)第二離心機(jī)與烘干裝置連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述第一離心機(jī)和第二離心機(jī)結(jié)構(gòu)一致。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述污泥儲(chǔ)存池與污泥水解反應(yīng)罐之間的輸送帶上設(shè)置有計(jì)量裝置。

一種實(shí)現(xiàn)同步回收污水處理廠剩余污泥中蛋白質(zhì)和磷的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)污水處理廠的污泥由污泥儲(chǔ)存池通過(guò)傳送帶進(jìn)入污泥水解反應(yīng)罐中；

(2)污泥進(jìn)入污泥水解反應(yīng)罐后，由第一試劑儲(chǔ)罐加入試劑，在超聲波裝置、加熱裝置及第一攪拌裝置共同作用下對(duì)污泥進(jìn)行水解反應(yīng)；

(3)污泥在污泥水解反應(yīng)罐中反應(yīng)結(jié)束后，水解液通過(guò)第一離心機(jī)進(jìn)行固液分離，棄去沉淀，上清液進(jìn)入污泥蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)的蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐中；

(4)第二試劑儲(chǔ)罐向蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐中加入試劑，由第一ph計(jì)進(jìn)行酸堿度的監(jiān)控，并在第二攪拌裝置攪拌下讓體系反應(yīng)充分，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)入由第二離心機(jī)進(jìn)行分離；

(5)經(jīng)過(guò)所述的蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)回收蛋白質(zhì)后出來(lái)的上清液進(jìn)入磷回收系統(tǒng)的磷回收反應(yīng)罐中，通過(guò)第三試劑儲(chǔ)罐向磷回收反應(yīng)罐中加入試劑，由第二ph計(jì)進(jìn)行酸堿度的監(jiān)控，在第三攪拌裝置攪拌下讓體系反應(yīng)充分；

(6)體系反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)入靜置裝置進(jìn)行靜置沉淀，棄去上清液，下層沉淀物通過(guò)壓濾機(jī)壓濾后進(jìn)入所述的烘干裝置烘干后得到污泥磷回收物。

污泥從污泥儲(chǔ)存池中進(jìn)行輸送前，先通過(guò)計(jì)量裝置進(jìn)行計(jì)量。

由第二離心機(jī)進(jìn)行分離獲得的下層沉淀物先進(jìn)入烘干裝置烘干。

有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明回收污水處理廠剩余污泥中蛋白質(zhì)和磷的系統(tǒng)，由污泥水解系統(tǒng)、蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)和磷回收系統(tǒng)組成，能同步對(duì)污泥中的蛋白質(zhì)和磷進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)污泥高價(jià)值資源化利用；采用本系統(tǒng)對(duì)污水處理廠剩余污泥進(jìn)行處理，蛋白質(zhì)和磷回收率可達(dá)到85％以上，通過(guò)本實(shí)施實(shí)例得到的污泥蛋白質(zhì)和磷回收物可以作為肥料、飼料或工業(yè)原料使用，實(shí)現(xiàn)污泥高價(jià)值資源化利用；實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-污泥水解系統(tǒng)、2-蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)、3-磷回收系統(tǒng)、4-污泥水解反應(yīng)罐、5-輸送帶、6-污泥儲(chǔ)存池、7-第一離心機(jī)、8-加熱裝置、9-超聲波裝置、10-第一攪拌裝置、11-溫度計(jì)、12-第一試劑儲(chǔ)罐、13-蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐、14-第二離心機(jī)、15-第一ph測(cè)試計(jì)、16-第二試劑儲(chǔ)罐、17-磷回收反應(yīng)罐、18-靜置裝置、19-第三攪拌裝置、20-第二ph測(cè)試計(jì)、21-第三試劑儲(chǔ)罐、22-壓濾機(jī)、23-烘干裝置、24-計(jì)量裝置、25-第二攪拌裝置。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1本發(fā)明提供的一種實(shí)施例：一種回收污水處理廠剩余污泥中蛋白質(zhì)和磷的系統(tǒng)，包括污泥水解系統(tǒng)1、蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)2和磷回收系統(tǒng)3；所述污泥水解系統(tǒng)1包括污泥水解反應(yīng)罐4，且污泥水解反應(yīng)罐4的進(jìn)料口通過(guò)輸送帶5與污泥儲(chǔ)存池6的出料口連接；所述污泥水解反應(yīng)罐4的出料口通過(guò)輸送管5-1與第一離心機(jī)7的進(jìn)料口連接；所述污泥水解反應(yīng)罐4上依次設(shè)置有加熱裝置8、超聲波裝置9、第一攪拌裝置10、溫度計(jì)11和第一試劑儲(chǔ)罐12，污水處理廠污泥通過(guò)計(jì)量裝置24由輸送帶5進(jìn)入污泥水解反應(yīng)罐4，通過(guò)第一試劑儲(chǔ)罐12加入試劑，通過(guò)超聲波裝置9、加熱裝置8、第一攪拌裝置10共同作用下對(duì)污泥進(jìn)行水解反應(yīng)，使污泥中的蛋白質(zhì)和磷釋放出來(lái)。污泥水解液通過(guò)第一離心機(jī)7進(jìn)行固液分離后，棄去沉淀，上清液進(jìn)入蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)進(jìn)行蛋白質(zhì)的回收；

