[发明专利]一种污泥处置方法

说明书

本发明公开一种污泥处置方法，包括以下步骤：将污泥注入反应釜后在反应釜内通入饱和蒸汽使污泥发生热水解反应，并得到热水解后的泥浆；将得到的泥浆注入到压滤机中进行机械压滤脱水，得到泥饼和滤液；将得到的泥饼置入碳化炉中进行碳化，得到生物炭、热解气、焦油；将得到的生物炭中的一部分作为热水解反应的催化剂返混至反应釜中；将得到的热解气和焦油经除尘后通入到热解气蒸汽锅炉中，并将产生的高温蒸汽再返回至反应釜中。通过该方法以生物炭为原料催化热水解反应，不仅能实现污泥水解效率的提高，还能实现污泥高干脱水过程中无药剂添加，进一步拓展了污泥处理处置的新思路。

技术领域

本发明涉及污泥处置领域，特别是涉及一种污泥资源化再利用的技术。

背景技术

城市污泥含有较高的含水率和丰富的有机质，同时污泥中又含有一定量的重金属、病原菌、寄生虫卵等，若不妥当处置，势必会造成二次污染，严重影响周边生态环境。城市污泥是由大量的细胞性有机物组成，这些细胞被纤维素和肽聚糖等组成的细胞所保护，细胞内的水分和有机物不易被分离水解，使得污泥很难脱水。

目前市场上已开发出一些污泥处理方法和装置，以期降低污泥含水率和有害成分，同时对形成的污泥产物实现资源化的利用。其中包括热水解、高干脱水、碳化等污泥处理处置技术，但现有的技术存在如下不足：1)现有的污泥热水解技术通常采用190℃、1.5MPa以上的高压高温下进行长时间的水解反应，蒸汽的消耗量大、能耗较高，并且使用耐高温高压的压力容器，因此设备的投资成本也较大；2)目前污泥高干脱水主要采用化学药剂调理，不仅增加了污泥的干重，同时也降低了污泥的热值，不利于污泥后端的处置，而且化学调理药剂中大多含有氯离子，对设备具有腐蚀性；3)目前碳化技术过程中产生的生物炭，市场上大多采用焚烧和填埋等，造成了资源的浪费。

发明内容

针对现有技术中污泥机械脱水困难，且污泥产物难以资源化的利用的缺陷，本发明将污泥热水解技术和碳化技术相结合，提供一种能耗低、污泥可资源化利用的污泥处置方法。

本发明公开一种基于污泥热水解耦合碳化技术的污泥处置方法，包括以下步骤：

将污泥注入反应釜后在反应釜内通入饱和蒸汽使污泥发生热水解反应，并得到热水解后的泥浆；

将得到的泥浆注入到压滤机中进行机械压滤脱水，得到泥饼和滤液；

将得到的泥饼置入碳化炉中进行碳化，得到生物炭、热解气、焦油；

将得到的生物炭中的一部分作为热水解反应的催化剂返混至反应釜中；将得到的热解气和焦油经除尘后通入到热解气蒸汽锅炉中，并将产生的高温蒸汽再返回至反应釜中。

上述过程中，在高温高压条件下，污泥絮状结构被破坏，污泥细胞中的有机物和水分透过细胞壁释放出来，污泥由粘稠状态转化为流动性更强的泥浆，污泥经热水解后，污泥细胞中的水分被释放出来，脱水性能大大改善。进一步的，由于污泥中含有大量的重金属和碱金属，经高温热解碳化后变成生物炭，污泥生物炭中的有机物形成了稳定的碳环结构，在高温下不易水解，生物炭中的重金属和碱金属被固定在碳中，以金属氧化物和盐类形式存在，而生物炭中含有的碱金属盐类经热水解后可产生OH^-，促进污泥细胞破壁，因此，污泥中的金属氧化物对污泥热水解过程具有催化作用，促进污泥进行热水解，无需添加任何化学药剂，为污泥后端资源化利用创造了新的条件，同时还能降低热水解反应的温度和压力。经压滤机压滤后可进一步降低污泥含水率至30％～45％，从而降低后端污泥碳化所需能耗。

作为一种优选方案，在上述步骤中，当有生物炭返混至反应釜后，将通入反应釜的饱和蒸汽的压力由P1Mpa调整为P2Mpa，反应釜内的热水解反应的温度由T1调整为T2，其中，T1大于T2，P1大于P2。

作为一种优选方案，T1为160～190℃，T2为120～160℃；P1取值范围为0.8～2.0Mpa，P2取值范围为0.5～0.8Mpa。