[发明专利]一种利用轮胎热解废渣提升有机废物厌氧消化效率的方法

说明书

本发明属于固体废弃物及水处理工艺技术领域，公开了一种利用轮胎热解废渣提升有机废物厌氧消化效率的方法。本发明的方法包括：(1)采用废旧轮胎作为原料，将其破碎成胶粒，热解，热解炭制备过程中以N₂为载气，相对气压为0.007‑0.012Mpa，N₂流速不高于100mL/min，以7‑13℃/min的速率升温加热管式炉至目标温度并维持1.5‑2.5小时，之后再以7‑13℃/min速率降温至250‑350℃，产物冷却至室温后干燥备用；(2)向厌氧反应器中加入厌氧污泥和醋糟，再加入热解炭，在32‑37℃条件下进行厌氧产沼。该方法将不同热解条件下产生的固体废弃物‑热解炭作为厌氧反应器的添加材料，强化了以醋糟为代表的纤维类有机废弃物的厌氧处理过程，提升了物料的水解效率和生化产甲烷潜能。

技术领域

本发明涉及于固体废弃物及水处理工艺技术领域，具体是涉及一种利用轮胎热解废渣提升有机废物厌氧消化效率的方法，更具体地，涉及一种利用废旧轮胎化工热解过程产生的热解炭来提升易降解有机物厌氧消化过程中挥发酸及甲烷产率的方法。

背景技术

有机废弃物或高浓度有机废水由于有机质含量高，适宜采用厌氧消化的方式进行处理，在降解有机质的同时，废物资源化利用，产生挥发酸和甲烷。但是，对于一些物料，如醋糟、秸秆、污泥等，由于其有机成分被纤维组织、胞外聚合物等难降解物质包裹，微生物难以与其接触并进行降解，导致处理效率低，厌氧过程中挥发酸和甲烷产量低。

为提高厌氧处理效率，常采用一些机械或者物理化学手段对上述物料进行预处理，如超声预处理、高温高压预处理、酸碱预处理等。然而，一方面，预处理需要额外设备投资或反应构筑物建设；另一方面，这些方式有的能耗高，有的需要使用大量药剂，成本高昂。因此，开发一种操作便捷、经济性好的提升厌氧处理效率的方式十分必要。

目前，我国每年生产的废弃轮胎超过4亿条，化工领域常采用热解的方式对废弃轮胎进行资源化处置，热解过程产生的热解油和热解气是高品质的能源替代物，而产生的残余物，即热解炭附加值较低。尽管热解炭可以通过深加工成为炭黑，但工艺链长，加工费用高，多数热解炭未被加以利用，成为新的固体废弃物。本发明的发明人对热解炭的物化性质进行分析，发现其具有良好的比表面积和较好的导电性能。良好导电性能材料，如活性炭、碳布、电解池等会提升厌氧产甲烷代谢活性，但现有研究采用的导电材料造价高，体型较大，对反应器有效空间占用较多。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种利用轮胎热解废渣提升有机废物厌氧消化效率的方法。本发明的方法通过研究废旧轮胎在不同热解条件下产生的固体废弃物-热解炭，利用其特有的导电性能，将其作为厌氧反应器的添加材料，强化以醋糟为代表的纤维类有机废弃物的厌氧处理过程，提升物料的水解效率和生化产甲烷潜能。

为达到本发明的目的，本发明利用轮胎热解废渣提升有机废物厌氧消化效率的方法包括以下步骤：

(1)采用废旧轮胎作为原料，将其破碎成胶粒，在500-1100℃热解，在热解炭制备过程中，以N₂为载气，使用管式炉进行制备，炉内相对气压为0.007-0.012Mpa，N₂流速不高于100mL/min，以7-13℃/min的速率升温加热管式炉至目标温度并维持1.5-2.5小时，之后再以7-13℃/min速率降温至250-350℃，待产物冷却至室温后放入干燥器内备用；

(2)向厌氧反应器中加入厌氧污泥和醋糟，再加入步骤(1)所得热解炭，在32-37℃条件下进行厌氧产沼。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述步骤(1)中炉内相对气压为0.009-0.011Mpa，N₂流速不高于100mL/min，以9-11℃/min的速率升温加热管式炉至目标温度并维持1.9-2.1小时，之后再以9-11℃/min速率降温至290-310℃。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述步骤(1)中热解温度为600-1000℃。