申请日2012.06.26
公开(公告)日2015.04.01
IPC分类号C02F11/00; C02F11/10; C02F11/04; B09B3/00; C05F7/00; C09K17/40; C02F11/12
摘要
本发明属于污泥处理技术领域，并公开了一种基于热水解的污泥处理及综合利用方法及其应用，该方法包括：将含水率为75～90%的污泥注入反应釜，随后向热水解反应装置内注入1.5-2.5MPa的饱和蒸汽，当污泥的温度达到150～185℃时，停止注入饱和蒸汽并保持0～25分钟后获得热水解的泥浆;泥浆经厌氧消化反应制得沼气。本发明的热水解处理温度较低，可显著降低对污泥进行加热的时间以及因此的该处理方法的总处理时间，提高处理效率、降低能耗并节约成本。本发明制成的沼气可复用作锅炉系统燃料或外售，作为系统内蒸汽锅炉的燃料减少污泥处理所需的外购能源，从而降低了处理成本，提高了经济效益，实现了污泥的减量化、无害化和资源化。
权利要求书
1.一种基于热水解的污泥综合处理方法，其特征在于，所述方法由以下 步骤组成：
S1、热水解步骤：将含水率为75～90%的污泥注入反应釜，随后向热水解 反应装置内注入1.8-2.3MPa的饱和蒸汽，当污泥的温度达到160～170℃时，停 止注入饱和蒸汽并保持10～15分钟后获得热水解的泥浆;
所述反应釜内装有搅拌装置，所述步骤S1还包括在注入所述污泥后启动 所述搅拌装置搅拌污泥;
S11：排汽泄压并排出所述泥浆;以及
S12：使排出的所述泥浆冷却;
S2、厌氧消化制沼气步骤：所述泥浆经厌氧消化反应制得沼气;
S3、机械脱水步骤：对所述步骤S2中经厌氧消化反应产生的沼渣进行机 械脱水，得到含水率为30～50%的脱水泥饼;
S4、沼气回用步骤：将所述步骤S2中制得的沼气作为燃料返回给蒸汽锅 制备饱和蒸汽。
2.根据权利要求1所述的基于热水解的污泥综合处理方法，其特征在于， 在所述步骤S1中向反应釜内注入污泥的含水率为80～85%。
3.权利要求1-2中任一权利要求的基于热水解的污泥综合处理方法在处 理有机固体废弃物中的应用。
说明书
基于热水解的污泥处理及综合利用方法及其应用
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，并涉及一种污泥的处理方法。更具体地， 本发明涉及一种基于热水解的污泥处理及综合利用方法及其应用。
背景技术
脱水污泥是污水处理过程中产生的主要副产物，其不仅含丰富的水分、有 机物和微生物，而且含有重金属等多种可导致环境污染的有害物质，因此污泥 的不当处理很有可能造成二次环境污染。为避免上述问题的发生，目前已陆续 研发出一些污泥处理方法和装置，以期望降低污泥中的有害物质含量，并通过 污泥处理对其进行二次回收利用。其中，包含热水解处理、脱水处理和脱除液 回用的污泥处理技术是一种有效的污泥处理方法。但现有的污泥处理方法通常 在高于190℃的高温条件下进行长时间的水解反应，蒸汽消耗量大、能耗成本 高，而且加热到190℃以上的高温所耗用的加热时间长，导致整个处理效率偏 低，并造成整个处理过程的高运行成本和高设备投资成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的污泥处理方法的能耗 大、耗时长、处理效率低且设备成本高的缺陷，提供一种能耗小、耗时短、处 理效率高且设备成本低的基于热水解的污泥综合处理方法。
本发明要解决的技术问题通过以下技术方案得以实现：提供一种基于热水 解的污泥综合处理方法，所述方法包括以下步骤：