所述蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)2包括蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐13，且蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐13的進(jìn)料口通過(guò)輸送管5-1與第一離心機(jī)7的出料口連接；所述蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐13的出料口通過(guò)輸送管5-1與第二離心機(jī)14的進(jìn)料口連接，且蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐13上別設(shè)置有第二攪拌裝置25、第一ph測(cè)試計(jì)15和第二試劑儲(chǔ)罐16，污泥經(jīng)過(guò)污泥水解反應(yīng)罐2水解反應(yīng)結(jié)束后，上清液進(jìn)入蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐4中，通過(guò)第二試劑儲(chǔ)罐16加入試劑，由第一ph測(cè)試計(jì)15進(jìn)行酸堿度的監(jiān)控，在第二攪拌裝置25的攪拌下讓體系反應(yīng)充分，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)入第二離心機(jī)14進(jìn)行分離，下層沉淀物進(jìn)入烘干裝置23烘干后得到污泥蛋白質(zhì)，上清液進(jìn)入磷回收系統(tǒng)進(jìn)行磷的回收；

所述磷回收系統(tǒng)3包括磷回收反應(yīng)罐17，且磷回收反應(yīng)罐17的進(jìn)料口通過(guò)輸送管5-1與第二離心機(jī)14的出料口連接；所述磷回收反應(yīng)罐17的出料口通過(guò)輸送管5-1與靜置裝置18的進(jìn)料口連接，且磷回收反應(yīng)罐17上分別設(shè)置有第三攪拌裝置19、第二ph測(cè)試計(jì)20和第三試劑儲(chǔ)罐21，經(jīng)過(guò)蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)回收蛋白后的上清液進(jìn)入磷回收反應(yīng)罐17中，通過(guò)第三試劑儲(chǔ)罐21加入試劑，由第二ph測(cè)試計(jì)20進(jìn)行酸堿度的監(jiān)控，在第三攪拌裝置19的攪拌下讓體系反應(yīng)充分，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)入靜置裝置18靜置沉淀，棄去上清液，下層沉淀物通過(guò)壓濾機(jī)22壓濾后進(jìn)入烘干裝置23烘干后得到污泥磷回收物；

所述靜置裝置18的出料口通過(guò)輸送管5-1與壓濾機(jī)22的進(jìn)料口連接，且壓濾機(jī)22的出料口通過(guò)輸送管5-1與烘干裝置23的進(jìn)料口連接；所述蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐13通過(guò)第二離心機(jī)14與烘干裝置23連接；所述第一離心機(jī)7和第二離心機(jī)14結(jié)構(gòu)一致；所述污泥儲(chǔ)存池6與污泥水解反應(yīng)罐4之間的輸送帶5上設(shè)置有計(jì)量裝置24。

一種實(shí)現(xiàn)同步回收污水處理廠剩余污泥中蛋白質(zhì)和磷的方法，包括如下步驟：

(1)污水處理廠的污泥由污泥儲(chǔ)存池通過(guò)傳送帶進(jìn)入污泥水解反應(yīng)罐中；

(2)污泥進(jìn)入污泥水解反應(yīng)罐后，由第一試劑儲(chǔ)罐加入試劑，在超聲波裝置、加熱裝置及第一攪拌裝置共同作用下對(duì)污泥進(jìn)行水解反應(yīng)；

