一种污泥催化热水解处理方法及其应用技术

本发明专利技术属于污泥处理技术领域，并公开了一种污泥催化热水解处理方法，该方法包括：将催化剂和含水率为75-97％的污泥注入反应釜内；向反应釜内注入0.5～2.5MPa的饱和蒸汽，经过30～60分钟反应后获得热水解后的泥浆。本发明专利技术的热水解处理方法适用于多种含水率的污泥，且无需在热水解反应前对污泥进行任何预处理；加入催化剂可使污泥热水解更完全，臭气浓度下降、泥浆中总氮含量降低，有利于后续处理的开展；与现有技术中未使用催化剂的热水解处理方法相比，加入催化剂可使热水解处理时间缩短30％以上，处理效率明显提高，而且处理时间的缩短有利于降低能耗、控制运行成本，便于将该方法应用于大批量的污泥处理。本发明专利技术的污泥处理方法还适用于处理有机固体废弃物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污泥处理
，并涉及一种污泥的处理方法。更具体地，本专利技术涉及一种污泥催化热水解处理方法及其应用。
技术介绍
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，对污泥进行热水解处理是一种有效的污泥处理手段。现有的污泥热水解处理方法主要存在以下不足:(1)均采用高压饱和蒸汽加热污泥，并通常在高于190°C的高温条件下进行长时间的水解反应。这种处理方式下，加热污泥和高压设备泄压均耗用较长时间，导致整个污泥热水解处理的耗时长、效率较低，而且造成整个处理过程的运行成本较高。(2)对待处理污泥的含水率有特定要求，在进行热水解处理前需对污泥进行脱水、浆化、预热等预处理，使得运行成本进一步提高、处理效率也受到了极大的限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中的污泥热水解处理方法的能耗大、耗时长且处理效率低而导致运行成本高的缺陷，提供一种能耗小、处理效率高且运行成本低的污泥催化热水解处理方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案得以实现:提供一种污泥催化热水解处理方法，所述方法包括:S1:将催化剂和含水率为75-97%的污泥注入反应釜内；S2:向所述反应釜内注入0.5 2.5MPa的饱和蒸汽，经过30 60分钟反应后获得热水解后的泥浆。在本专利技术中，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有效破坏，使污泥由初始的粘稠固态转化为流动性很好的液态泥浆。加入催化剂后，污泥的臭气浓度大幅下降，尾气处理负荷大幅降低；脱除液的可生化性大幅提高，总氮含量大幅下降，可作为污水厂的碳源使用；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；同时，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。在上述污泥催化热水解处理方法中，在所述步骤SI中向反应釜内注入污泥的含水率为75 89%。 在上述污泥催化热水解处理方法中，在所述步骤SI中向反应釜内注入污泥的含水率为80 85%。在上述污泥催化热水解处理方法中，在所述步骤S2中，向反应釜内注入1.0 2.2Mpa的饱和蒸汽。在上述污泥催化热水解处理方法中，在所述步骤S2中，向反应釜内注入1.4 1.9Mpa的饱和蒸汽。在上述污泥催化热水解处理方法中，在所述步骤SI中，所述反应釜内部装有搅拌装置；所述方法还包括在注入所述饱和蒸汽前启动所述搅拌装置搅拌污泥。优选地，所述方法还包括在注入饱和蒸汽前预先搅拌0-5分钟，使污泥与催化剂混合均匀。搅拌操作可促进污泥与饱和蒸汽的充分接触，使得处理过程中热传质更快、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饱和蒸汽前启动搅拌装置，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、注入催化剂的过程中或在开始注入饱和蒸汽后启动搅拌装置。在上述污泥催化热水解处理方法中，在所述步骤S2中，经过30 40分钟反应后获得热水解后的泥浆。