[發明專利]污泥處理方法及其應用

有效

• 申請號: 201210003882.8
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102557366A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 宋慶峰;程樂明;曹雅琴;杜娟;高志遠;宋成才;張玉寶;田文堂;谷蔚;趙曉
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/10;C10G1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 賈成功

技術領域

本發明涉及一種污泥處理方法及其應用，具體而言，涉及包括將污泥在一定溫度和壓力的條件下進行液化而制備油品的污泥處理方法、及該方法在污泥處理的應用。

背景技術

近年來，我國市政污泥的產生量不斷加大，根據《關于全國城鎮污水處理設施2010年第四季度建設和運行情況的通報》，截止2010年底，我國城鎮污水處理量達343億立方米，污水處理過程中產生的污泥量也大幅度增加。2010年全國污泥生產量約為2199萬噸，每天產生污泥6.02萬噸。按照目前的發展速度，到2015年年末，我國污泥年產量至少將到達2615萬噸，日產污泥約7.2萬噸。污泥的減量化處理和合理利用已經是十分嚴重的問題。

通常，市政污泥未經處理前含水量高達99％，經過壓濾等干化處理后含水量約為80％，且含有重金屬(如Co、Pb、Ni等)。污泥的有機成分中含有大量的蛋白質、脂肪、礦物油、洗滌劑、腐殖質、細菌以及細菌的各級代謝產物，其中也包含了寄生蟲或卵、微生物、一些工業用高分子材料的殘渣、廢油漆、各種有機溶劑的殘余、有機物的焦或者是不完全分解物。

污泥的一般處理方法是填埋和焚燒，存在諸多問題。例如，傳統的污泥焚燒處理方案，大都是先將污泥收集和脫水干燥處理后再加入大量的可燃物引燃，放入焚燒爐中進行焚燒。這種焚燒方式一方面因污泥熱值較低，且水分含量大，致使爐膛溫度低，燃燒不充分可回收的熱量也少，所以通常還與煤、石油焦等熱值更高的燃料摻混燃燒，燃燒后還會有較多燃燒不充分的固體殘渣，同時尾氣當中含有大量硫氧化物、氮氧化物以及二噁英類有毒有害氣體，對大氣、人體健康均產生不良影響。

后來人們開發了污泥氣化的方法，將有機質轉化為H₂、CH₄、CO、CO₂等氣體，進一步分離可得化工原料。

在中國專利申請CN1405103A中，公開了一種污泥的處理方法，其主要采用的技術為將在傳統的污泥處理工藝中的化學氧化替換為濕式氧化，目的在于將污泥中的有機質氧化為CO₂、N₂或氮氧化物，使脫水性能大大改善、同時還可以除去有機物的毒性。但沒有實現有機質的有效利用。

在中國專利申請CN101705105A中，公開了一種生物質液化油及其制備方法，其公開內容是將污泥熱解、得到生物質液化油的方法。該方法主要是采用高溫將污泥熱解、由此而得到生物質液化油，但在該方法中采用的是常壓，因此污泥中的有機物質的利用率極其低，并且操作過程需要在還原性氣氛或惰性氣氛中進行，增加了運行成本和操作難度。另外，其工藝的停留時間長，單位時間的處理能力低。

因此，目前迫切需要一種將污泥中的有機物質轉化成油品而進行更充分地有效利用、同時能耗比較小的方法。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的發明人進行了深入研究，結果發現，通過將污泥在特定的溫度和壓力下使其進行反應，可將污泥中的有機物質制備成油品，油品收率高，從而不僅減少了污泥的量，而且還充分地將污泥中的有機物質進行充分再利用，實現了廢物的資源化利用。此外，本發明的優勢還在于反應時間非常短，且工藝過程不需要還原性氣氛或惰性氣氛保護、同時本發明的方法的能耗比較小，有利于在工業上的應用，由此達到了本申請發明所要實現的目的。

眾所周知，物質可以固態、液態、氣態和超臨界狀態等狀態存在，物質所處的狀態取決于它的溫度、壓力、密度、組成等狀態參數。當物質的溫度和壓力同時高于其臨界溫度和臨界壓力時，則稱其處于超臨界狀態。超臨界狀態不同于氣態和液態，它具有特殊的物理化學性質。超臨界水是超臨界流體的一種。當溫度高于374.1℃，壓力高于22.12MPa時(本文所述壓力均為絕對壓力，下同)，水處于超臨界狀態，其性質發生了很大的改變。例如，在非超臨界狀態下，堿金屬或堿土金屬氫氧化物或堿金屬或堿土金屬碳酸鹽在水中通常具有良好的溶解性，但在接近超臨界態和超臨界狀態的水中，它們的溶解度將急劇降低，以致于能從其水溶液中析出來，鹽在超臨界中的溶解度大大降低。此外，超臨界狀態下水的介電常數降低，極性減弱，這使得它更接近于有機物，因此對有機質具有良好的溶解作用，同時它也具有優異的傳質能力，是一種理想的反應介質。