(3)污泥在污泥水解反應(yīng)罐中反應(yīng)結(jié)束后，水解液通過(guò)第一離心機(jī)進(jìn)行固液分離，棄去沉淀，上清液進(jìn)入污泥蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)的蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐中；

(4)第二試劑儲(chǔ)罐向蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐中加入試劑，由第一ph計(jì)進(jìn)行酸堿度的監(jiān)控，并在第二攪拌裝置攪拌下讓體系反應(yīng)充分，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)入由第二離心機(jī)進(jìn)行分離；

(5)經(jīng)過(guò)所述的蛋白質(zhì)回收系統(tǒng)回收蛋白質(zhì)后出來(lái)的上清液進(jìn)入磷回收系統(tǒng)的磷回收反應(yīng)罐中，通過(guò)第三試劑儲(chǔ)罐向磷回收反應(yīng)罐中加入試劑，由第二ph計(jì)進(jìn)行酸堿度的監(jiān)控，在第三攪拌裝置攪拌下讓體系反應(yīng)充分；

(6)體系反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)入靜置裝置進(jìn)行靜置沉淀，棄去上清液，下層沉淀物通過(guò)壓濾機(jī)壓濾后進(jìn)入所述的烘干裝置烘干后得到污泥磷回收物。

污泥從污泥儲(chǔ)存池中進(jìn)行輸送前，先通過(guò)計(jì)量裝置進(jìn)行計(jì)量。

由第二離心機(jī)進(jìn)行分離獲得的下層沉淀物先進(jìn)入烘干裝置烘干。

工作原理

本發(fā)明回收污水處理廠剩余污泥中蛋白質(zhì)和磷的系統(tǒng)在使用時(shí)：將污水處理廠的污泥由污泥儲(chǔ)存池6通過(guò)計(jì)量裝置24由傳送帶5進(jìn)入污泥水解反應(yīng)罐4中，由裝有濃度為5-10％鹽酸的第一試劑儲(chǔ)罐12加入所需的鹽酸，污泥和鹽酸溶液按固液比為1：4-1：6的比例加入，打開(kāi)超聲波裝置9，在頻率為20-60khz條件下對(duì)體系處理20-30min，然后通過(guò)加熱裝置8在80-100℃，攪拌裝置10攪拌速率為50-70rmp條件下對(duì)污泥進(jìn)行1.5-2h的水解反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后水解液進(jìn)入第一離心機(jī)7在5000-6000r/min的條件下離心10-15min，棄去沉淀，上清液進(jìn)入污泥蛋白質(zhì)回收反應(yīng)罐13中，通過(guò)裝有濃度為10-20％氫氧化鈉的第二試劑儲(chǔ)罐16加入氫氧化鈉溶液，在ph計(jì)15監(jiān)控下加入氫氧化鈉溶液到反應(yīng)體系的ph值為9-12，在第二攪拌裝置25的作用下讓體系反應(yīng)0.5-1h，反應(yīng)結(jié)束后體系進(jìn)入第二離心機(jī)14進(jìn)行分離，下層沉淀物進(jìn)入烘干裝置23烘干后得到污泥蛋白質(zhì)，上清液進(jìn)入磷回收反應(yīng)罐17中，通過(guò)裝有濃度為10-20％氫氧化鈣的第三試劑儲(chǔ)罐21加入氫氧化鈣溶液，在ph計(jì)20監(jiān)控下加入氫氧化鈣溶液到反應(yīng)體系的ph值為10-12，在第三攪拌裝置19，攪拌速率為50-70rmp條件下讓體系反應(yīng)0.5-1h，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)入靜置裝置18，靜置沉淀2-3h后，棄去上清液，下層沉淀物通過(guò)壓濾機(jī)22進(jìn)行壓濾，壓濾好的固體進(jìn)入烘干裝置23中烘干后得到污泥磷回收物。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下。由語(yǔ)句“包括一個(gè)......限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素”。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。