[发明专利]一种污泥催化热水解处理方法及其应用

说明书

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，本发明涉及一种污泥催化热水解处理方法及其应用。

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，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℃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。

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S1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S1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S1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发明进行详细解释与说明，但应该理解的是，本发明可使用的催化剂类型并不受限于上述特定示例；在不违背本发明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发明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S1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。