本发明涉及固废处理与资源化利用技术领域，具体为一种回收污水处理厂剩余污泥中蛋白质和磷的系统及方法。
背景技术：
随着城市化进程的加快，城市污水处理量大幅增长。据资料统计显示，截至2015年年末，我国城市污水处理厂日处理能力达到13784万立方米，比上年末增长5.3％，城市污水处理率达到91％，在污水处理过程中，伴随着大量污泥的排放，2015年污水处理厂排放的污泥量为3500万吨，随着“十三五”的到来，污泥量还会增加，预计到2020年，我国污泥产量将达到6000万吨至9000万吨。污泥产生量的与日俱增与污泥处理能力的严重不足、处理手段的严重落后形成尖锐的矛盾，污泥的处理问题已经成为我国无法回避的城市环境问题。我国当前亟待更经济、更环保的污泥处理与资源化利用的处理方法。
剩余污泥本身含有大量的蛋白质和磷，据文献报道，剩余污泥中的粗蛋白含量高达污泥干重的40％，磷的含量可高达污泥干重的6.9％。因此，剩余污泥中的蛋白质和磷具有较高的利用价值，如能对剩余污泥中的蛋白质和磷加以回收利用，可以为生活污水处理厂剩余污泥的处理处置和资源化利用开辟一个新的方向，减轻污泥处置带来的二次污染，促进蛋白质和磷资源的可以持续利用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种回收污水处理厂剩余污泥中蛋白质和磷的系统，由污泥水解系统、蛋白质回收系统和磷回收系统组成，能同步对污泥中的蛋白质和磷进行回收，实现污泥高价值资源化利用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种回收污水处理厂剩余污泥中蛋白质和磷的系统，包括污泥水解系统、蛋白质回收系统和磷回收系统；所述污泥水解系统包括污泥水解反应罐，且污泥水解反应罐的进料口通过输送带与污泥储存池的出料口连接；所述污泥水解反应罐的出料口通过输送管与第一离心机的进料口连接；所述污泥水解反应罐上依次设置有加热装置、超声波装置、第一搅拌装置、温度计和第一试剂储罐，污水处理厂污泥通过计量装置由输送带进入污泥水解反应罐，通过试剂储罐加入试剂，通过超声波装置、加热装置、搅拌装置共同作用下对污泥进行水解反应，使污泥中的蛋白质和磷释放出来。污泥水解液通过离心机进行固液分离后，弃去沉淀，上清液进入蛋白质回收系统进行蛋白质的回收；所述蛋白质回收系统包括蛋白质回收反应罐，且蛋白质回收反应罐的进料口通过输送管与第一离心机的出料口连接；所述蛋白质回收反应罐的出料口通过输送管与第二离心机的进料口连接，且蛋白质回收反应罐上设置有第二搅拌装置、第一ph测试计和第二试剂储罐，污泥通过污泥水解反应系统后，上清液进入蛋白质回收反应罐中，通过试剂储罐加入试剂，由ph计进行酸碱度的监控，在搅拌条件下让体系反应充分，反应结束后进入离心机进行分离，下层沉淀物进入烘干装置烘干后得到污泥蛋白质，上清液进入磷回收系统进行磷的回收；所述磷回收系统包括磷回收反应罐，且磷回收反应罐的进料口通过输送管与第二离心机的出料口连接；所述磷回收反应罐的出料口通过输送管与静置装置的进料口连接，且磷回收反应罐上分别设置有第三搅拌装置、第二ph测试计和第三试剂储罐，蛋白质回收系统出来的上清液进入污泥磷回收反应装置中，通过试剂储罐加入试剂，由ph计进行酸碱度的监控，在搅拌条件下让体系反应充分，反应结束后进入静置装置静置沉淀，弃去上清液，下层沉淀物通过压滤机压滤后进入烘干装置烘干后得到污泥磷回收物；所述静置装置的出料口通过输送管与压滤机的进料口连接，且压滤机的出料口通过输送带与烘干装置的进料口连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述蛋白质回收反应罐通过第二离心机与烘干装置连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一离心机和第二离心机结构一致。
作为本发明的一种优选技术方案，所述污泥储存池与污泥水解反应罐之间的输送带上设置有计量装置。
