申请日2016.12.29
公开(公告)日2017.05.24
IPC分类号C07C51/285; C07C53/08; C02F11/04
摘要
本发明提供一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法。取城市有机污泥进行厌氧发酵预处理，再将预处理的城市有机污泥、去离子水和过氧化氢按一定比例加入反应器进行水热氧化反应，即可获得乙酸。本发明的城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法工艺流程简单，处理周期短，获得的乙酸产量高，可较好地解决传统处理方式带来的环境二次污染问题。
权利要求书
1.一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法，其特征在于，包括：
步骤一，取城市有机污泥，进行厌氧发酵预处理;
步骤二，将预处理后的所述城市有机污泥放入-20～0℃下冷冻储存;
步骤三，将步骤二所得的所述城市有机污泥升温至0～10℃;
步骤四，取步骤三所得的所述城市有机污泥加入反应器中，再向所述反应器中加入去离子水和质量分数为10%～40%的过氧化氢水溶液，所述去离子水和所述过氧化氢水溶液的体积比为1:1～2:1，接着通入氮气使所述反应器加压至5～20MPa;
步骤五，将盐浴炉加热到200～400℃;
步骤六，将所述反应器放入所述盐浴炉中并不断摇动，使所述反应器在所述盐浴炉中停留0.5～20min;
步骤七，将所述反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，获得乙酸。
2.根据权利要求1所述的城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法，其特征在于：
其中，步骤四中的所述城市污泥：所述去离子水：所述过氧化氢水溶液的体积比为6:3:2。
3.根据权利要求1所述的城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法，其特征在于：
其中，在步骤二中的冷冻温度为-20℃。
4.根据权利要求1所述的城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法，其特征在于：
其中，在步骤三中的升温温度为4℃。
5.根据权利要求1所述的城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法，其特征在于：
其中，在步骤四中的所述过氧化氢水溶液的质量分数为30%，加压压力为13MPa。
6.根据权利要求1所述的城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法，其特征在于：
其中，在步骤五中的加热温度为300℃。
7.根据权利要求1所述的城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法，其特征在于：
其中，在步骤六中的停留时间为1min。
说明书
一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法
技术领域
本实发明涉及城市有机污泥再利用的技术领域，具体涉及一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法。
背景技术
随着我国社会经济和城市化的快速发展，城市人口正在飞速增长，随之而来的是我国城市污水的排放量与日俱增。其对环境造成的负面影响也逐渐引起全世界的关注。
城市污泥作为污水处理厂污水处理过程中的二次产物，随着城镇化进程的加快必然迅速增长。在国内，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。欧美等发达国家在城市污泥处理领域的发展已经相对成熟，但国内的在城市污泥处理领域还有一定差距，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。
城市污泥中含有丰富的且有价值的有机化合物和营养素，目前我国处理城市污泥的方法主要有填埋、焚烧以及资源化利用。填埋法和焚烧法处理城市污泥的过程中产生有害气体或有害物质，很有可能给环境造成二次污染。目前资源化利用法也存在一些缺陷：例如污泥制砖，因污泥中含水量偏高造成制砖能耗高且砖质量偏低，烧制过程中会产生有毒有害气体;污泥堆肥，农用肥对污泥质量要求较高，堆肥前需要对污泥进行高温处理，处理成本偏高。因此，如何合理的、科学的将污泥资源化和能源化利用将是国内污泥行业未来重要的发展方向。
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有机污泥水热氧化生产乙酸的方法。
本发明提供了一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法，具有这样的特征，包括：步骤一，取城市有机污泥，进行厌氧发酵预处理;步骤二，将预处理后的城市有机污泥放入-20～0℃下冷冻储存;步骤三，将步骤二所得的城市有机污泥升温至0～10℃;步骤四，取步骤三所得的城市有机污泥加入反应器中，再向反应器中加入去离子水和质量分数为10%～40%的过氧化氢水溶液，去离子水和过氧化氢水溶液的体积比为1:1～2:1，接着通入氮气使反应器加压至5～20MPa;步骤五，将盐浴炉加热到200～400℃;步骤六，将反应器放入盐浴炉中并不断摇动，使反应器在盐浴炉中停留0.5～20min;步骤七，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，获得乙酸。
在本发明提供的一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤四中的城市污泥：去离子水：过氧化氢水溶液的体积比为6:3:2。
在本发明提供的一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤二中的冷冻温度为-20℃。
在本发明提供的一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤三中的升温温度为4℃。
在本发明提供的一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤四中的过氧化氢水溶液的质量分数为30%，加压压力为13MPa。
在本发明提供的一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤五中的加热温度为300℃。
在本发明提供的一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤六中的停留时间为1min。
发明的作用与效果
