[发明专利]一种剩余污泥循环式处理的方法

说明书

一种剩余污泥循环式处理的方法是先向污泥中加入过渡金属元素作为污泥调理剂进行调理，将调理后的污泥进行脱水处理，然后将脱水后的污泥进行热解，将热解产物循环回用于污泥调理‑脱水‑热解系统中。本发明得到的热解后的固相产物品质高，脱水率易控制、工艺稳定，且至少2年内可循环有效利用，成本低、可持续性较好，同时，过渡金属调理剂调理后的污泥热解固相产物在污泥调理‑脱水‑热解各环节具有较好的促进作用，提高污泥处理与处置的系统性，并且，所产生的氢气量以及污泥生物炭品质要优于传统的污泥热解工艺。此工艺方法中，每一步污泥热解产氢量体积占总热解气体的70~80%，污泥生物炭比表面积为50~80m²/g。

技术领域

本发明属于环境治理技术领域，具体涉及一种剩余污泥循环式处理的方法。

背景技术

城市剩余污泥是城市污水处理厂产生的副产物，近年来，在中国随着经济的发展，城市剩余污泥的产量剧增。目前，超过80%的污泥得不到妥善的处理与处置，污泥的随意排放将对环境中的水、大气、土壤等造成二次污染，同时，也严重危害人类的身体健康。污泥的处理与处置包括污泥的处理和污泥的处置两个阶段，在污泥的处理中，以污泥的调理和脱水作为关键的环节，通过对污泥进行调理，从而提高污泥的脱水性能；对于污泥的处置阶段，国内外采取的手段主要包括卫生填埋、水体消纳、焚烧、堆肥处理、土地利用等，其中污泥热解在对污泥进行处置的同时，可以回收能源以及制备生物炭，成为目前研究的一大热点。

然而，目前关于污泥处理处置的研究存在以下两个问题： 1、大部分研究中，促进污泥脱水的的骨架调理剂和促进污泥热解的共热解物质均为外源物质颗粒，可能会提高这些投加物质原材料的收集难度；2、以污泥热解为目标的污泥调理-脱水-热解的系统工艺尚未形成，即污泥前处理与后续资源化处置方式脱节。然而，不同的调理方法不仅对调理后的污泥脱水性能造成影响，也会对调理后的污泥化学成分、性质以及泥饼含水率造成影响，从而对污泥的后续热解效果及固相产物产生影响。Liu Huan等人发现CaO调理后的污泥能够提高污泥热解气中氢气含量，同时也能降低热解过程中HCN和NO_x的释放，还发现了不同的脱水深度对污泥热解效果的影响较大，上述研究表明脱水污泥中残留调理剂对热解的影响较大，但研究建立在前期以提高污泥脱水性能为目的的研究上，而污泥脱水性能最佳、泥饼含水率最低并非使得污泥热解效果最好，即以脱水为目的的最佳工艺参数并非对污泥最终热解有利。如果在污泥调理-脱水-热解系统中存在某种物质，其不仅是这个系统某一阶段的产物，又能作为这个系统的过程参与物，并且能在系统各环节中起到很好的促进作用，对于污泥处理与处置以及污泥资源化具有创新意义。

目前，尚无一套系统性的剩余污泥循环式处理与资源化处置方法，即调理后的脱水污泥热解的固相产物既可以作为促进污泥脱水的骨架调理剂，又能作为促进污泥热解的催化剂，且具有一定的循环特性，循环应用到污泥调理-脱水-热解系统工艺中。目前看来，处理过程依然存在热解效率不高，热解后得到的固相产物品质低，无法实现循环再利用，即使循环再利用后的热解效率会大大降低，热解后产物含碳量低，硬度低易碎，在脱水环节效果不理想，影响脱水率的调控，导致工艺效果不稳定；以及固相产物中的污泥调节剂不易暴露在表面，多数被包裹在污泥内部无法起到热解催化作用，从而限制了循环利用，即使循环利用后热解效率也明显降低，无法循环利用或无法实现长期循环利用等技术问题急需解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种剩余污泥循环式处理的方法。

本发明的目的是通过如下技术措施实现的：

一种剩余污泥循环式处理的方法，其特征在于：它是先向污泥中加入过渡金属元素作为污泥调理剂进行调理，将调理后的污泥进行脱水处理，然后将脱水后的污泥进行热解，将热解产物循环回用于污泥调理-脱水-热解系统中。