CN107986591A - 污泥的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污泥的处理方法，包括：在加热炉中隔绝空气加热污水处理厂产生的脱水污泥，使得被加热的污泥形成气液固三相混合物，通过污泥转换器将所述的气液固三相混合物转换为生物炭、油汽混合物，通过油水分离器将所述的油汽混合物分离为混合低碳有机质和冷凝水。采用了本发明的污泥的处理方法的有益效果为：系统直接处理污水处理厂产生的含水率80％左右的污泥，不需要进行干化预处理；整个污泥处理为密闭系统，加热炉为系统的辅助热源；无需外界提供燃料以维持整个系统的运行，在节省大量燃料和成本的前提下，进一步节省了废液和固体废料的处理成本；同时解决了污泥脱水和污泥中有机质利用的问题，具有较高的工业应用及推广价值。

Description

污泥的处理方法
技术领域
本发明涉及环保领域，尤其涉及污水处理厂产生污泥的处理，具体是指一种污泥的处理方法。
背景技术
在污水处理不断取得进步的同时，也面临巨大的污泥处理压力，污水处理过程中产生的剩余污泥是一种含水率高(约80％，即使采用深度脱水技术处理，含水率也在60％左右)，有机质以一种难以利用的形式存在，给污泥的处理带来了极大的难度，且会对环境造成严重的污染。
污泥的处理已成为制约污水处理行业发展的难题，而污泥的处理有两个难点：其一在于高含水率，且常规手段无法进行脱除；其二是高有机物含量、高热值，且常规手段无法利用。如何将这种难以处理及利用的污泥转换为易贮存、运输及使用的能源，彻底解决制约污水处理行业发展的污泥处置问题，同时对污泥能源进行最大化的利用，是污泥能源转化技术追求的目标。
目前，污泥处理的方式主要有填埋、污泥消化、堆肥、资源化利用，以及污泥焚烧等。这些方法均不能对污泥进行彻底的处理和能源的充分利用，焚烧和炭化技术虽然能够对污泥进行彻底处理，但对污泥能源的利用率极低，需投入大量生产运营成本，且目前炭化技术还需先对污泥进行干化处理。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种通过有效的方法将污水处理过程中产生的剩余污泥转化成易贮存、运输及使用的能源形式的方法，彻底解决污水处理过程中污泥处理及能源利用的问题的污泥的处理方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种污泥的处理方法，所述的方法包括：利用污泥具有一定的流动性，通过管道将含水率80％左右的污泥送入加热炉中，在流动状态下隔绝空气加热污水处理厂产生的脱水污泥，使得被加热的污泥形成气液固三相混合物，通过污泥转换器将所述的气液固三相混合物转换为生物炭、油汽混合物，通过油水分离器将所述的油汽混合物分离为混合低碳有机质和冷凝水。
较佳地，所述的加热炉中发生气化、热解、脱氢、热缩合、炭化反应。
较佳地，所述的污泥转换器中发生汽化、气化、离析反应。
较佳地，所述的污泥为污水处理厂产生的脱水污泥，所述的污泥的含水率为75％～85％。
较佳地，所述的污泥的含水率为80％左右。
较佳地，所述的混合低碳有机质可作为加热炉的燃料。
较佳地，所述的加热炉为具有稳定热源的管式炉或锅炉或其它工业窑炉。
较佳地，所述的方法在密闭系统中进行。
较佳地，所述的加热炉中的污泥被加热的温度设置为200℃～600℃。
较佳地，污水处理厂产生的脱水污泥通过输送泵输送至加热炉。
采用了本发明的污泥的处理方法的有益效果为：
污泥能源转化技术采用简单、实用、有效的方法，将污水处理厂产生的脱水污泥转换为易贮存、运输及使用的能源形式，并且在热解转换过程中，污泥中的病原微生物和寄生虫卵全部被彻底灭杀、重金属离子被钝化。彻底解决了污泥的处置问题、污泥的资源化利用问题，使污泥能源得到充分的利用，消除了制约污水处理行业发展的难题，与此同时给企业带来了巨大的经济效益。
1、系统直接处理污水处理厂产生的含水率80％左右的污泥，不需要进行干化预处理。
2、整个污泥处理为密闭系统，加热炉为系统的辅助热源，系统的动力由污泥输送泵提供，干化和炭化同时进行。
3、系统稳定运行后，无需外界提供燃料以维持整个系统的运行，在节省大量燃料和成本的前提下，进一步节省了废液和固体废料的处理成本。
4、同时解决了污泥脱水和污泥中有机质利用的问题，工艺系统简单紧凑，具有较高的能源转化率和热能利用率，具有较高的工业应用及推广价值。
附图说明
图1为本发明的污泥的处理方法的工艺流程简图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明提供了一种污泥的处理方法，所述的方法包括：利用污泥具有一定的流动性，通过管道将含水率80％左右的污泥送入加热炉中，在流动状态下隔绝空气加热污水处理厂产生的脱水污泥，使得被加热的污泥形成气液固三相混合物，通过污泥转换器将所述的气液固三相混合物分离为生物炭、油汽混合物，通过油水分离器将所述的油汽混合物分离为混合低碳有机质和冷凝水。
其中，所述的加热炉中发生气化、热解、脱氢、热缩合、炭化反应；所述的污泥转换器中发生汽化、气化、离析反应。
其中，所述的污泥为污水处理厂产生的脱水污泥，所述的污泥的含水率为75％～85％；所述的污泥的含水率为80％左右。
其中，所述的混合低碳有机质可作为加热炉的燃料。
其中，所述的加热炉为具有稳定热源的管式炉或锅炉或其它工业窑炉。
其中，所述的方法在密闭系统中进行。
其中，所述的加热炉中的污泥被加热的温度设置为200℃～600℃。污泥在加热到一定的温度会发生气化、热解、脱氢、热缩合、碳化等反应，可根据对最终产品需求进行确定，温度越低，生物炭中的有机质含量越高。
其中，污水处理厂产生的脱水污泥通过输送泵输送至加热炉。
本发明的污泥能源转化技术，利用污泥在机械动力状态下具有一定的流动性，通过管道将含水率80％左右的污泥送入加热炉中，在流动状态下隔绝空气加热，污泥被加热到一定的温度开始发生气化、热解、脱氢、热缩合、碳化等反应，形成气液固三相的混合物，污泥中的水分蒸发，有机物转化为混合低碳有机质和有机碳。加热后的污泥在污泥输送泵的推动下进入能源转换器，通过能量的传递，分别产生汽化、气化、离析等反应后将生物炭、油汽混合物分离，再进行冷却得到生物炭、混合低碳有机质等易贮存、运输及利用的能源。
利用污泥自身的特性，采用适合的处理工艺，设备均为工业生产常用设备，污泥能源转换器也是一种常用的化工设备，操作简单，工艺运行方便，属连续运行的低温干馏技术，优于目前的流化床污泥焚烧工艺和干馏污泥处理技术。
本发明可使污泥有机质全部转换为易贮存、运输、使用的有机质能源，对污泥进行了彻底的无害化处理。污泥能源转换工艺产生两种产品，一种是富含微孔的生物炭，可以补充土壤的有机物含量，还可以改善土壤的透气性和排水性，蓄留植物根部所需水分，有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。另外生物炭可以长期稳定地存在于自然界中，具有持久性的肥田沃土，促进土壤中微生物繁殖，促进植物生长对二氧化碳吸收，具有减少空气中二氧化碳的功能。另一种是混合低碳有机质能源，是污泥中细菌、生物等被热解、热缩合的产物，被冷却后形成低碳有机质混合物，两种产品均可直接送入加热炉，作为加热炉的燃料。
污泥能源转化技术采用简单、实用、有效的方法，将污水处理厂产生的剩余污泥转换为易贮存、运输及使用的能源形式，并且在热解转换过程中，污泥中的病原微生物和寄生虫卵全部被彻底灭杀、重金属离子被钝化。彻底解决了污泥的处置问题、污泥的资源化利用问题，使污泥能源得到充分的利用，消除了制约污水处理行业发展的难题，与此同时给企业带来了巨大的经济效益。
采用了本发明的污泥的处理方法的有益效果为：
1、系统直接处理污水处理厂产生的含水率80％左右的污泥，不需要进行干化预处理。
2、整个污泥处理为密闭系统，加热炉为系统的辅助热源，系统的动力由污泥输送泵提供，干化和炭化同时进行。
3、系统稳定运行后，无需外界提供燃料以维持整个系统的运行，在节省大量燃料和成本的前提下，进一步节省了废液和固体废料的处理成本。
4、同时解决了污泥脱水和污泥中有机质利用的问题，工艺系统简单紧凑，具有较高的能源转化率和热能利用率，具有较高的工业应用及推广价值。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (9)

