含有污染和/或有毒物质的潮湿残余物的处理方法技术

本发明专利技术涉及一种用来处理含有可氧化有机物的潮湿残余物的方法。本发明专利技术的方法包括以下步骤：ａ）将残余物输入到一个内衬有难熔涂层并含有一种冷却剂的旋转焚化炉中；ｂ）在电学方法所产生的化学活性物种和ＵＶ辐射存在下，加热残余物和冷却剂至温度至少为３００℃，同时旋转焚化炉，这样，残余物得到干燥，有机物被氧化并形成气体，有机物氧化反应是被化学活性物种和ＵＶ辐射所催化进行的；和ｃ）从焚化炉中排放出气体。这种方法以低廉的费用，实现对处理的残余物中存在的污染物和／或可氧化的有毒物质的破坏。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。具体地说，本专利技术是关于含有可氧化有机物的残余物的处理方法。
技术介绍
今天的工业要求对实际解决液体和固体废弃物的处理问题。例如，人们必须要在排放之前降低流出物的污染水平。废弃物的施肥和地下掩埋方法已经变得不再受欢迎，而在大的处理工厂中的焚化又不能够回收副产物。由工厂所产生的液体流出物和污泥提供有大量的有机产物和其它的可氧化产物。每年，有成千吨的各种不同来源的有机物和残余物作为需要氧载荷，在垃圾场所得到处理或处置。但是，一种“现场”处理方法，提供了一种令人感兴趣的替代方案，特别是对于如果该方法可允许回收循环水的热量和所产灰份。传统的方法，包括一个蒸发干燥步骤，之后是一个焚化步骤，是广为人知的方法，但是，它在能量产量方面是有局限的。具体地说，在干燥步骤中，有一些热量损失到空气或气体中。而且，许多传统的焚化方法是在高温如约1100℃下进行操作的。因此，有待焚化的污泥必须要基本上是干燥的，并且要含有高浓度的可燃烧物质，才能实现自我加热的过程。此外，还需要外部的气体燃烧炉进行外部加热。在1100℃下的氧化反应要求大量的能量以加热气体和水蒸气。因此，焚化需要一个热源如天然气或燃料，用来起动反应和维持反应，而且，还需要高输入量的必须经过加热的空气，这是因为热源已经消耗了大量的氧。此外，在这样的处理温度下，盐份和其它的挥发性化合物会从焚化炉中逸出。还有，含有碱金属氧化物的灰份可以形成可能会损害该方法中难熔物的共晶，或形成熔融堆积。为了长期严格地控制液体流出物，污泥的地下掩埋需要大量的场地，并需要不断地加强管理。但是，地下掩埋的优点是费用便宜，“显然地”提供了一种简单快捷地处理污泥的方法。但是，废弃物制造者常常要继续担负所有由这类地下掩埋所引起的对环境的损害。施肥也具有费用便宜的优点，通常可提供一种较地下掩埋更为低廉的方案，因为它是在地表面之上进行的。液体和具有高浓度有机物的污泥，可容易地进行施肥。但是，这类物质必须是无毒的，而且不会产生致病的微生物，它们必须具有相对中性的pH。而且，过滤的废水应该不会污染河流、湖泊或地下水。即使这类有待施肥的物质具有可作肥料的性质，可用于施肥的场地也应该位于与制造地点尽可能近的地方，以避免由于其中的大量水所带来的高的载运费用。在住宅区附近的施肥通常是不受欢迎的，这是因为这些场地可能会散发出各种的气味。空气池在污泥处理和安置所需要的空间方面，会引起许多问题。这种方法通常采用压缩机，在压力作用通过注射供入空气。需要采用大量的电能，但是没有能量能够得到回收或循环。堆肥是唯一可适用于含有可生物降解物污泥的方法。这类污泥必须要充分地干燥，以避免二次滤取。如果污泥中含有过多的水，则液体或污泥将会与稻草混合，可保证液体的很好地吸收，和很好的产物通风，但是，其底侧为有待处理的产物空间，则贮存需要量和处理长度会明显地提高。而且，产物中不能含有会削弱堆肥微生物效果的有毒物质，以保证所产生的物质可释放到大气中，而不会对大气引起损害。超临界相或液/气相中的一些湿法氧化技术，是工业可用的。执行这些技术的一个重要缺点是需要高的投资。这是由必要的设备的尺寸和复杂性所引起。超临界氧化方法在经济上具有吸引力，但是，它仅适用于低的流出物流，如果后者是具有很大毒性的。本专利技术的设计可用来克服上述的局限性。本专利技术涉及一种含有可氧化有机物的残余物的处理方法。按照本专利技术的方法包括以下步骤a)残余物被输入到一个内衬有难熔涂层且含有一种冷却剂的旋转焚化炉中；b)在电学方法所产生的化学活性物种和UV幅射存在下，加热残余物和冷却剂至温度至少为300℃，同时旋转焚化炉，这样，残余物得到干燥，有机物被氧化并形成气体，有机物氧化反应是被化学活性物种和UV幅射所催化进行的；和c)从焚化炉中排放出气体。