一种实现同步回收污水处理厂剩余污泥中蛋白质和磷的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)污水处理厂的污泥由污泥储存池通过传送带进入污泥水解反应罐中；
(2)污泥进入污泥水解反应罐后，由第一试剂储罐加入试剂，在超声波装置、加热装置及第一搅拌装置共同作用下对污泥进行水解反应；
(3)污泥在污泥水解反应罐中反应结束后，水解液通过第一离心机进行固液分离，弃去沉淀，上清液进入污泥蛋白质回收系统的蛋白质回收反应罐中；
(4)第二试剂储罐向蛋白质回收反应罐中加入试剂，由第一ph计进行酸碱度的监控，并在第二搅拌装置搅拌下让体系反应充分，反应结束后进入由第二离心机进行分离；
(5)经过所述的蛋白质回收系统回收蛋白质后出来的上清液进入磷回收系统的磷回收反应罐中，通过第三试剂储罐向磷回收反应罐中加入试剂，由第二ph计进行酸碱度的监控，在第三搅拌装置搅拌下让体系反应充分；
(6)体系反应结束后，进入静置装置进行静置沉淀，弃去上清液，下层沉淀物通过压滤机压滤后进入所述的烘干装置烘干后得到污泥磷回收物。
污泥从污泥储存池中进行输送前，先通过计量装置进行计量。
由第二离心机进行分离获得的下层沉淀物先进入烘干装置烘干。
有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明回收污水处理厂剩余污泥中蛋白质和磷的系统，由污泥水解系统、蛋白质回收系统和磷回收系统组成，能同步对污泥中的蛋白质和磷进行回收，实现污泥高价值资源化利用；采用本系统对污水处理厂剩余污泥进行处理，蛋白质和磷回收率可达到85％以上，通过本实施实例得到的污泥蛋白质和磷回收物可以作为肥料、饲料或工业原料使用，实现污泥高价值资源化利用；实用性强，易于推广使用。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图中：1-污泥水解系统、2-蛋白质回收系统、3-磷回收系统、4-污泥水解反应罐、5-输送带、6-污泥储存池、7-第一离心机、8-加热装置、9-超声波装置、10-第一搅拌装置、11-温度计、12-第一试剂储罐、13-蛋白质回收反应罐、14-第二离心机、15-第一ph测试计、16-第二试剂储罐、17-磷回收反应罐、18-静置装置、19-第三搅拌装置、20-第二ph测试计、21-第三试剂储罐、22-压滤机、23-烘干装置、24-计量装置、25-第二搅拌装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1本发明提供的一种实施例：一种回收污水处理厂剩余污泥中蛋白质和磷的系统，包括污泥水解系统1、蛋白质回收系统2和磷回收系统3；所述污泥水解系统1包括污泥水解反应罐4，且污泥水解反应罐4的进料口通过输送带5与污泥储存池6的出料口连接；所述污泥水解反应罐4的出料口通过输送管5-1与第一离心机7的进料口连接；所述污泥水解反应罐4上依次设置有加热装置8、超声波装置9、第一搅拌装置10、温度计11和第一试剂储罐12，污水处理厂污泥通过计量装置24由输送带5进入污泥水解反应罐4，通过第一试剂储罐12加入试剂，通过超声波装置9、加热装置8、第一搅拌装置10共同作用下对污泥进行水解反应，使污泥中的蛋白质和磷释放出来。污泥水解液通过第一离心机7进行固液分离后，弃去沉淀，上清液进入蛋白质回收系统进行蛋白质的回收；
所述蛋白质回收系统2包括蛋白质回收反应罐13，且蛋白质回收反应罐13的进料口通过输送管5-1与第一离心机7的出料口连接；所述蛋白质回收反应罐13的出料口通过输送管5-1与第二离心机14的进料口连接，且蛋白质回收反应罐13上别设置有第二搅拌装置25、第一ph测试计15和第二试剂储罐16，污泥经过污泥水解反应罐2水解反应结束后，上清液进入蛋白质回收反应罐4中，通过第二试剂储罐16加入试剂，由第一ph测试计15进行酸碱度的监控，在第二搅拌装置25的搅拌下让体系反应充分，反应结束后进入第二离心机14进行分离，下层沉淀物进入烘干装置23烘干后得到污泥蛋白质，上清液进入磷回收系统进行磷的回收；
