申请日2016.11.29
公开(公告)日2017.02.15
IPC分类号C02F11/00; C02F11/04; C02F11/06
摘要
本发明涉及一种城市污泥非催化湿氧化的处理方法，无需添加催化剂。城市污泥非催化湿氧化的处理方法包括：步骤一，取城市污泥厌氧发酵;步骤二，将厌氧发酵后的城市污泥冷冻储存;步骤三，将冷冻储存后的城市污泥升温，搅拌均匀;步骤四，取一定体积的步骤三得到的城市污泥加热，搅拌均匀并保温;步骤五，将反应器预热;步骤六，取一定体积的去离子水，加入反应器中;步骤七，向反应器中通入纯氧，将反应器加压;步骤八，以纯氮作为载体气体将步骤四得到的城市污泥送入反应器中反应。本发明的城市污泥非催化湿氧化的处理方法工艺流程简单、处理周期短，可较好地解决传统污泥处理方式带来的环境污染等问题。
权利要求书
1.一种城市污泥非催化湿氧化的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，取城市污泥，进行厌氧发酵预处理;
步骤二，将预处理后的所述城市污泥在冷冻温度下储存48h，所述冷冻温度为-30～-10℃中任意一值;
步骤三，将步骤二得到的所述城市污泥升温至指定温度，开启磁力搅拌器搅拌2h，所述指定温度为0～20℃中任意一值;
步骤四，取一定体积的步骤三得到的所述城市污泥加热至恒温温度，开启磁力搅拌器搅拌2h，然后在所述恒温温度下保温5min，所述恒温温度为50～90℃中任意一值;
步骤五，将反应器预热到预热温度，所述预热温度为200～300℃中任意一值;
步骤六，取一定体积的去离子水，加入所述反应器中，所述去离子水与步骤四所取的所述城市污泥的体积比为5:3;
步骤七，向所述反应器中通入纯氧气体，将所述反应器加压到一定压力，所述一定压力为20～40bar中任意一值，所述纯氧气体与步骤四所取的所述城市污泥的体积比为(1～3)：1;
步骤八，以纯氮作为载体气体将步骤四得到的所述城市污泥送入所述反应器中进行反应，反应时间为1～90min中任意一值。
2.根据权利要求1所述的城市污泥非催化湿氧化的处理方法，其特征在于：
其中，步骤二所述冷冻温度为-20℃。
3.根据权利要求1所述的城市污泥非催化湿氧化的处理方法，其特征在于：
其中，步骤三所述指定温度为4℃。
4.根据权利要求1所述的城市污泥非催化湿氧化的处理方法，其特征在于：
其中，步骤四所述所述恒温温度为90℃。
5.根据权利要求1所述的城市污泥非催化湿氧化的处理方法，其特征在于：
其中，步骤五所述所述预热温度为220～230℃中任意一值。
6.根据权利要求1所述的城市污泥非催化湿氧化的处理方法，其特征在于：
其中，步骤七中所述一定压力为30bar。
7.根据权利要求1所述的城市污泥非催化湿氧化的处理方法，其特征在于：
其中，步骤八所述反应时间为60min。
说明书
一种城市污泥非催化湿氧化的处理方法
技术领域
本发明涉及环境污染治理的技术领域，具体涉及一种城市污泥非催化湿氧化的处理方法。
背景技术
随着中国城镇化进程的加快，我国城市污水的排放量与日俱增。城市污泥作为污水处理过程中的二次产物也随之迅速增长。
有数据分析表明，我国每年的脱水污泥量已经超过3200万吨，且目前仍以每年5%～10%的速度增长。在欧美等发达国家，城市污泥处理技术已经相对成熟，但我国的城市污泥处理技术仍处在发展阶段。因此，如何合理有效地处理污泥已成为我们一个十分紧迫的问题。
目前，我国城市污泥的传统处理方法主要有填埋、焚烧、以及资源化利用。利用填埋的方法处理城市污泥，会使得污泥中有害物质对土壤造成污染，污泥中的水分渗透造成地下水污染;利用焚烧的方法处理城市污泥，投资大且设备运营费用高，燃烧时还会产生二噁英等剧毒物质;利用资源化利用方法处理城市污泥：例如污泥制砖或污泥堆肥。污泥制砖由于污泥中含水量偏高，导致制砖能耗较高，且制得的砖质量偏低，烧制过程中还会产生有毒有害气体。污泥堆肥需对污泥进行处理以满足农用肥的要求，处理成本较高。用上述方法处理城市污泥存在一定的缺陷，而且一旦处理不当，还有可能对环境造成二次污染。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种城市污泥非催化湿氧化的处理方法。
本发明提供的城市污泥非催化湿氧化的处理方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，取城市污泥，进行厌氧发酵预处理;步骤二，将预处理后的城市污泥在冷冻温度下储存48h，冷冻温度为-30～-10℃中任意一值;步骤三，将步骤二得到的城市污泥升温至指定温度，开启磁力搅拌器搅拌2h，指定温度为0～20℃中任意一值;步骤四，取一定体积的步骤三得到的城市污泥加热至恒温温度，开启磁力搅拌器搅拌2h，然后在恒温温度下保温5min，恒温温度为50～90℃中任意一值;步骤五，将反应器预热到预热温度，预热温度为200～300℃中任意一值;步骤六，取一定体积的去离子水，加入反应器中，去离子水与步骤四所取的城市污泥的体积比为5:3;步骤七，向反应器中通入纯氧气体，将反应器加压到一定压力，一定压力为20～40bar中任意一值，纯氧气体与步骤四所取的城市污泥的体积比为(1～3)：1;步骤八，以纯氮作为载体气体将步骤四得到的城市污泥送入反应器中进行反应，反应时间为1～90min中任意一值。
在本发明提供的城市污泥非催化湿氧化的处理方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤二冷冻温度为-20℃。
在本发明提供的城市污泥非催化湿氧化的处理方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤三指定温度为4℃。
在本发明提供的城市污泥非催化湿氧化的处理方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤四恒温温度为90℃。
