公布日：2023.12.05
申请日：2023.11.03
分类号：C02F11/143(2019.01)I;C02F11/18(2006.01)I
摘要
本发明涉及污泥预处理技术领域，公开了一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，包括以下步骤：S1，将污泥通入反应釜中；S2，对污泥进行搅拌；S3，将液态二氧化碳注入反应釜内；S4，当压力达到一定值，继续通入液态二氧化碳的同时，将反应釜中的气态二氧化碳出口打开，以此循环，对反应釜内的污泥进行降温；S5，当温度达到一定值，停止气态二氧化碳的排出，继续注入液态二氧化碳；S6，当反应釜内压力达到一定值，停止液态二氧化碳的通入。本发明提出了一种新的污泥的预处理方式，采用该方式，可以极大的降低现有技术污泥脱水预处理的能耗，具有广阔的市场前景。
权利要求书
1.一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，将污泥通入反应釜中；S2，对污泥进行搅拌；S3，将液态二氧化碳注入反应釜内；S4，当压力达到一定值，继续通入液态二氧化碳的同时，将反应釜中的气态二氧化碳出口打开，以此循环，对反应釜内的污泥进行降温；S5，当温度达到一定值，停止气态二氧化碳的排出，继续注入液态二氧化碳；S6，当反应釜内压力达到一定值，停止液态二氧化碳的通入；S7，等到污泥中的水完全形成二氧化碳水合物，反应釜内压力稳定后，反应完成。
2.根据权利要求1所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：所述步骤S3中，液态二氧化碳注入的方式为连续注入。
3.根据权利要求1所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：所述步骤S4中，压力为1～2MPa。
4.根据权利要求1所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：所述步骤S5中，温度为5～10℃。
5.根据权利要求1所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：所述步骤S6中，压力为4.5～5.5MPa。
6.根据权利要求1所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：还包括步骤S8：反应完成后，打开二氧化碳循环出口，释放釜内二氧化碳。
7.根据权利要求6所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：还包括步骤S9，所述步骤S8进行的同时，在反应釜的内盘管中通入热水，加速二氧化碳水合物的分解，通过二氧化碳压缩机，收集釜内二氧化碳到二氧化碳储气罐中。
8.一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的系统，实现如权利要求1-7任一项所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：包括：反应釜，用于处理污泥；注泥口，设置在反应釜上，用于注入污泥；搅拌器，设置在反应釜内，用于搅拌污泥；液态二氧化碳进口，用于注入液态二氧化碳；压力传感器，设置在反应釜内，测量反应釜内压力；温度传感器，设置在反应釜内，用于测量反应釜内温度；二氧化碳循环出口，用于排出气态二氧化碳；内盘管，设置在反应釜内，用于通入热水，加速二氧化碳水合物的分解；二氧化碳压缩机，与二氧化碳循环出口连接，用于压缩气态二氧化碳；二氧化碳储气罐，与二氧化碳压缩机连接，用于收集反应釜内的二氧化碳；污泥卸料口，设置在反应釜的底部，用于排出污泥。
9.根据权利要求8所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的系统，其特征在于：所述反应釜的内壁还设置有真空绝热层。
10.根据权利要求8所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的系统，其特征在于：还包括重量传感器，用于测量反应釜内物质的重量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，以解决背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，包括以下步骤：
S1，将污泥通入反应釜中；
S2，对污泥进行搅拌；
S3，将液态二氧化碳注入反应釜内；
S4，当压力达到一定值，继续通入液态二氧化碳的同时，将反应釜中的气态二氧化碳出口打开，以此循环，对反应釜内的污泥进行降温；
S5，当温度达到一定值，停止气态二氧化碳的排出，继续注入液态二氧化碳；
S6，当反应釜内压力达到一定值，停止液态二氧化碳的通入；
S7，等到污泥中的水完全形成二氧化碳水合物，反应釜内压力稳定后，反应完成。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤S4中，压力为1~2MPa。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤S5中，温度为5~10℃。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤S6中，压力为4.5~5.5MPa。
作为本发明的一种优选实施方式，还包括步骤S8：反应完成后，打开二氧化碳循环出口，释放釜内二氧化碳。
作为本发明的一种优选实施方式，还包括步骤S9，所述步骤S8进行的同时，在反应釜的内盘管中通入热水，加速二氧化碳水合物的分解，通过二氧化碳压缩机，收集釜内二氧化碳到二氧化碳储气罐中。
一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的系统，包括：
反应釜，用于处理污泥；
注泥口，设置在反应釜上，用于注入污泥；
搅拌器，设置在反应釜内，用于搅拌污泥；
液态二氧化碳进口，用于注入液态二氧化碳；
压力传感器，设置在反应釜内，测量反应釜内压力；
温度传感器，设置在反应釜内，用于测量反应釜内温度；
二氧化碳循环出口，用于排出气态二氧化碳；
内盘管，设置在反应釜内，用于通入热水，加速二氧化碳水合物的分解；
二氧化碳压缩机，与二氧化碳循环出口连接；
二氧化碳储气罐，与二氧化碳压缩机连接，用于收集反应釜内的二氧化碳。
作为本发明的一种优选实施方式，所述反应釜的内壁还设计有真空绝热层。
与现有技术相比，本发明提供了一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，具备以下有益效果：
本发明使用液态二氧化碳做污泥的预处理，使污泥中的水在预处理过程中形成二氧化碳水合物，过程中其水固动力学平衡状态被打破，污泥胶体状态被破坏，污泥絮体的网状结构发生了不可逆的破坏，使污泥颗粒团聚尺寸变小且更加致密、强度增加、压缩性降低，同时脱水性增强，胞外聚合物被破坏，部分结合水转变为自由水，部分细胞壁结构被破坏，细胞水析出，从而改良污泥的脱水性能，在后端压滤过程中的固液分离工艺中，降低压滤后的污泥含水率，相较于现有技术，本发明提出了一种新的污泥的预处理方式，不再需要任何预处理药剂，没有添加药剂污泥环境的可能性，没有污泥固体物的重量增量，降低后段滤液处理的成本，同时降低污泥预处理的成本，可以极大降低现有技术污泥脱水的能耗，本发明具有非常大的经济效益和巨大的市场使用前景，而相较于现有技术，本发明采用液态二氧化碳，不仅可以使得注入二氧化碳的速度更快，而且其液态可以用于开始阶段的反应釜内污泥的降温，因为液态二氧化碳直接作为污泥冷却介质，直接与污泥接触用于污泥冷却，效率极高，没有中间介质的效率损失，能耗更低。
（发明人：徐凤阳;周翠平;陈淼）