S 1、热水解步骤：将含水率为75～90%的污泥注入反应釜，随后向热水解 反应装置内注入1.5-2.5MPa的饱和蒸汽，当污泥的温度达到150～185℃时，停 止注入饱和蒸汽并保持0~25分钟后获得热水解的泥浆;
S2、厌氧消化制沼气步骤：所述泥浆经厌氧消化反应制得沼气。
在上述基于热水解的污泥综合处理方法中，所述方法还包括以下步骤：
S3、机械脱水步骤：对所述步骤S2中经厌氧消化反应产生的沼渣进行机 械脱水，得到含水率为30～50%的脱水泥饼。
在上述基于热水解的污泥综合处理方法中，所述方法还包括以下步骤：
S4、沼气回用步骤：将所述步骤S2中制得的沼气作为燃料返回给蒸汽锅 制备饱和蒸汽。
在上述基于热水解的污泥综合处理方法中，在所述步骤S1中向反应釜内 注入污泥的含水率为80～85%。
在上述基于热水解的污泥综合处理方法中，在所述步骤S1中，向反应釜 内注入1.8～2.3Mpa的饱和蒸汽。
在上述基于热水解的污泥综合处理方法中，在所述步骤S1中，当所述污 泥的温度达到160～170℃时，停止注入饱和蒸汽并保持10～15分钟。
在上述基于热水解的污泥综合处理方法中，在所述步骤S1中，所述污泥 的温度为所述反应釜内低温区的温度。
在上述基于热水解的污泥综合处理方法中，所述反应釜内装有搅拌装置， 所述步骤S1还包括在注入所述污泥后启动所述搅拌装置搅拌污泥。搅拌操作 可促进污泥与饱和蒸汽的充分接触，使得处理过程中传热更快、污泥的热水解 反应更完全。另外说明的是，虽然此处以及后续实施例中均在注入污泥后启动 搅拌装置，但搅拌装置的使用控制并不受限于此方式。换言之，还可在注入污 泥的过程中或在开始注入饱和蒸汽后启动搅拌装置。
在上述基于热水解的污泥综合处理方法中，所述步骤S1和S2之间还包 括以下步骤：
S11：排汽泄压并排出所述泥浆;以及
S12：使排出的所述泥浆冷却。
根据本发明的一个方面，提供一种上述基于热水解的污泥综合处理方法在 处理有机固体废弃物中的应用。这一类型的有机固体废弃物包括但不限于餐厨 垃圾、动物粪便和/或食品加工厂废渣等。
在本发明中在热力和压力的作用下，污泥中的有机高分子结构、胶状体等 固相物质的持水结构被破坏，使污泥由初始的粘稠固态转化为流动性很好的液 态泥浆。另外，高温热水解处理可彻底杀灭污泥中的细菌和病原体，实现污泥 的无害化。经热水解处理后，污泥所含的微生物解体，微生物细胞的有机质充 分释放出来并进一步水解，污泥中固体有机物的溶解和水解，使污泥的厌氧消 化性能大为改善，为后续的厌氧消化处理创造有利条件。同时，污泥的持水结 构被破坏，污泥中的结合水被释放出来，脱水性能大为改善，为后续脱水处理 创造有利条件。
在本发明中，相比采用脱除液制沼气的方式，以热水解处理后得到的液态 泥浆为底物时可得到更多沼气，并可将产生的沼气用作蒸汽锅炉的燃料，实现 系统自身的能量平衡。机械脱水所得到的脱水泥饼其含水率为30-50%，可作 为有机肥料原料，覆盖土，或土壤改良剂。以上处理步骤实现了污泥的减量化、 无害化和资源化。
实施本发明可获得以下有益效果：(1)本发明的热水解处理方法适用于多 种含水率的脱水污泥，且无需在热水解反应前对污泥进行任何预处理，流程简 单;(2)停止注入饱和蒸汽的温度降低至150～185℃，蒸汽消耗量减少10-30%， 加热时间缩短5-20分钟，停止注入饱和蒸汽后的保持时间缩短5-30分钟，处 理效率提高15%以上，相应设备投资降低至少15%;(3)机械脱水后制得的 脱水泥饼可作为有机肥料原料、覆盖土或土壤改良剂;(4)处理后污泥含水降 至50%以下，污泥体积和重量大幅减少70%以上;。(5)液态泥浆可经厌氧消 化产生沼气，并可作为锅炉系统燃料，实现系统自身热量平衡，在大幅降低运 行成本的同时实现了污泥的减量化、无害化和资源化。
