[发明专利]基于原位酯交换的城市污泥制取生物柴油的方法

权利要求书

1.一种基于原位酯交换的由城市污水处理厂污泥制取生物柴油的方法，包括如下步骤:

(1)污泥预处理：以污水处理厂取得的污泥为原料，经热干化处理，得到干污泥；

(2)原位酯交换：以甲醇为酯交换剂和溶剂，在硫酸催化作用下使所述干污泥进行原位酯交换反应，得到原位酯交换后的混合液；

(3)萃取：以正己烷为萃取剂对所述原位酯交换后的混合液进行萃取，收集上清液，下层液废弃；

(4)清洗：用清洗液对所述上清液进行清洗，收集上层正己烷相；

(5)过滤、蒸发及产品收集：使所述正己烷相通过含除水剂的过滤装置，收集滤液；对所述滤液蒸发处理，以除去残存有机溶剂，收集蒸发后的残余物，即得生物柴油制品。

2.根据权利要求1所述的基于原位酯交换的由城市污水处理厂污泥制取生物柴油的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述污泥为污水处理厂任意处理步骤所获得的污泥；

所述热干化处理是在烘箱中进行的，所述热干化处理的条件为：在103-105℃下烘烤10-12h；所得干污泥的含水量小于1％；

所述污泥预处理步骤还包括将得到的干污泥在振动磨上震动处理的步骤，所述震动处理的时间为2-3min。

3.根据权利要求1或2所述的基于原位酯交换的由城市污水处理厂污泥制取生物柴油的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述硫酸以质量浓度为98％的硫酸溶液的形式加入；所述原位酯交换反应中，还加入正己烷；

所述干污泥与甲醇、质量浓度为98％的硫酸溶液、正己烷的配比依次为10g：100-150mL：1.5-10mL：50-100mL。

4.根据权利要求1-3中任一所述的基于原位酯交换的由城市污水处理厂污泥制取生物柴油的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述原位酯交换反应的反应温度为45—75℃，反应时间为4-8h；

所述原位酯交换反应在搅拌下进行，所述搅拌的搅拌速率为300-600rpm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于原位酯交换的由城市污水处理厂污泥制取生物柴油的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述萃取步骤还包括在萃取前将得到的原位酯交换后的混合液冷却至室温的步骤；

萃取过程中，还向所述原位酯交换后的混合液中加入氯化钠饱和溶液；

所述萃取结束后，还包括离心的步骤；所述离心的条件为3000-5000rpm，离心的时间为5-10min。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于原位酯交换的由城市污水处理厂污泥制取生物柴油的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述清洗液选自下述至少一种：碳酸氢钾溶液、蒸馏水和碳酸氢钠溶液；所述碳酸氢钾溶液和碳酸氢钠溶液的质量浓度均为2-4％。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的基于原位酯交换的由城市污水处理厂污泥制取生物柴油的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述清洗在分液漏斗中进行；所述清洗进行3-5次。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于原位酯交换的由城市污水处理厂污泥制取生物柴油的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述除水剂选自下述至少一种：无水硫酸钠、无水硫酸镁和无水氯化钙；所述蒸发处理在真空旋转蒸发器中进行，所述蒸发处理的温度为40-50℃，压力为0.01-0.02Mpa，时间为20-25min。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的基于原位酯交换的由城市污水处理厂污泥制取生物柴油的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述蒸发处理在真空旋转蒸发器中进行，所述蒸发处理的温度为40-50℃，压力为0.01-0.02Mpa，时间为20-25min。