本发明所涉及的一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法，仅利用城市污水处理厂厌氧发酵的污泥，只添加弱氧化剂过氧化氢，采用水热氧化的方法即可得到乙酸。本发明所涉及的一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法工艺流程简单，处理周期短，通过一步反应即可获得乙酸，有价值的有机物产量高，可较好地解决传统处理方式带来的环境二次污染、有价值物质回收量少等问题，而且非常适合工业使用。
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，以下实施例对一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法作具体阐述。
取城市污水处理厂的城市有机污泥作为实施例中的实验原料。
<实施例一>
步骤一，取城市有机污泥，进行厌氧发酵预处理;
步骤二，将预处理后的城市有机污泥放入-20℃下冷冻储存;
步骤三，将步骤二所得的城市有机污泥升温至-4℃;
步骤四，取步骤三所得的城市有机污泥6ml，测量当中的乙酸含量，接着将城市有机污泥加入反应器中，再向反应器中加入去离子水3ml和质量分数为30%的过氧化氢水溶液2ml，然后通入氮气使反应器加压至13MPa;
步骤五，将盐浴炉加热到300℃;
步骤六，将反应器放入盐浴炉中并不断摇动，使反应器在盐浴炉中停留1min;
步骤七，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，获得乙酸，再次测量乙酸含量。
<实施例二>
步骤一，取城市有机污泥，进行厌氧发酵预处理;
步骤二，将预处理后的城市有机污泥放入-20℃下冷冻储存;
步骤三，将步骤二所得的城市有机污泥升温至-4℃;
步骤四，取步骤三所得的城市有机污泥6ml，测量当中的乙酸含量，接着将城市有机污泥加入反应器中，再向反应器中加入去离子水3ml和质量分数为30%的过氧化氢水溶液2ml，然后通入氮气使反应器加压至13MPa;
步骤五，将盐浴炉加热到280℃;
步骤六，将反应器放入盐浴炉中并不断摇动，使反应器在盐浴炉中停留1min;
步骤七，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，获得乙酸，再次测量乙酸含量。
<实施例三>
步骤一，取城市有机污泥，进行厌氧发酵预处理;
步骤二，将预处理后的城市有机污泥放入-20℃下冷冻储存;
步骤三，将步骤二所得的城市有机污泥升温至-4℃;
步骤四，取步骤三所得的城市有机污泥6ml，测量当中的乙酸含量，接着将城市有机污泥加入反应器中，再向反应器中加入去离子水3ml和质量分数为30%的过氧化氢水溶液2ml，然后通入氮气使反应器加压至13MPa;
步骤五，将盐浴炉加热到320℃;
步骤六，将反应器放入盐浴炉中并不断摇动，使反应器在盐浴炉中停留1min;
步骤七，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，获得乙酸，再次测量乙酸含量。
<实施例四>
步骤一，取城市有机污泥，进行厌氧发酵预处理;
步骤二，将预处理后的城市有机污泥放入-20℃下冷冻储存;
步骤三，将步骤二所得的城市有机污泥升温至-4℃;
步骤四，取步骤三所得的城市有机污泥6ml，测量当中的乙酸含量，接着将城市有机污泥加入反应器中，再向反应器中加入去离子水3ml和质量分数为30%的过氧化氢水溶液2ml，然后通入氮气使反应器加压至13MPa;
步骤五，将盐浴炉加热到300℃;
步骤六，将反应器放入盐浴炉中并不断摇动，使反应器在盐浴炉中停留30s;
步骤七，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，获得乙酸，再次测量乙酸含量。
<实施例五>
步骤一，取城市有机污泥，进行厌氧发酵预处理;
步骤二，将预处理后的城市有机污泥放入-20℃下冷冻储存;
步骤三，将步骤二所得的城市有机污泥升温至-4℃;
步骤四，取步骤三所得的城市有机污泥6ml，测量当中的乙酸含量，接着将城市有机污泥加入反应器中，再向反应器中加入去离子水3ml和质量分数为30%的过氧化氢水溶液2ml，然后通入氮气使反应器加压至13MPa;
步骤五，将盐浴炉加热到300℃;
步骤六，将反应器放入盐浴炉中并不断摇动，使反应器在盐浴炉中停留2min;
步骤七，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，获得乙酸，再次测量乙酸含量。
<实施例六>
步骤一，取城市有机污泥，进行厌氧发酵预处理;
步骤二，将预处理后的城市有机污泥放入-20℃下冷冻储存;
步骤三，将步骤二所得的城市有机污泥升温至-4℃;
步骤四，取步骤三所得的城市有机污泥6ml，测量当中的乙酸含量，接着将城市有机污泥加入反应器中，再向反应器中加入去离子水3ml和质量分数为30%的过氧化氢水溶液2ml，然后通入氮气使反应器加压至13MPa;
步骤五，将盐浴炉加热到300℃;
步骤六，将反应器放入盐浴炉中并不断摇动，使反应器在盐浴炉中停留1min;
步骤七，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，获得乙酸，再次测量乙酸含量。
<实施例七>
步骤一，取城市有机污泥，进行厌氧发酵预处理;
步骤二，将预处理后的城市有机污泥放入-20℃下冷冻储存;
步骤三，将步骤二所得的城市有机污泥升温至-4℃;
步骤四，取步骤三所得的城市有机污泥6ml，测量当中的乙酸含量，接着将城市有机污泥加入反应器中，再向反应器中加入去离子水3ml和质量分数为40%的过氧化氢水溶液2ml，然后通入氮气使反应器加压至13MPa;
步骤五，将盐浴炉加热到300℃;
步骤六，将反应器放入盐浴炉中并不断摇动，使反应器在盐浴炉中停留1min;
步骤七，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，获得乙酸，再次测量乙酸含量。
对实施例一至实施例七中，将反应前和反应后样品中测得的乙酸含量进行统计，得到反应前后样品中的乙酸含量变化表，如下：
如表中所示，通过实施例的城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法处理城市污泥，其中乙酸含量明显增加，实验结果表明本实施例的方法可有效的生产乙酸。
实施例的作用与效果
本实施例所涉及的一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法，仅利用城市污水处理厂厌氧发酵的污泥，只添加弱氧化剂过氧化氢，采用水热氧化的方法即可得到乙酸。本实施例所涉及的一种城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法只需一步反应，处理周期短，而且工艺流程简单。
由于本实施例是将城市有机污泥、去离子水和过氧化氢水溶液按体积比6:3:2加入反应器中，使得通过水热氧化反应可得到大量的乙酸。
本实施例的城市有机污泥水热氧化生产乙酸的方法可较好地解决传统处理方式带来的环境二次污染、有价值物质回收量少等问题，而且非常适合工业使用。
上述实施方式为本实施例的优选案例，并不用来限制本实施例的保护范围。