本专利技术的方法可通过存在于处理的残余物中有机物的氧化反应来实现干燥和破坏。它是基于采用电学方法催化氧化反应器，特别是对于处理含有高浓度有机物的流出物，例如那些存在于纸浆造纸、纺织、纸浆脱黑和食品工业中的流出物。在燃烧反应器中，采用电以引发催化效果和输运现象。优选地，步骤b)是采用一种等离子炬进行的。它也可采用包括在两个金属或石墨电极间的一种电弧系统或一种放电系统。这些装置可用来加热残余物的混合物和冷却剂到预期的温度，并允许产生紫外幅射和化学活性的物种，如自由基、离子和活化物种，它们可催化氧化反应。在氧化反应器中进行的化学反应中，这种方法是合理地使用电用来产生现象辅助输运机理。其结果，这种焚化方法，与传统的焚化方法相比，可在较小的反应器中进行。本专利技术的方法目的在于充分利用有待处理残余物中所含有的可氧化物质的热值，以帮助水蒸发过程中污染物的热破坏。对于充分浓缩的污泥(干燥度大于10％)，如果这种可氧化物质的热值足够地高，即使放出热量，它也可实现氧化反应反应器的自加热操作。“干燥度”定义为包括有机物和无机物的质量相对于潮湿残余物总质量的比例，水除外。这些物质的浓度可通过传统的标准技术得到提高。这些技术包括采用膜分离方法，如反渗透法、超过滤法、纳米过滤法和/或微过滤法，后者为切向流动过滤方法。还可包括可带有或不带有絮凝/凝结产物的机械脱水方法，如离心法、旋压法、seave过滤法、加压过滤法、沉降法等。这些脱水方法，可以与以上所列出的膜分离方法联合使用，也可单独使用。本方法可用来直接地焚化由脱水方法所得到的污泥，以及由膜分离方法所得到的浓缩的污泥。氧化反应不会受残余物pH值或存在的致病微生物的影响。有毒物质如氰化物的分解更是不成问题。而且，本方法可制得无机惰性且消过毒的灰份，它们是有价值的副产物。在处理来自生物源的有机污泥时，所产生的灰份可用于化肥组合物中，这是因为它们可能含有硝酸盐、磷酸盐和其它的无机化合物。也可以采用固定卤素的方法来破坏聚合卤代烃，因为高的局部温度可通过电等离子体和固体中存在的碱性灰份而获得。在处理过程中，添加剂可加入到焚化炉之中，被推荐用来固定有毒的产物。卤素固定方法通常是采用添加碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物或碳酸盐来实现的。重金属的固定是采用添加磷酸或碱金属或碱土金属的磷酸盐和/或碳酸盐来实现的，而六价铬是采用添加硫酸亚铁来固定的。在一个优选的本专利技术实例中，步骤b)过程中焚化炉侧壁温度维持在300-900℃，优选地约为500℃。最低温度300℃是保证残余物中存在的有机物自发氧化反应所必需的。在500℃时，固体不会熔融，不会发生烧结，也不会与难熔物质形成共晶。但是，部分很细小的固体可能会由于焚化炉旋转的机械运动而发生聚结成块，这是所希望的，它可省略通过步骤b)过程中所形成的气体来排放灰尘，从而保证冷却剂具有良好的流动性。步骤b)通常是在环境压力下进行的，大约为100kPa。但是，在压力为30-600kPa范围内进行操作也是可行的。优选地，焚化炉具有的尺寸和几何构造可产生一个可允许气体的停留时间至少为1秒的内容积，以便氧化反应在焚化炉内进行。如果残余物中含有无机物，则残余无机物(灰份)的停留时间通常高于气体的停留时间，以便在所产生的灰份和新引入的残余物能够有足够的热传递，并使该灰份在焚化炉的内部聚结形成冷却剂。焚化炉中冷却剂的填充水平优选为其总内容积的15％。“冷却剂”可包括一种固体粒状的无机物，它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来处理含有可氧化有机物的潮湿残余物的方法，它包括以下步骤： ａ）将残余物输入到一个内衬有难熔涂层（１４）并含有一种冷却剂（２４）的旋转焚化炉（１２）中； ｂ）在电学方法所产生的化学活性物种和ＵＶ幅射存在下，加热混合有冷却剂（２４）的所述残余物至温度至少为３００℃，同时旋转焚化炉（１２），这样，残余物得到干燥，使所述有机物发生氧化并形成气体，所述氧化反应是被化学活性物种和ＵＶ幅射所催化进行的；和 ｃ）从焚化炉中排放出气体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：克洛德B拉弗兰姆，雷纳拉布雷克，
申请(专利权)人：海德罗魁北克公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]