在上述污泥催化热水解处理方法中，所述催化剂包括但不限于以下化合物中的至少一种:氢氧化钠、氧化钙、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钙和氢氧化镁。虽然以下均结合上述催化剂对本专利技术进行详细解释与说明，但应该理解的是，本专利技术可使用的催化剂类型并不受限于上述特定示例；在不违背本专利技术精神和范围的前提下，本领域技术人员对所用催化剂做出的任何更替、调整或等同替换均包含在本专利技术所附权利要求的范围内。在上述污泥催化热水解处理方法中，在所述步骤S2中，所述催化剂与污泥的质量比为1: 100 1: 10。在上述污泥催化热水解处理方法中，在所述步骤SI中，将氧化钙和含水率为80-83%的污泥 注入反应釜内；在所述步骤S2中，向反应釜内注入1.6Mpa的饱和蒸汽，经过40-50分钟反应后获得水解后的污泥。在上述污泥催化热水解处理方法中，所述方法还包括排汽泄压并排出所述泥浆。根据本专利技术的另一方面，提供上述污泥催化热水解处理方法在处理有机固体废弃物中的应用。实施本专利技术可获得以下有益效果:(I)本专利技术的热水解处理方法适用于多种含水率的污泥，且无需在热水解反应前对污泥进行任何预处理；(2)加入催化剂可使污泥热水解更完全，臭气浓度下降、泥浆中总氮含量降低，有利于后续处理的开展；(3)与现有技术中未使用催化剂的热水解处理方法相比，加入催化剂可使热水解处理时间缩短30%以上，处理效率明显提高，而且处理时间的缩短有利于降低能耗、控制运行成本，便于将该方法应用于大批量的污泥处理；(4)本专利技术的污泥处理方法还适用于处理有机固体废弃物。附图说明图1是根据本专利技术的污泥催化热水解处理方法的流程图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术提供了一种污泥催化热水解处理方法，该方法采用催化剂和0.5-2.5MPa的饱和蒸汽对含水率为75-97 %的污泥进行热水解处理，持续注入饱和蒸汽30-60分钟后可使初始的粘稠状污泥转化为流动性强、含氮量低、便于脱水处理的液态泥浆。应该说明的是，为提高加热速度且因此进一步提高处理效率，本专利技术优选使用卧式构造的反应釜；在该类型反应装置中，使用同等压力的饱和蒸汽时热传质速度更快且效率更高，因而反应釜内污泥的热水解反应也更为迅速。以下的具体实施例也均结合卧式反应釜(在实施例中简称为反应釜)展开详细描述。但本专利技术并不限于使用这一构造的反应装置，任何采用其他构造的热水解反应装置的变形和等同替换均在本专利技术的保护范围之内。以下将结合具体实施例进一步详细说明本专利技术的污泥催化热水解处理方法。实施例1:将40kg氢氧化钾和I吨含水率为80-83%的污泥注入反应釜，关闭反应釜进料口，并启动反应釜内的搅拌装置；向反应釜内注入1.6MPa的饱和蒸汽，对反应釜内混合有氢氧化钾的污泥进行加热；经40-50分钟反应后停止注入饱和蒸汽，打开泄压阀开始排汽泄压，当反应釜内的压力降至0.05MPa以下时打开排料阀，排出热水解处理得到的泥浆，此时完成对含水率为80-83%的污泥的催化热水解处理。在排出的泥浆冷却后对其进行脱水处理，得到脱除液和含水率为40-42%的脱水泥饼。 实施例2:将30kg氢氧化钠和I吨含水率为75-80%的污泥注入反应釜，关闭反应釜进料口，并启动反应釜内的搅拌装置，匀速搅拌I分钟使氢氧化钠与污泥混合均匀；向反应釜内注A 1.6-1.9MPa的饱和蒸汽，对反应釜内混合有氢氧化钠的污泥进行加热；经40-50分钟反应后停止注入饱和蒸汽，打开泄压阀开始排汽泄压，当反应釜内的压力降至0.05MPa以下时打开排料阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污泥催化热水解处理方法，其特征在于，所述方法包括：S1：将催化剂和含水率为75?97%的污泥注入反应釜内；S2：向所述反应釜内注入0.5~2.5MPa的饱和蒸汽，经过30~60分钟反应后获得热水解后的泥浆。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄彤宇，
申请(专利权)人：深圳市环源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：