所述磷回收系统3包括磷回收反应罐17，且磷回收反应罐17的进料口通过输送管5-1与第二离心机14的出料口连接；所述磷回收反应罐17的出料口通过输送管5-1与静置装置18的进料口连接，且磷回收反应罐17上分别设置有第三搅拌装置19、第二ph测试计20和第三试剂储罐21，经过蛋白质回收系统回收蛋白后的上清液进入磷回收反应罐17中，通过第三试剂储罐21加入试剂，由第二ph测试计20进行酸碱度的监控，在第三搅拌装置19的搅拌下让体系反应充分，反应结束后进入静置装置18静置沉淀，弃去上清液，下层沉淀物通过压滤机22压滤后进入烘干装置23烘干后得到污泥磷回收物；
所述静置装置18的出料口通过输送管5-1与压滤机22的进料口连接，且压滤机22的出料口通过输送管5-1与烘干装置23的进料口连接；所述蛋白质回收反应罐13通过第二离心机14与烘干装置23连接；所述第一离心机7和第二离心机14结构一致；所述污泥储存池6与污泥水解反应罐4之间的输送带5上设置有计量装置24。
一种实现同步回收污水处理厂剩余污泥中蛋白质和磷的方法，包括如下步骤：
(1)污水处理厂的污泥由污泥储存池通过传送带进入污泥水解反应罐中；
(2)污泥进入污泥水解反应罐后，由第一试剂储罐加入试剂，在超声波装置、加热装置及第一搅拌装置共同作用下对污泥进行水解反应；
(3)污泥在污泥水解反应罐中反应结束后，水解液通过第一离心机进行固液分离，弃去沉淀，上清液进入污泥蛋白质回收系统的蛋白质回收反应罐中；
(4)第二试剂储罐向蛋白质回收反应罐中加入试剂，由第一ph计进行酸碱度的监控，并在第二搅拌装置搅拌下让体系反应充分，反应结束后进入由第二离心机进行分离；
(5)经过所述的蛋白质回收系统回收蛋白质后出来的上清液进入磷回收系统的磷回收反应罐中，通过第三试剂储罐向磷回收反应罐中加入试剂，由第二ph计进行酸碱度的监控，在第三搅拌装置搅拌下让体系反应充分；
(6)体系反应结束后，进入静置装置进行静置沉淀，弃去上清液，下层沉淀物通过压滤机压滤后进入所述的烘干装置烘干后得到污泥磷回收物。
污泥从污泥储存池中进行输送前，先通过计量装置进行计量。
由第二离心机进行分离获得的下层沉淀物先进入烘干装置烘干。
工作原理
本发明回收污水处理厂剩余污泥中蛋白质和磷的系统在使用时：将污水处理厂的污泥由污泥储存池6通过计量装置24由传送带5进入污泥水解反应罐4中，由装有浓度为5-10％盐酸的第一试剂储罐12加入所需的盐酸，污泥和盐酸溶液按固液比为1：4-1：6的比例加入，打开超声波装置9，在频率为20-60khz条件下对体系处理20-30min，然后通过加热装置8在80-100℃，搅拌装置10搅拌速率为50-70rmp条件下对污泥进行1.5-2h的水解反应，反应结束后水解液进入第一离心机7在5000-6000r/min的条件下离心10-15min，弃去沉淀，上清液进入污泥蛋白质回收反应罐13中，通过装有浓度为10-20％氢氧化钠的第二试剂储罐16加入氢氧化钠溶液，在ph计15监控下加入氢氧化钠溶液到反应体系的ph值为9-12，在第二搅拌装置25的作用下让体系反应0.5-1h，反应结束后体系进入第二离心机14进行分离，下层沉淀物进入烘干装置23烘干后得到污泥蛋白质，上清液进入磷回收反应罐17中，通过装有浓度为10-20％氢氧化钙的第三试剂储罐21加入氢氧化钙溶液，在ph计20监控下加入氢氧化钙溶液到反应体系的ph值为10-12，在第三搅拌装置19，搅拌速率为50-70rmp条件下让体系反应0.5-1h，反应结束后进入静置装置18，静置沉淀2-3h后，弃去上清液，下层沉淀物通过压滤机22进行压滤，压滤好的固体进入烘干装置23中烘干后得到污泥磷回收物。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。