[发明专利]超声辅助水热碳化制备厨余垃圾厌氧沼渣生物炭的方法

说明书

本发明揭示了一种超声辅助水热碳化制备厨余垃圾厌氧沼渣生物炭的方法，包括如下步骤：s1：将厨余垃圾厌氧沼渣与水混合，并将混合物在超声辅助条件下进行水热碳化反应，得到水热碳化液；s2：将水热碳化液进行冷却、过滤、干燥、破碎以及分选，获得沼渣生物炭。本发明的优点包括工艺简单易行，容易推广，采用超声辅助水热碳化反应，超声波振动具有一定的搅拌作用，超声的空化效应可以使局部产生瞬间高温高压(5000k以上)，使其中难以碳化的有机组分也能碳化，使得反应更加完全；采用真空过滤，无论是工程化水平，还是过滤产物的含水率均有较大提高；增加破碎和分选环节可以使原来形状各异，且不均匀的物料进一步颗粒化，提高了碳化产品的纯度。

技术领域

本发明属于沼渣污泥的再生处理及资源化利用技术领域，具体涉及一种超声辅助水热碳化制备厨余垃圾厌氧沼渣生物炭的方法，用于厨余垃圾处理。

背景技术

厨余厌氧沼渣是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头、塑料、布料、木头、纤维类物质等多种有机组分，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。厨余垃圾含有极高的水分与有机物，很容易腐坏，产生恶臭，随意处置会对环境以及公众健康造成危害，但经过妥善处理和加工，可转化为新的资源，高有机物含量的特点使其经过严格处理后可作为肥料、饲料，也可产生沼气用作燃料或发电。对厨余厌氧沼渣单独收集处理，回收再利用，可以减少臭气和垃圾渗滤液的产生，也可以避免水分过多对垃圾焚烧处理造成的不利影响，降低了对设备的腐蚀。

专利号为ZL2014103494272的发明专利申请，公开了一种微波辅助水热碳化制备污泥炭的方法，通过将一定含水量的污泥送入水热反应器中，微波辅助加热进行反应，可以获得品质稳定，重金属含量低但有效磷和有效氮含量高的污泥炭。

但是厨余厌氧沼渣中含有塑料、布料、木头、纤维等多种有机组分，微波辅助或单纯的水热碳化很难将上述的有机物料碳化，因此本申请提供了一种超声辅助水热碳化制备厨余垃圾厌氧沼渣生物炭的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声辅助水热碳化制备厨余垃圾厌氧沼渣生物炭的方法，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一实施例中，提供了一种超声辅助水热碳化制备厨余垃圾厌氧沼渣生物炭的方法，包括如下步骤：

s1：将厨余垃圾厌氧沼渣与水混合，并将混合物在超声辅助条件下进行水热碳化反应，得到水热碳化液；

s2：将水热碳化液进行冷却、过滤、干燥、破碎以及分选，获得沼渣生物炭。

作为本发明的进一步改进，所述厨余垃圾厌氧沼渣与水的固液比为1:(1-5)。

作为本发明的进一步改进，步骤s1中，步骤s1中，将所述混合物导入超声辅助水热碳化反应器中反应，其中混合物填充度为60-80％。

作为本发明的进一步改进，步骤s1中，控制所述水热碳化反应的反应温度为200～300℃，压力为1.5～8Mpa。

作为本发明的进一步改进，步骤s1中，控制所述超声功率为0～1000W。

作为本发明的进一步改进，步骤s1中，控制所述超声功率为700W～1000W。

作为本发明的进一步改进，步骤s1中，控制所述水热碳化反应时间4-8h。

作为本发明的进一步改进，步骤s2中，所述过滤为真空或负压过滤，

作为本发明的进一步改进，步骤s2中，所述干燥温度为105-108℃，所述干燥时间大于2h。

作为本发明的进一步改进，步骤s2中，采用锤式破碎机进行破碎，破碎粒径至0.05-0.5mm。