在本发明提供的城市污泥非催化湿氧化的处理方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤五预热温度为220～230℃中任意一值。
在本发明提供的城市污泥非催化湿氧化的处理方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤七中一定压力为30bar。
在本发明提供的城市污泥非催化湿氧化的处理方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤八反应时间为60min。
发明的作用与效果
本发明所涉及的城市污泥非催化湿氧化的处理方法，无需添加催化剂、工艺流程简单、处理周期短，可较好地解决传统污泥处理方式带来的环境污染等问题，减少了污泥的占地面积，不产生二次污染，而且本发明也适合工业使用。本发明在城市污泥的合理有效处理中具有重要的现实意义和经济价值。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例对本发明城市污泥非催化湿氧化的处理方法作具体阐述。
实施例中城市污泥取自于上海市闵行区污水处理厂，为生活污水处理过程中的得到的城市污泥。其中，初级污泥是指去除了污水中呈悬浮状态的固体污染物质的污泥;次级污泥是指去除了污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质的污泥。实施例中实验样品为初级污泥与次级污泥根据不同比例配制而成。
实施例中所采用的反应器为parr反应器。这是由制造商美国Parr公司研制生产的一种高压反应釜，被广泛应用于石油化工、化学、制药和高分子合成等领域。本实施例中采用的parr反应器型号为带有4848控制器的4540高压反应器。
<实施例一>
步骤1，配制含40%初级污泥、60%次级污泥的城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥放入-20℃下储存48h。
步骤3，将步骤2得到的城市污泥升温至4℃，开启磁力搅拌器搅拌2h。
步骤4，取150ml的步骤3得到的城市污泥加热至90℃，开启磁力搅拌器搅拌2h，然后在90℃下保温5min。
步骤5，将反应器预热到220℃;
步骤6，取250ml的去离子水，加入反应器中。
步骤7，向反应器中通入纯氧气体150ml，将反应器加压到30bar。
步骤8，以纯氮作为载体气体将步骤4得到的城市污泥送入反应器中，反应时间为30min。
<实施例二>
步骤1，配制含40%初级污泥、60%次级污泥的城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥放入-20℃下储存48h。
步骤3，将步骤2得到的城市污泥升温至4℃，开启磁力搅拌器搅拌2h。
步骤4，取150ml的步骤3得到的城市污泥加热至90℃，开启磁力搅拌器搅拌2h，然后在90℃下保温5min。
步骤5，将反应器预热到230℃;
步骤6，取250ml的去离子水，加入反应器中。
步骤7，向反应器中通入纯氧气体300ml，将反应器加压到30bar。
步骤8，以纯氮作为载体气体将步骤4得到的城市污泥送入反应器中，反应时间为60min。
<实施例三>
步骤1，配制含40%初级污泥、60%次级污泥的城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥放入-20℃下储存48h。
步骤3，将步骤2得到的城市污泥升温至4℃，开启磁力搅拌器搅拌2h。
步骤4，取150ml的步骤3得到的城市污泥加热至90℃，开启磁力搅拌器搅拌2h，然后在90℃下保温5min。
步骤5，将反应器预热到240℃;
步骤6，取250ml的去离子水，加入反应器中。
步骤7，向反应器中通入纯氧气体225ml，将反应器加压到30bar。
步骤8，以纯氮作为载体气体将步骤4得到的城市污泥送入反应器中，反应时间为45min。
<实施例四>
步骤1，配制含60%初级污泥、40%次级污泥的城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥放入-20℃下储存48h。
步骤3，将步骤2得到的城市污泥升温至4℃，开启磁力搅拌器搅拌2h。
步骤4，取150ml的步骤3得到的城市污泥加热至90℃，开启磁力搅拌器搅拌2h，然后在90℃下保温5min。
步骤5，将反应器预热到230℃;
步骤6，取250ml的去离子水，加入反应器中。
步骤7，向反应器中通入纯氧气体150ml，将反应器加压到30bar。
步骤8，以纯氮作为载体气体将步骤4得到的城市污泥送入反应器中，反应时间为30min。
<实施例五>
步骤1，配制含80%初级污泥、20%次级污泥的城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥放入-20℃下储存48h。
步骤3，将步骤2得到的城市污泥升温至4℃，开启磁力搅拌器搅拌2h。
步骤4，取150ml的步骤3得到的城市污泥加热至90℃，开启磁力搅拌器搅拌2h，然后在90℃下保温5min。
步骤5，将反应器预热到280℃;
步骤6，取250ml的去离子水，加入反应器中。
步骤7，向反应器中通入纯氧气体300ml，将反应器加压到30bar。
步骤8，以纯氮作为载体气体将步骤4得到的城市污泥送入反应器中，反应时间为45min。
<实施例六>
步骤1，配制含100%初级污泥、0%次级污泥的城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥放入-20℃下储存48h。
步骤3，将步骤2得到的城市污泥升温至4℃，开启磁力搅拌器搅拌2h。
步骤4，取150ml的步骤3得到的城市污泥加热至90℃，开启磁力搅拌器搅拌2h，然后在90℃下保温5min。
步骤5，将反应器预热到230℃;
步骤6，取250ml的去离子水，加入反应器中。
步骤7，向反应器中通入纯氧气体225ml，将反应器加压到30bar。
步骤8，以纯氮作为载体气体将步骤4得到的城市污泥送入反应器中，反应时间为90min。