污泥低压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，并公开了一种污泥低压催化热水解处理方法及其应用，包括：S1.将污泥与催化剂注入反应釜内；S2.向反应釜内注入0.5-1.59MPa的饱和蒸汽，当污泥的温度达到80～180℃时，停止注入饱和蒸汽并保持0~25分钟后获得热水解后的泥浆。本发明专利技术的有益效果是采用向污泥中加入催化剂的方法提高污泥水解效率，在催化剂及加热的条件下，有助于污泥细胞的快速破碎和有机物的快速水解。由于向污泥中加入催化剂提高了污泥水解效率，所以可以向反应釜内注入0.5-1.59MPa的饱和蒸汽，饱和蒸汽压力下降使得反应釜设计压力下降导致投资成本大幅降低，并且由于饱和蒸汽压力下降使得锅炉等配套设备投资大幅降低，而且蒸汽使用量下降致能耗降低，使处理污泥运行成本大幅下降。

【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低压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:(I)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。由于处理过程中反应器内长时间为高压高热环境，这种处理方法要求使用成本较高的高压设备，而且能耗极高。(2)加热污泥、保持处理和高压设备卸压均耗用较长时间，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。(3)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、设备要求严格且处理效率低而导致运行成本和投资成本高的缺陷，提供一种能耗小、处理效率高且采用成本低的低压设备即可实现的污泥低压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:提供一种污泥低压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%污泥注入反应釜内；S2:向反应釜内注入0.5-1.59MPa的饱和蒸汽，加热污泥获得热水解后的泥浆。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；催化剂的使用可加速热水解反应，使热水解反应所需的温度和压力进一步降低，从而使本专利技术处理过程的能耗和设备要求得到控制。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。在上述污泥低压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%。在上述污泥低压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%。在上述污泥低压催化热水解处理方法中，在所述步骤S2中，向反应釜内注入1.2 1.4Mpa的饱和蒸汽。在上述污泥低压催化热水解处理方法中，在所述步骤S2中，当污泥的温度达到80 180°C时，停止注入饱和蒸汽并保持O 25分钟。在上述污泥低压催化热水解处理方法中，在所述步骤S2中，当所述污泥的温度达到90 130°C时，停止注入饱和蒸汽并保持10 15分钟。在上述污泥低压催化热水解处理方法中，在所述步骤S2中，所述污泥的温度为所述反应釜内低温区的温度。在上述污泥低压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。在上述污泥低压催化热水解处理方法中，在所述步骤SI中，所述催化剂与污泥的质量比为1: 10 1: 100。在上述污泥低压催化热水解处理方法中，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。在上述污泥低压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。根据本专利技术的一个方面，提供上述污泥低压催化热水解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。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脱水污泥，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)加入催化剂后，本专利技术仅需采用1.6MPa以下的饱和蒸汽对污泥进行加热，饱和蒸汽的压力大幅度下降，因此降低了对所采用的反应器及配套设施的压力级别的要求，可采用低压构造的热水解反应装置作为反应器，有效降低了设备成本，同时也降低了操作人员的资质要求、进而控制了人员成本；(4)本专利技术的低压催化热水解处理方法可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低压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低压催化热水解处理方法，该方法采用催化剂和0.5-1.59MPa的饱和蒸汽对含水率为75-97 %的污泥进行热水解处理，当污泥温度达到80-180°C后，停止注入饱和蒸汽并保持0-25分钟，使初始的粘稠状污泥转化为流动性强、含氮量低、便于脱水处理的泥浆。上述对待处理污泥进行加热的过程中，本专利技术通过污泥与饱和蒸汽(可称为加热源)的直接接触、以及污泥之间的热交换实现加热。本领域技术人员理解的是，目前用作污泥热水解处理的反应釜主要从其顶部注入饱和蒸汽，少数反应釜同时从其顶部和底部注入饱和蒸汽。由于热 水解处理前的污泥呈粘稠状、热交换过程缓慢，且反应器内不同区域的污泥距离加热源的位置不等，加热过程中反应釜内不同位置的污泥温度并不相同。在运用本专利技术所提供的热水解处理方法时，首先在反应器内部纵向取点，将反应釜按纵向三等分成上、中、下三部分，即靠近顶部的1/3为上部，靠近底部的1/3为下部，中间的1/3为中部。当饱和蒸汽从上部注入时，下部为低温区；当从上部和下部同时注入饱和蒸汽时，中部为低温区。换言之，本文所用的表达“低温区”意指在反应器(本专利技术为热水解反应装置)内距离加热源较远、且因此在加热过程中温度相对较低的污泥所在的区域。在本专利技术的优选实施例中，测定低温区内污泥的温度，并以此温度值为标准判断是否需要继续注入饱和蒸汽。在低温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污泥低压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%污泥注入反应釜内；S2：向反应釜内注入0.5?1.59MPa的饱和蒸汽，加热污泥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：