专利名称：用于减少污水处理厂中磷酸铵镁(鸟粪石)的形成的物质混合物的制作方法
用于减少污水处理厂中磷酸铵镁(鸟粪石)的形成的物质混合物[发明的一般领域的描述和介绍]本发明涉及可以减少污水处理厂中磷酸铵镁(MAP，鸟粪石)的形成的发明。在污水处理厂中MAP作为不期望的副产物出现。MAP形成必须高成本地除去的污垢。目前污水处理厂中的污水处理降低污水中磷的含量并将其引入污泥中。在该污泥的处理和稳定化过程中，经常导致不期望的MAP的形成，MAP必须花费高成本来除去。[目的]本发明的目的在于，通过使用物质混合物消除现有技术的缺点。[目的的解决方案]该目的根据本发明通过使用包括水合硅酸钙(CSH)和污泥的物质混合物来实现。这样做的优点在于，污泥水中的磷可以结合在CSH上。这使得污泥更容易脱水。此外，通过引入CSH容易地使得pH值升高。通过磷和镁在CSH上的结合，大大减少或很大程度上防止了 MAP在管道和容器中的沉积。所形成的MAP保留在污泥中并由此可以容易地清除。
CSH包括雪娃|丐石(Ca5[Si308(0H)]2 2_5H20)、娃灰石、硬娃|丐石、水娃I丐石、Porylit、Circosil、|丐质砂岩或这些物质的组合。CSH包含50%至100%,优选70%的雪硅钙石。CSH包含0至40%的水。优选使用的水含量在30%左右。使用的CSH的粒度为0.1mm至10_。可以选择性地使用0. OOlmm至10_的粒度。优选使用0.1mm至0. 5mm或4mm的粒度。当CSH必须保留在污泥中时,尤其优选使用0.1mm至0. 5mm的粒度。在这种情况下还可以使用0. OOlmm至0.1mm的粒度。在必须再次分离负载磷的CSH时，尤其要使用0. 5mm至Imm的粒度。在使用3mm至4mm粒度时可以容易地实现分离,这是因为筛的孔不易被堵塞。CSH不必具有特别与众不同的孔结构，但是具有与众不同的孔结构是有利的。优选使用比表面积为40m3/g的CSH。另外，使用多孔混凝土的碎片(例如，包含CSH的来自Ytong的成型砖)。该碎片是成型砖的一部分，其形成多个颗粒的凝聚体。该碎片含有粒度为2mm至10_的CSH。相对于干燥的CSH，含水的CSH显著地更成本有效。污泥包括初级污泥、剩余污泥、回流污泥、原污泥(初级污泥和剩余污泥的混合物)、活性污泥或这些类型的污泥的组合，其中还包括稳定化的(厌氧嗜温性/嗜热性和好氧嗜温性/嗜热性稳定化类型的)污泥。CSH的计量添加优选在消化塔中的剩余污泥中进行。剩余污泥在此的浓度为20g/I至70g/l，优选40g/l至60g/l。CSH可以以任何颗粒形式使用，例如球状、矩形的、有棱角的或不规则形状的。迄今为止，一直假定污泥的有机物浓度为20至30g/l时，因为这些类型污泥的粘性过高，CSH不能结合磷。在试验中已经能够表明，即使在高粘度的污泥中，CSH也可以结合磷。因此，来自剩余污泥的磷非常好地结合在CSH上。可以实施对负载了磷的CSH的分离。然而，优选CSH留在污泥中。负载了磷的CSH可以进一步加工成肥料。通过利用含水的CSH将污泥水中磷含量大大降低，从而可以实现不期望的MAP形成的减少。另一优点是，与不使用CSH时相比，可以在更短的时间内使污泥脱水和实现更低的含水量。将CSH加入污泥中。该污泥处于流动或静止状态。应该在污泥的稳定化之前、期间或之后向污泥中加入CSH。优选将CSH计量添加至剩余污泥或原污泥(初级污泥和剩余污泥的混合物)，随后进行厌氧稳定化。CSH的应用具有即使在高粘性污泥的情况下也实现磷酸盐结合的优点。因此还可以在污泥稳定化之后加入CSH。如此计量添加CSH，使得每g干物质污泥使用0. 05g至0. 5g CSH。作为选择，可以向每g干物质污泥中计量添加0. OOlg至Ig CSH0但是，这也取决于污泥。在未稳定化的污泥的情况下，可以向每g干物质污泥中计量添加0. OOlg至0.1g CSH0在已稳定化的污泥的情况下，可以每g干物质污泥使用0. 005g至0. 5g、优选0. 024g至0.1g CSH。可以选择每g干物质污泥使用0.1g至0.3g CSH。还可以每g干物质污泥使用
