[发明专利]污泥低压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低压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。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。

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、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，从而使本发明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S1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S1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℃时，停止注入饱和蒸汽并保持0～25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℃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。

在上述污泥低压催化热水解处理方法中，在所述步骤S1中，所述催化剂与污泥的质量比为1∶10～1∶100。