[发明专利]一种污泥水热催化氧化深度脱水的方法

说明书

本发明公开了一种污泥水热催化氧化深度脱水方法，将含水率为75～85％的待处理污泥100份预热后导入反应釜中，加入滤液、氧化剂、硫酸亚铁进行水热反应，反应进行30～60min时加入甲酸钙继续反应，水热反应的温度为180～250℃、压力为0～3MPa、反应时间为45～90min；将水热反应后的污泥浆状物通过管道与待处理污泥热交换预热待处理污泥、降温污泥浆状物，机械脱水降温的污泥浆状物，获得含水率低于30％的脱水污泥滤饼和滤液；氧化剂为硝酸铵和/或双氧水、为预热污泥质量的2～5％；硫酸亚铁质量为氧化剂的1～3％，甲酸钙质量为预热污泥的1‑3％。本发明污泥脱水方法在水热处理改善污泥特性的基础上，通过氧化剂氧化使污泥深度脱水，具有较高的经济效益、社会环境效益和较大的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及环境工程和污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥水热催化氧化深度脱水的方法。

背景技术

随着社会的不断发展，人们的生产生活活动产生大量的废水，同时伴随着大量的污泥产生。污泥具有高含水率、高有机物含量同时可能含有大量的有毒有害物质的半固体产物。由于其产量庞大且有效的处理和处置难度大，已经对污水处理厂的可持续运行产生了严重影响，如若不进行妥善的处理，会造成严重的二次污染。脱水能够有效的降低污泥体积并且进行有效处理的关键问题。目前的污泥脱水方法，如常规的机械脱水，一般将污泥含水率降低到80％，热干化又存在高能耗且会有大量的挥发性有机物产生。湿式氧化技术是处理含有高浓度、有毒、有害、难降解有机物污泥的有效技术之一，但由于加入的空气、氧气或者双氧化等氧化剂量相对较大，造成湿式氧化的操作条件较为苛刻，限制了湿式氧化技术的广泛应用。近年来水热法污泥脱水受到了广泛的关注，一般来说温度比水热时间对污泥的脱水性能影响更大，一般说来当水热温度在150℃时污泥脱水性能开始明显改善，170℃～180℃，污泥中有机物的溶解率高达50％以上，污泥的脱水效果有了显著提高，但滤饼仍然含有约35％的水(W.P.F.Barber.Thermal hydrolysis for sewage treatment:Acritical review.Water Research 104(2016)53-71)。采用酸或碱的协同作用来可以有效降低水热处理，温度，提高脱水效率，例如，E.Neyens等人在H₂SO₄或NaOH、Ca(OH)₂的存在条件下，采用水热法对剩余活性污泥进行处理，可以提高处理的效率(“Hot acid hydrolysisas a potential treatment of thickened sewage sludge”，Journal of HazardousMaterials 98(2003)，275-293；CN103588365A)。酸的加入虽然促进了污泥的脱水，但是存在对设备的腐蚀问题，碱的加入虽然有机物去除率得到一定程度的提高，但是污泥脱水性能急剧恶化，只能依靠添加混凝剂和絮凝剂改善污泥的脱水性能，这在另一方面不仅形成沉淀、增加了脱水污泥含固率，还增加了处理成本。因此碱性物质的加入需要慎重的选择。与目前常用的方法相比，水热法具有以下优势：

1)水热法基本不存在尾气处理问题，基本不会产生VOC，不会对大气造成污染；

2)水热法避免液态水气化，节约了能源，降低了成本；

3)水热过后水相中COD的主要成分为小分子易降解物质，可以回流至废水处理系统中进行处理

4)水热法可以有效的进行污泥脱水，为接下里的污泥资源化应用提供了可能性。