[发明专利]微波热解处理市政污泥的技术方法

说明书

本发明提供了微波热解处理市政污泥的技术方法，将污泥样品加入微波热解(单模微波炉)装置中，然后通入氮气，热解进行处理。利用本发明提供的处理方法，针对污水厂提供的市政污泥进行微波原位热解的处理，该反应迅速高效,且最终产物为气态产物(氢气含量最高可达70％以上，甲烷含量最高可达60％以上)、液态产物(主要成分为脂肪酸含量最高可达30％以上)和热解残渣。其中气态产物、液态产物均可进行循环利用。微波对污泥中的重金属有特别明显的固定效果六种重金属残渣态均达到75％以上，跟原污泥相比大大降低了环境污染的危害。

技术领域

本发明属于资源环境保护技术领域，具体涉及微波热解处理市政污泥的技术方法。

背景技术

现有技术的污泥处理方法主要有以下几种：

一、污泥的卫生填埋

污泥卫生填埋始于20世纪60年代，是一项比较成熟的污泥处置技术。污泥既可单独填埋也可与生活垃圾和工业废弃物一起填埋。这种处置方法简单、易行、成本低，污泥又不需要高度脱水，适应性强。填埋场一般为废弃的矿坑或天然的低洼地。

二、污泥的直接土地利用

污泥土地利用是把污泥或干燥化后污泥以及经过发酵化形成的生物固体，应用于林地、果园、草地、市政绿化、育苗基质以及严重扰动的土地复垦与重建等。污泥中的养分(如氮和磷)、有机质施用于花园、林地、景观美化，增加土壤肥力，促进作物生长的效果。污泥的土地利用投资少、能耗低、运行费用低，其中有机质部分可转化为土壤的有效成分。

三、污泥的焚烧

污泥焚烧是将污泥置入焚烧炉内，在通入过量空气情况下，进行完全焚烧，使污泥中的可燃成分在高温下充分燃烧，最终成为稳定的灰渣，最大限度地减少污泥体积，使污泥最终处置极为方便。1t干污泥焚烧后仅产出0.36t灰渣，减量化效果显著。另外，污泥中所含有的重金属在高温下被氧化成稳定的氧化物，是制造陶粒、瓷砖等产品的优良原材料，若能综合利用最终可达到污泥的稳定化、无害化和资源化。

四、污泥的低温热解处理

城市污泥低温热解是一种发展中的能量回收型污泥热化学处理技术。它通过在催化剂作用下无氧加热干燥污泥至一定温度(<500℃)，由干馏和热分解作用使污泥转化为油、反应水、不凝性气体和炭4种可燃产物，最大转化率取决于污泥组成和催化剂的种类，正常产率为200～300L(油)/吨(干泥)，其性质与柴油相似。低温热解是能量净输出过程，成本低于直接焚烧。

现有技术方法的污泥卫生填埋存在部分局限性，如：填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液是一种被严重污染的液体，如果填埋场选址或运行不当，这种液体就会进入地下水层，污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷，若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。另外，适合污泥填埋的场所也因城市污泥的大量产出而越来越有限，这也限制了该法的进一步实施。

污泥中含有大量的病原菌，以及多氯联苯等难降解的有毒有害物，特别是污泥中所含的重金属限制了土地对污泥利用的适应性，所以必须严格按照国家相关标准进行污泥利用，污泥在土地利用前，必须经过无毒无害化处理，否则污泥会对环境做成危害。所以污泥的土地直接利用会受到很大程度的限制。

污泥直接焚烧，操作管理复杂，可能产生废气、噪声、震动、热和辐射等污染，特别是在经过不充分燃烧的过程时会产生二噁英等有害气体，在大气控制方面还存在一定的技术问题，因此，普遍采用污泥焚烧的处理方法，不论在经济上还是在技术上都存在着一定的难度。

低温热解过程中由于含有苯环的有机物质的存在，所以在液态油类的产物中会含有毒性，燃烧时也会产生有毒性的气体污染环境。