專利名稱：用于減少污水處理廠中磷酸銨鎂(鳥糞石)的形成的物質混合物的制作方法
用于減少污水處理廠中磷酸銨鎂(鳥糞石)的形成的物質混合物[發(fā)明的一般領域的描述和介紹]本發(fā)明涉及可以減少污水處理廠中磷酸銨鎂(MAP，鳥糞石)的形成的發(fā)明。在污水處理廠中MAP作為不期望的副產物出現。MAP形成必須高成本地除去的污垢。目前污水處理廠中的污水處理降低污水中磷的含量并將其引入污泥中。在該污泥的處理和穩(wěn)定化過程中，經常導致不期望的MAP的形成，MAP必須花費高成本來除去。[目的]本發(fā)明的目的在于，通過使用物質混合物消除現有技術的缺點。[目的的解決方案]該目的根據本發(fā)明通過使用包括水合硅酸鈣(CSH)和污泥的物質混合物來實現。這樣做的優(yōu)點在于，污泥水中的磷可以結合在CSH上。這使得污泥更容易脫水。此外，通過引入CSH容易地使得pH值升高。通過磷和鎂在CSH上的結合，大大減少或很大程度上防止了 MAP在管道和容器中的沉積。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、|丐質砂巖或這些物質的組合。CSH包含50%至100%,優(yōu)選70%的雪硅鈣石。CSH包含0至40%的水。優(yōu)選使用的水含量在30%左右。使用的CSH的粒度為0.1mm至10_。可以選擇性地使用0. OOlmm至10_的粒度。優(yōu)選使用0.1mm至0. 5mm或4mm的粒度。當CSH必須保留在污泥中時,尤其優(yōu)選使用0.1mm至0. 5mm的粒度。在這種情況下還可以使用0. OOlmm至0.1mm的粒度。在必須再次分離負載磷的CSH時，尤其要使用0. 5mm至Imm的粒度。在使用3mm至4mm粒度時可以容易地實現分離,這是因為篩的孔不易被堵塞。CSH不必具有特別與眾不同的孔結構，但是具有與眾不同的孔結構是有利的。優(yōu)選使用比表面積為40m3/g的CSH。另外，使用多孔混凝土的碎片(例如，包含CSH的來自Ytong的成型磚)。該碎片是成型磚的一部分，其形成多個顆粒的凝聚體。該碎片含有粒度為2mm至10_的CSH。相對于干燥的CSH，含水的CSH顯著地更成本有效。污泥包括初級污泥、剩余污泥、回流污泥、原污泥(初級污泥和剩余污泥的混合物)、活性污泥或這些類型的污泥的組合，其中還包括穩(wěn)定化的(厭氧嗜溫性/嗜熱性和好氧嗜溫性/嗜熱性穩(wěn)定化類型的)污泥。CSH的計量添加優(yōu)選在消化塔中的剩余污泥中進行。剩余污泥在此的濃度為20g/I至70g/l，優(yōu)選40g/l至60g/l。CSH可以以任何顆粒形式使用，例如球狀、矩形的、有棱角的或不規(guī)則形狀的。迄今為止，一直假定污泥的有機物濃度為20至30g/l時，因為這些類型污泥的粘性過高，CSH不能結合磷。在試驗中已經能夠表明，即使在高粘度的污泥中，CSH也可以結合磷。因此，來自剩余污泥的磷非常好地結合在CSH上?？梢詫嵤ω撦d了磷的CSH的分離。然而，優(yōu)選CSH留在污泥中。負載了磷的CSH可以進一步加工成肥料。通過利用含水的CSH將污泥水中磷含量大大降低，從而可以實現不期望的MAP形成的減少。另一優(yōu)點是，與不使用CSH時相比，可以在更短的時間內使污泥脫水和實現更低的含水量。將CSH加入污泥中。該污泥處于流動或靜止狀態(tài)。應該在污泥的穩(wěn)定化之前、期間或之后向污泥中加入CSH。優(yōu)選將CSH計量添加至剩余污泥或原污泥(初級污泥和剩余污泥的混合物)，隨后進行厭氧穩(wěn)定化。CSH的應用具有即使在高粘性污泥的情況下也實現磷酸鹽結合的優(yōu)點。因此還可以在污泥穩(wěn)定化之后加入CSH。如此計量添加CSH，使得每g干物質污泥使用0. 05g至0. 5g CSH。作為選擇，可以向每g干物質污泥中計量添加0. OOlg至Ig CSH0但是，這也取決于污泥。在未穩(wěn)定化的污泥的情況下，可以向每g干物質污泥中計量添加0. OOlg至0.1g CSH0在已穩(wěn)定化的污泥的情況下，可以每g干物質污泥使用0. 005g至0. 5g、優(yōu)選0. 024g至0.1g CSH?？梢赃x擇每g干物質污泥使用0.1g至0.3g CSH。還可以每g干物質污泥使用
