[发明专利]一种基于水热前处理的污泥高效能源化处理方法

权利要求书

1.一种基于水热前处理的污泥高效能源化处理方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一、将含固率为5%~20%污水处理厂产生的污泥进行水热前处理：

工况一：对于含固率为5%~10%污水处理厂产生的污泥：

将污泥置于水热高压反应釜内，在高温高压的条件下保持5min~30min；水热前处理的反应条件为：温度120℃~300℃，压力0.2MPa~8.6Mpa；对水热前处理结束后的污泥进行脱水处理，向污泥中添加含铁调理剂和步骤二热解气化过程产生的生物炭作为骨架，其中当水热前处理的温度为120~179℃时，含铁调理剂的添加量为水热后污泥干重的1%-5%，生物炭的添加量为水热后污泥干重的60%~90%；当水热前处理的温度为180~300℃时，含铁调理剂的添加量为水热后污泥干重的0.2%-1%，生物炭的添加量为水热后污泥干重的5%~10%，使脱水后污泥的含固率不高于60%；污泥水热后产生的高温水蒸气通过换热器将热量回收利用后对储料桶中的污泥进行预热；

工况二：对于含固率为10%~15%污水处理厂产生的污泥：

将污泥置于水热高压反应釜内，在高温高压的条件下保持30min~60min；水热前处理的反应条件为：温度120℃~300℃，压力0.2MPa~8.6Mpa；对水热前处理结束后的污泥进行脱水处理，向污泥中添加含铁调理剂和步骤二热解气化过程产生的生物炭作为骨架，其中当水热温度为120~179℃时含铁调理剂的添加量为水热后污泥干重的5%-10%，生物炭的添加量为水热后污泥干重的60%~90%；当水热前处理的温度为180~300℃时，含铁调理剂的添加量为水热后污泥干重的1%-2%，生物炭的添加量为水热后污泥干重的10%~20%，使脱水后污泥的含固率不高于60%；污泥水热后产生的高温水蒸气通过换热器将热量回收利用后对储料桶中的污泥进行预热；

工况三：对于含固率为15%~20%污水处理厂产生的污泥：

将污泥置于水热高压反应釜内，在高温高压的条件下保持60min~90min；水热前处理的反应条件为：温度120℃~300℃，压力0.2MPa~8.6Mpa；对水热前处理结束后的污泥进行脱水处理，向污泥中添加含铁调理剂和步骤二热解气化过程产生的生物炭作为骨架，其中当水热温度为120~179℃时含铁调理剂的添加量为水热后污泥干重的10%-15%，生物炭的添加量为水热后污泥干重的60%~90%；当水热前处理的温度为180~300℃时，含铁调理剂的添加量为水热后污泥干重的2%-5%，生物炭的添加量为水热后污泥干重的20%~30%，使脱水后污泥的含固率不高于60%；污泥水热后产生的高温水蒸气通过换热器将热量回收利用后对储料桶中的污泥进行预热；

步骤二、步骤一中脱水所得的含水率低于60%的滤渣进入热解气化系统进行转化，利用污泥水热产生的水蒸气和脱水污泥中存在的水分作为气化剂，对污泥进行热解气化处理；当步骤一中生物炭添加量为污泥干重的60%~90%时，热解气化的反应条件为700℃~800℃；当步骤一中生物炭添加量为污泥干重的5%~30%时，热解气化的反应条件为800℃~900℃；热解停留时间为60min，使用的载气为N2；热解气化得到富氢气体、热解油和生物炭；

步骤三、步骤一中脱水处理后的滤液收集输送进行厌氧消化处理，得到沼气。

2.根据权利要求1所述的一种基于水热前处理的污泥高效能源化处理方法，其特征是：所述的步骤一中，含铁调理剂为FeSO4或Fe2(SO4)3。

3.根据权利要求1所述的一种基于水热前处理的污泥高效能源化处理方法，其特征是：所述的步骤一中，污泥采用序批式进料或半连续进料置于水热高压反应釜内。

4.根据权利要求1所述的一种基于水热前处理的污泥高效能源化处理方法，其特征是：所述的步骤二中，滤渣采用序批式进料或半连续进料的方式进入热解气化系统。

5.根据权利要求1所述的一种基于水热前处理的污泥高效能源化处理方法，其特征是:所述的污泥为初沉污泥、剩余污泥、浓缩污泥、脱水污泥、消化污泥中的一种或者几种的混合。