1.一种污泥的处理方法，其特征在于，所述的方法包括：在加热炉中隔绝空气加热污水处理厂产生的脱水污泥，使得被加热的污泥形成气液固三相混合物，通过污泥转换器将所述的气液固三相混合物转换为生物炭、油汽混合物，通过油水分离器将所述的油汽混合物分离为混合低碳有机质和冷凝水。
2.根据权利要求1所述的污泥的处理方法，其特征在于，所述的加热炉中发生气化、热解、脱氢、热缩合、炭化反应。
3.根据权利要求1所述的污泥的处理方法，其特征在于，所述的污泥转换器中发生汽化、气化、离析反应。
4.根据权利要求1所述的污泥的处理方法，其特征在于，所述的污泥的含水率为75％～85％。
5.根据权利要求1所述的污泥的处理方法，其特征在于，所述的混合低碳有机质可作为加热炉的燃料。
6.根据权利要求1所述的污泥的处理方法，其特征在于，所述的加热炉为具有稳定热源的管式炉或锅炉。
7.根据权利要求1所述的污泥的处理方法，其特征在于，所述的方法在密闭系统中进行。
8.根据权利要求1所述的污泥的处理方法，其特征在于，所述的加热炉中的污泥被加热的温度设置为200℃～600℃。
9.根据权利要求1所述的污泥的处理方法，其特征在于，所述的污水处理厂产生的脱水污泥通过输送泵输送至加热炉。
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US10551060B2 (en) * 2013-10-03 2020-02-04 Board Of Regents, The University Of Texas System Systems and methods for converting biomass to biocrude via hydrothermal liquefaction

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