[发明专利]用于污水处理的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于污水处理的方法，在该方法中，使包含在污水中的污泥的至少部分经受水解，水解作为热水解执行，并且在水解步骤之后进行干燥。

本发明还涉及一种用于污水处理的系统，所述系统具有用于对污泥进行水解处理的水解装置和用于干燥污泥的干燥器。

背景技术

在污水处理时通常积聚污泥。污泥绝对不是只是不利的、必须被清除的副产物，相反，由于污泥的有机内含物是有价值的能量载体并且由于所含有的磷酸盐和氮，污泥构成植物营养载体。

污泥的能量含量一方面可以通过腐化并且再利用所积聚的含甲烷的沼气而得以使用，但是另一方面也可以通过燃烧已干燥的污泥并且再利用所产生的炉内气体而得以使用。在此，在一个场所腐化和脱水的组合以及在另一场所干燥和燃烧都提供非常高的初级能源使用。所述初级能源使用能够通过如下方式进一步提高：当干燥以过压在蒸汽区域中进行并且腐化污泥的可脱水性通过预处理措施、尤其通过热水解来改善时，在同一场所布设四种方法(腐化、脱水、干燥、燃烧)。所述组合能够因为弃用腐化装置和因为在同一场所使用单体燃烧而被再次明显改善。

“水解”理解为借助于水将化学化合物进行分离。由于是热水解，因此在对腐化污泥进行干燥时可蒸发较少的水。

污泥的热水解处理在约60℃至320℃的温度下并且在约10分钟至两小时的处理持续时间下改善污泥的可腐蚀性，使得在腐化时较大程度分解有机的污泥份额并且产生多气体产物。因此实现在腐化时较高的能量输出以及较小的待脱水的污泥质量流。

不同的建议已经从用于相应污水处理的现有技术中已知。因此已经在DE 43 33 468 C2中描述一种用于处理源于生物的剩余材料(其中也包括污泥)的方法。在此，首先进行污泥的腐化。随后，借助于热压水解在例如300℃的温度下对腐化污泥进行处理，并且此后再次返回到腐化装置中。对于水解所需的热量间接地经由热交换器输送，其中，建议将水解气体本身或者也将生物气体的燃烧作为热源。

从DE 198 58 187 C5中已知一种用于处理污泥的方法。污泥在第一厌氧的腐蚀阶段中被处理之后输送到热分裂装置中。离开热分裂装置的泥浆随后要么在第二厌氧的腐蚀阶段中被腐蚀，要么返回到第一厌氧的腐化阶段中。用于水解的热量经由热交换器间接地输送并且在完成水解之后同样经由热交换器再次排出。

从EP 1 230 167 B1中已知一种用于处理来自动物加工工业的剩余材料的方法。所述剩余材料在添加碱性物质之后在20℃至160℃下经受热水解处理。在另外的加工步骤中此外也在环境压力下或者也在真空下对剩余材料的部分进行干燥，废气被排出到环境中。用于热水解的热输送间接地经由加热器进行。

在EP 1 320 388 B1中描述了一种用于处理有机材料的方法。首先将有机材料用石灰、CaO和/或Ca(OH)₂在100℃至220℃之间的温度下在压力下蒸煮。间接地输送为此所需的热量。被蒸煮的有机材料随后被输送给汽提设施，其中，由于压力降低而汽提出氨并且同时析出溶解的邻磷酸盐。替选地，被蒸煮的材料能够在输送到汽提设施中之前在厌氧条件下部分地转换成生物气体。

在EP 1 527 022 B1中描述一种用于污泥处理的方法。在此，污泥经受至少一个预处理步骤，在所述预处理步骤中也在50℃至180℃下和位于2000hPa至40000hPa的压力下进行热水解。预处理的泥浆随后需氧地或厌氧地腐化。替选地，将在预处理之后留在泥浆中的固体分离并且输送给重新的热水解。热水解在压煮器中以小的规模进行，意即，间接地输送热量。

从DE 10 2011 112 780 A1已知用于处理污泥的另一方法。首先将泥浆在热水解或化学热水解中处理。随后，将溶解的邻磷酸盐从泥浆中分离。此后，将剩余的泥浆在腐化容器中厌氧地腐化。在此，用于热水解的热输送可以间接地经由热交换器和/或直接地借助于蒸汽注入来进行。泥浆在水解之后并且在分离磷酸盐之前经由冷却设备进行冷却。

从DE 10 2009 014 776 A1中已知一种用于热水解有机物的方法。用于热水解的热量间接地经由热交换器传递或提取，即经由加热和冷却元件传递或提取。在此，介质在加热元件和冷却元件之间在循环中输送。在此，对于水解所需的热量间接地传递到介质上。