[发明专利]一种基于热水解工艺的污泥碳化处理方法

说明书

本发明属于城镇污水处理厂污泥处理与资源化领域，具体涉及一种基于热水解工艺的污泥碳化处理方法。该污泥碳化处理方法包括污泥脱水、热水解、固液分离、厌氧消化、污泥脱水、干化、碳化。本发明通过控制热水解污泥直接进入厌氧消化单元的污泥量，采用厌氧序批式消化反应器完成污泥厌氧消化，产生的沼气供应热水解单元和热解碳化单元，通过过程参数控制保证系统能量自给，实现了污泥减量化程度90％以上，大大降低了污泥运输和储存费用。

技术领域

本发明属于城镇污水处理厂污泥处理与资源化领域，更具体地，涉及一种基于热水解工艺的污泥碳化处理方法。

背景技术

城镇污水处理厂污泥是污水处理的副产物，集中了污水处理过程中约50％的COD，使得污泥具有较高有机组分(通常高于50％)，这也导致了污泥易腐败变质，从而造成严重的环境问题。

从能量角度来看，高含量有机组分标志着污泥具有较高的热值，可以采用合适技术回收污泥中的能量，同时达到减量化、稳定化、无害化和资源化利用的目的。

污泥厌氧消化技术可以实现将污泥中的能源以沼气形式回收利用，污泥热解碳化可将城镇污泥为原料制备污泥基活性炭材料，实现污泥快速减量、无害、完全资源化利用。

然而，传统的污泥厌氧消化处理单元的处理时间长，通常需要20d以上的停留时间，厌氧消化需要很大的反应器容积，占地面积大，处理效能低。污泥碳化单元的处理效能相对较高，通常反应时间90min(含干化时间)即可，但其干化和碳化单元需要大量的热能供应。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，以厌氧消化技术和碳化技术为核心工艺，开发热水解技术，提高有机份溶解率，提高滤液中的SCOD量，通过固液分离，分离出高SCOD浓度的滤液，开发以滤液为主体的厌氧消化技术，降低了污泥厌氧消化处理单元的规模和处理费用。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种基于热水解工艺的污泥碳化处理方法，该污泥碳化处理方法包括：

(1)污泥脱水

将污泥脱水至含水率为80％～85％；

(2)热水解

将脱水后的污泥进行热水解，得到热水解污泥；

(3)固液分离

将第一部分热水解污泥进行固液分离，得到第一污泥泥饼和第一滤液；

热水解污泥包括：第一部分热水解污泥30％～100％，第二部分热水解污泥0％～70％；

(4)厌氧消化

将第一滤液、可选地将第二部分热水解污泥采用厌氧序批式反应器进行厌氧消化反应，得到第二滤液和可选的第二污泥泥饼；

(5)污泥脱水

可选地对第二污泥泥饼进行污泥脱水，至含水率为45％～55％；

(6)干化

对第一污泥泥饼、可选的脱水后的第二污泥泥饼进行干化，得到干化污泥；

(7)碳化

将干化污泥输送至碳化炉中进行碳化，得到污泥碳化产品。

其中，步骤(4)中，当对第二部分热水解污泥进行厌氧消化反应时，即第二部分热水解污泥＞0％时，产物存在第二污泥泥饼；当第二部分热水解污泥为0％时，产物不存在第二污泥泥饼。

作为优选方案，步骤(1)中，所述污泥的有机份含量≥40％。

作为优选方案，热水解污泥满足如下情况之一；其中，步骤(1)的污泥的有机份含量为a，热水解污泥中的第一部分热水解污泥含量为b，第二部分热水解污泥含量为c；