0.125g CSH0 在此，重要的是pH值不变或仅在极小限度内改变。优选pH值升高0.4左右。如此调节计量添加，使得PH值改变不超过0. 8。这在稳定化反应器中计量添加的情况下尤其重要，以便不对生物降解过程产生不利的影响。PH值在5至8.5的范围内。消化塔中的pH值大多数在6. 8至7. 3之间，这对应于中性介质。所述方法在酸性、中性和碱性介质中运行。不限于特定的PH范围。CSH的计量添加量还取决于污泥的磷酸盐含量。例如，剩余污泥包含约80%的磷酸盐，而初级污泥的磷酸盐负载显著更低。因而，CSH与污泥的固体物质的比例为1: 40至1: 0.5。作为选择，可以将CSH与污泥的固体物质之间的比例调节为1: 100至1: 0.5。在污泥中加入CSH期间或之后，污泥与CSH混合。CSH在污泥中保留约5至20天。这样做的优点是，这样长的停留时间使得磷不仅可以被CSH表面吸收，而且可以吸收到CSH物质中。从二次沉淀池中取出固体物质浓度为8g/l的剩余污泥。优选向剩余污泥中计量添加粒度为0.1mm至0. 5mm的CSH。将上述物质与部分初级污泥混合,并进行稳定化。通常随后将物质浓缩至固体为约40g/l至50g/l。对已浓缩的污泥混合物进行稳定化处理，并在稳定化之后通常具有约20g/l至30g/l的固体物质。为了可以利用更好的脱水，最迟应在稳定化之后计量添加CSH。在此，应保持CSH与污泥的固体物质之间的固体物质比例为1: 40至1: 0.5。作为选择，可以合适地将CSH与污泥的固体物质之间的比例保持在1: 100至1: 0.5。
污泥水的磷酸盐污染可以从约220mg/l降至25mg/l。从二次沉淀池中取出固体物质浓度为8g/l的剩余污泥并浓缩。经由旁路完成剩余污泥的循环。从具有自动配量装置的泥浆筒(PutZSil0)取出CSH，并在旁路中与循环的剩余污泥的部分混合。随后将该高度浓缩的CSH溶液泵入消化塔中，经浓缩的溶液在那里与余下的剩余污泥混合。优选向剩余污泥中计量添加粒度为0.5mm至Imm的CSH。作为选择，计量添加多孔混凝土成型砖的碎片。将其与部分初级污泥混合并进行稳定化。在此应保持CSH与污泥的固体物质之间的固体物质比例为1: 100至1: 0.5。污泥水的磷负载可以从约225mg/l降至20mg/l。可以通过利用旋流分离器或筛的分离来回收负载了磷的CSH。[附图和附图标记]
图1示出了污水处理厂的简图101 :初次沉淀池102 :活性污泥池103 : 二次沉淀池104:回流污泥105 :剩余污泥106:初级污泥 107 :初级污泥和剩余污泥的混合装置108 :原污泥(初级污泥和剩余污泥的混合物)109 :前浓缩池110:稳定化反应器111 :后浓缩池112:污泥液113:污泥处置
权利要求
1.一种制备用于减少污水处理厂中磷酸铵镁(MAP)的形成的混合物的方法，其特征在于下列步骤 -向静止或流动的污泥中添加水合硅酸钙(CSH)，每g污泥干物质添加的水合硅酸钙(CSH)的剂量在0. OOlg至Ig的范围内，使得污泥中的pH值仅升高最多0. 8， -将CSH与污泥混合。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述水合娃酸韩(CSH)包括雪娃韩石、娃灰石、硬硅钙石、水硅钙石、钙质砂岩或这些物质的组合。
3.根据权利要求1或2中任一项的方法，其特征在于，所述水合硅酸钙(CSH)包含50%至100%的雪硅钙石，优选70%的雪硅钙石。
4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，所述水合硅酸钙(CSH)包含0%至40 %的水，优选30 %的水。
5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于，所述水合硅酸钙(CSH)以40m2/g的比表面积使用。
6.根据权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，所述污泥包括初级污泥、剩余污泥、回流污泥、原污泥、活性污泥或这些污泥的组合，其中还包括稳定化的污泥。
7.根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述污泥是剩余污泥，并且在添加所述水合硅酸钙(CSH)之前以固体物质为8g/l的浓度从二次沉淀池中取出。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述剩余污泥在添加水合硅酸钙(CSH)之后与一部分初级污泥混合，并引导进行稳定化。
9.一种用于减少污水处理厂中磷酸铵镁(MAP)的形成的物质混合物，其特征在于，所述混合物包括比例为100 I至0.5 I的来自污水处理厂的污泥和水合硅酸钙(CSH)，其中所述比例以污泥的干物质计。
全文摘要
本发明描述了用于防止污水处理厂中鸟粪石的形成的方法。为此，向剩余污泥中计量添加水合硅酸钙(CSH)。
文档编号C02F101/10GK103068743SQ201180031555
公开日2013年4月24日 申请日期2011年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者彼得·科尔内尔, 塞巴斯蒂安·佩策特 申请人:达姆施塔特技术大学