[发明专利]厌氧发酵与碳化处理相结合技术进行污泥综合利用的方法

权利要求书

1.厌氧发酵与碳化处理相结合技术进行污泥综合利用的方法，其特征在于：包括以下具体工艺步骤：

1）调理污泥：采用物理方法、或化学方法、或先采用物理方法再采用化学方法、或先采用化学方法再采用物理方法对污泥进行调理，使调理后的污泥含水率为93～95%、碳氮比值为12～18、pH为6.7～7.4；其中所述的物理方法是在污泥中添加木屑或废纸，使其污泥与木屑或废纸按照质量比100～450:1的比例混合；所述化学方法是在污泥中同时添加15.0～90.0mg/L壳聚糖和30.0～120.0mg/L氢氧化钙，或同时添加30.0～80.0mg/L壳聚糖、30.0～120.0mg/L氢氧化钙和2.0～8.0mg/L聚丙烯酰胺，使污泥的pH达到6.7～7.4；

2）污泥混合厌氧消化处理：将通过步骤1）调理后符合要求的污泥输送到完全混合厌氧消化罐内，控制完全混合厌氧消化罐内的温度为38～40℃，并调控完全混合厌氧消化罐内局部温差在±0.5℃，然后通过气动搅拌、或间歇式机械搅拌、或同时进行气动搅拌和间歇式机械搅拌使罐内的污泥混合均匀，进行厌氧消化处理16-19天后，产生厌氧消化液和含甲烷62～68%的沼气，将产生的含甲烷62～68%的沼气经过现有的脱水、脱硫及脱碳处理后收集到沼气罐中备用，在厌氧消化过程中：所述气动搅拌是采用沼气搅拌方式，间歇式机械搅拌是采用转速为15～55r/min的间歇式机械搅拌装置进行的搅拌方式；

3）消化液固液分离：采用旋流反应器对步骤2）中产生的厌氧消化液进行固液分离，分离出含水率55～85%的沼渣，分离后的沼液作为有机肥的原料，或经过生物氧化塘工艺处理后达标排放和综合利用；

4）沼渣碳化处理：采用木屑或废纸与步骤3）中分离的含水率55～85%沼渣按照质量比1：5～15比例直接混合得到含水率为22～28%的沼渣，再将含水率为22～28%的沼渣输送到高温高压内热式转炉碳化装置中，厌氧或缺氧反应18～25min，产生碳化气体和污泥生物碳，其中反应后产生的碳化气体直接通过管道输送到高温高压内热式转炉碳化装置的燃烧室内继续燃烧，为碳化反应提供热量；反应过程中：高温高压内热式转炉碳化装置内的反应温度为650～750℃、压力为16.5～18.5Mpa。

2.根据权利要求1所述的厌氧发酵与碳化处理相结合技术进行污泥综合利用的方法，其特征在于：步骤2）中所述的污泥混合厌氧消化处理是在完全混合厌氧消化罐内进行的，所述完全混合厌氧消化罐的罐体采用三层结构构成，外层为复合板层、中间层为保温层、内层为不锈钢复合板层，完全混合厌氧消化罐内设置气动搅拌装置、间歇式机械搅拌装置和恒温模糊调控系统。

3.根据权利要求1或2所述的厌氧发酵与碳化处理相结合技术进行污泥综合利用的方法，其特征在于：步骤4）中所述的沼渣碳化处理是在高温高压内热式转炉碳化装置进行的，所述高温高压内热式转炉碳化装置包括内部转炉、中间燃烧室以及外部壳体，沼渣输送内部转炉的炉膛中，采用电加热启动方式高温碳化反应，生成碳化气体和生物碳产品；产生的碳化气体通过喷射技术喷射到燃烧室中燃烧，为转炉内沼渣进行碳化反应提供热量。

4.根据权利要求3所述的厌氧发酵与碳化处理相结合技术进行污泥综合利用的方法，其特征在于：在所述步骤4）中制备的污泥生物碳粒径0.6～0.8mm、含水率为6～8%、填充比重为0.52～0.54g/cm³、含有N、P、K元素。

5.根据权利要求1或2所述的厌氧发酵与碳化处理相结合技术进行污泥综合利用的方法，其特征在于：在所述步骤4）中制备的污泥生物碳粒径0.6～0.8mm、含水率为6～8%、填充比重为0.52～0.54g/cm³、含有N、P、K元素。