0.125g CSH0 在此，重要的是pH值不變或僅在極小限度內改變。優(yōu)選pH值升高0.4左右。如此調節(jié)計量添加，使得PH值改變不超過0. 8。這在穩(wěn)定化反應器中計量添加的情況下尤其重要，以便不對生物降解過程產生不利的影響。PH值在5至8.5的范圍內。消化塔中的pH值大多數在6. 8至7. 3之間，這對應于中性介質。所述方法在酸性、中性和堿性介質中運行。不限于特定的PH范圍。CSH的計量添加量還取決于污泥的磷酸鹽含量。例如，剩余污泥包含約80%的磷酸鹽，而初級污泥的磷酸鹽負載顯著更低。因而，CSH與污泥的固體物質的比例為1: 40至1: 0.5。作為選擇，可以將CSH與污泥的固體物質之間的比例調節(jié)為1: 100至1: 0.5。在污泥中加入CSH期間或之后，污泥與CSH混合。CSH在污泥中保留約5至20天。這樣做的優(yōu)點是，這樣長的停留時間使得磷不僅可以被CSH表面吸收，而且可以吸收到CSH物質中。從二次沉淀池中取出固體物質濃度為8g/l的剩余污泥。優(yōu)選向剩余污泥中計量添加粒度為0.1mm至0. 5mm的CSH。將上述物質與部分初級污泥混合,并進行穩(wěn)定化。通常隨后將物質濃縮至固體為約40g/l至50g/l。對已濃縮的污泥混合物進行穩(wěn)定化處理，并在穩(wěn)定化之后通常具有約20g/l至30g/l的固體物質。為了可以利用更好的脫水，最遲應在穩(wěn)定化之后計量添加CSH。在此，應保持CSH與污泥的固體物質之間的固體物質比例為1: 40至1: 0.5。作為選擇，可以合適地將CSH與污泥的固體物質之間的比例保持在1: 100至1: 0.5。
污泥水的磷酸鹽污染可以從約220mg/l降至25mg/l。從二次沉淀池中取出固體物質濃度為8g/l的剩余污泥并濃縮。經由旁路完成剩余污泥的循環(huán)。從具有自動配量裝置的泥漿筒(PutZSil0)取出CSH，并在旁路中與循環(huán)的剩余污泥的部分混合。隨后將該高度濃縮的CSH溶液泵入消化塔中，經濃縮的溶液在那里與余下的剩余污泥混合。優(yōu)選向剩余污泥中計量添加粒度為0.5mm至Imm的CSH。作為選擇，計量添加多孔混凝土成型磚的碎片。將其與部分初級污泥混合并進行穩(wěn)定化。在此應保持CSH與污泥的固體物質之間的固體物質比例為1: 100至1: 0.5。污泥水的磷負載可以從約225mg/l降至20mg/l。可以通過利用旋流分離器或篩的分離來回收負載了磷的CSH。[附圖和附圖標記]

圖1示出了污水處理廠的簡圖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:初級污泥 107 :初級污泥和剩余污泥的混合裝置108 :原污泥(初級污泥和剩余污泥的混合物)109 :前濃縮池110:穩(wěn)定化反應器111 :后濃縮池112:污泥液113:污泥處置
權利要求
1.一種制備用于減少污水處理廠中磷酸銨鎂(MAP)的形成的混合物的方法，其特征在于下列步驟 -向靜止或流動的污泥中添加水合硅酸鈣(CSH)，每g污泥干物質添加的水合硅酸鈣(CSH)的劑量在0. OOlg至Ig的范圍內，使得污泥中的pH值僅升高最多0. 8， -將CSH與污泥混合。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述水合娃酸韓(CSH)包括雪娃韓石、娃灰石、硬硅鈣石、水硅鈣石、鈣質砂巖或這些物質的組合。
3.根據權利要求1或2中任一項的方法，其特征在于，所述水合硅酸鈣(CSH)包含50%至100%的雪硅鈣石，優(yōu)選70%的雪硅鈣石。
4.根據權利要求1至3中任一項的方法，其特征在于，所述水合硅酸鈣(CSH)包含0%至40 %的水，優(yōu)選30 %的水。
5.根據權利要求1至4中任一項的方法，其特征在于，所述水合硅酸鈣(CSH)以40m2/g的比表面積使用。
6.根據權利要求1至5中任一項的方法，其特征在于，所述污泥包括初級污泥、剩余污泥、回流污泥、原污泥、活性污泥或這些污泥的組合，其中還包括穩(wěn)定化的污泥。
7.根據上述權利要求中任一項的方法，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鈣(CSH)之前以固體物質為8g/l的濃度從二次沉淀池中取出。
8.根據權利要求7的方法，其特征在于，所述剩余污泥在添加水合硅酸鈣(CSH)之后與一部分初級污泥混合，并引導進行穩(wěn)定化。
9.一種用于減少污水處理廠中磷酸銨鎂(MAP)的形成的物質混合物，其特征在于，所述混合物包括比例為100 I至0.5 I的來自污水處理廠的污泥和水合硅酸鈣(CSH)，其中所述比例以污泥的干物質計。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于防止污水處理廠中鳥糞石的形成的方法。為此，向剩余污泥中計量添加水合硅酸鈣(CSH)。
文檔編號C02F101/10GK103068743SQ201180031555
公開日2013年4月24日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權日2010年6月1日
發(fā)明者彼得·科爾內爾, 塞巴斯蒂安·佩策特 申請人:達姆施塔特技術大學