[发明专利]一种污泥热解安全资源化利用工艺

说明书

一种污泥热解安全资源化利用工艺，该工艺涉及污泥低电导率绿色调理、深度脱水、低温干化、污泥热解碳化、热解气能源化及生物炭利用等步骤。采用葡萄糖酸、改性壳聚糖、改性淀粉、铁‑硅‑铝高分子、鞣酸、改性生物炭、过硫酸盐复合药剂、高锰酸盐复合药剂作为绿色调理药剂，经过深度脱水将污泥含水率降低至70％以下；脱水后污泥采用低温干化技术将污泥含水率降低至30％以下；干化后污泥进行热解，用于制备污泥热解气和污泥基生物炭；热解气进行高效燃烧，热量回用于污泥低温干化及污泥热解；热解产生的污泥基生物炭进行改性及多途径综合利用。本发明实现了污泥中有机污染物的安全转化、重金属固化与稳定化，实现污泥的能源化利用与材料化利用。

技术领域

本发明涉及污水处理厂污泥处理处置与资源化利用领域，特别是涉及一种污泥热解安全资源化利用工艺。

背景技术

据统计截至2018年6月底，全国设市城市、县累计建成污水处理厂3802座，污水处理能力达1.61亿立方米/日，按照污水处理负荷率75％，每万吨污水产含水率80％的污泥6吨(每万吨污水生成含水率80％污泥量一般为5～10吨，具体产量与污水水质、处理工艺等因素有关)，估算，我国将每天产生7.345×10⁵吨城镇污水污泥(含水率80％)。污水污泥是污水中生物质和污染物富集的产物，其处理处置与资源化利用已成为制约我国生态环境改善与生态文明建设的难题之一。

目前国内主流的污泥处理处置工艺流程包括高干脱水-卫生填埋、热水解-厌氧消化、好氧发酵-土地利用、热干化-焚烧等，其中：高干脱水-卫生填埋无法消除污泥中的污染，且随着城镇化发展，卫生填埋场地逐渐饱和，只能作为污泥处理处置的权宜之计；热水解-厌氧消化可以实现污泥的减量化与能源利用，成为备受瞩目的污泥处理技术，但厌氧消化残余污泥仍面临处理处置问题；好氧发酵-土地利用工艺成本低，可实现污泥中植物营养元素的循环利用，但新兴污染物、重金属等污染物安全性仍未得到充分的论证，目前仍难以打通最终土地利用瓶颈；热干化-焚烧是大中型城市采用较多的技术路线，可有效实现污泥的减量化与能源利用，但存在飞灰、二噁英等二次污染物，无法实现污泥资源化利用。

污泥热解技术作为一种有80余年历史的技术，可实现污水污泥中生物质能源的转化与利用，同时可制备出污泥基吸附剂、污泥基生物炭和污泥基催化剂等高附加值材料实现材料化利用，近年来逐渐获得国内外广泛关注。目前已有传统污泥热解处理技术存在与已有污泥处理处置设施衔接困难，污泥脱水干化前处理能耗高、电导率提升高，热解固态产物附加值低、利用困难，热解过程中产生的焦油难以利用等问题，制约了这一技术的应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有污泥处理处置设施衔接困难，污泥脱水干化前处理能耗高、电导率提升高，热解固态产物附加值低、利用困难，热解过程中产生的焦油难以利用等问题，提出了一种污泥热解安全资源化利用工艺，将污泥低电导率绿色调理、深度脱水、低温干化、污泥热解、热解气能源化利用与污泥基生物炭利用等工艺过程进行耦合集成，可实现污泥安全资源化利用，并可大幅提升我国污水污泥资源化利用水平。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种污泥热解安全资源化利用工艺，所述方法包括以下步骤：

步骤一：污泥低电导率绿色调理；采用葡萄糖酸、改性壳聚糖、改性淀粉、铁-硅-铝高分子、鞣酸、改性生物炭、过硫酸盐复合药剂、高锰酸盐复合药剂、过氧化氢调理药剂中的一种或者多种复合作为绿色调理药剂投加至污泥中，所述绿色调理药剂投加量不超过干基污泥10％，实现污泥中50％以上结合水转化为自由水，同时调理后脱水污泥泥饼中可溶性盐分总量＜0.15％；

步骤二：污泥深度脱水：调理后污泥加入改性生物炭脱水骨架材料，污泥与改性生物炭脱水骨架材料的质量比＝100：(1-30)，并进行高干脱水，将污泥含水率从96％-99.7％或80％-85％降低至70％以下；