[發(fā)明專(zhuān)利]一種沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物及其運(yùn)用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610019211.9
• 申請(qǐng)日: 2016-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105505996A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張又弛;孫健;蔡超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C12P5/02
• 分類(lèi)號(hào): C12P5/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市有機(jī)固體廢棄物處置與資源化利用領(lǐng)域，尤其涉及一種沼 渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物及其運(yùn)用方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)城市污水廠的數(shù)量和污水處理量的大幅增加，污泥的產(chǎn)量也隨之 增大。由于污泥含水率高，有機(jī)質(zhì)含量大，易腐化發(fā)臭，使得污泥的處理成本 高，處置難度較大。2010年，全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理的濕污泥產(chǎn)量為2000多萬(wàn)噸， 然而，僅有20％左右的污泥進(jìn)行了無(wú)害化處理和資源化利用，大量的污泥未得 妥善處理，危害生態(tài)環(huán)境。

在污泥的各種處置方法中，厭氧消化技術(shù)起到越來(lái)越重要的作用。污泥厭 氧消化是指兼性菌和厭氧菌在無(wú)氧條件下，將污泥中的可生物降解有機(jī)物分解 成甲烷、二氧化碳和水等，并使之穩(wěn)定化的過(guò)程，是污泥減量化、穩(wěn)定化的常 用手段之一。經(jīng)厭氧消化后的污泥，含有更多的有效厭氧消化菌群，一般可作 為接種污泥使用。

由于污泥中有機(jī)碳含量低，單獨(dú)厭氧消化時(shí)營(yíng)養(yǎng)不均衡，沼氣產(chǎn)量不高。 因此，在污泥厭氧消化過(guò)程中往往需要加入秸稈、園林廢棄物或者廚余垃圾等 其他物質(zhì)進(jìn)行聯(lián)合厭氧消化。但是，傳統(tǒng)的聯(lián)合厭氧消化工藝的反應(yīng)周期長(zhǎng)， 同時(shí)還存在高有機(jī)酸、高氨氮等不利因子，使得厭氧消化受到抑制，造成甲烷 轉(zhuǎn)化率低，限制了聯(lián)合厭氧消化技術(shù)在污泥處置中的應(yīng)用。為提高污泥厭氧消 化效率，發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN104529106A和發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN102838262A提出了 投加硫酸銅或者高鐵酸鹽生產(chǎn)廢液的促進(jìn)方法，發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN104261644A 公開(kāi)了電解預(yù)處理的循環(huán)污泥與原始污泥相混合的技術(shù)，但是，這些方法由于 存在成本高或者能耗大的缺點(diǎn)，不利于生產(chǎn)中的規(guī)?；瘧?yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種沼渣熱裂解 固態(tài)產(chǎn)物回用強(qiáng)化厭氧消化工藝，提升厭氧消化效率的方法，其涉及的厭氧消 化工藝特指污泥與園林廢棄物聯(lián)合厭氧消化工藝，其涉及的沼渣特指污泥與園 林廢棄物聯(lián)合厭氧消化工藝產(chǎn)生的消化剩余固體產(chǎn)物。本發(fā)明所述的接種污泥 是前次污泥與園林廢棄物聯(lián)合厭氧消化后的剩余物。

熱裂解技術(shù)是當(dāng)前廢棄物處置的一個(gè)熱門(mén)工藝，通常是指在缺氧環(huán)境下， 物料被加熱升溫引起分子分解產(chǎn)生固態(tài)物質(zhì)、可冷凝液體和氣體產(chǎn)物的過(guò)程。 現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)污泥和園林廢棄物聯(lián)合厭氧消化產(chǎn)生的沼渣剩余物可以作為熱裂 解的原料，從而制備具有高孔隙度和吸附性能的沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物。本發(fā)明 中溫度在320℃即可產(chǎn)生所述的裂解固態(tài)產(chǎn)物。

本發(fā)明制備的沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物具有偏堿性、比表面積大和孔隙多的特 點(diǎn)，可用于調(diào)控pH，有效吸附有害物質(zhì)，降低氨氮和有機(jī)酸中毒的危害，改善 微生物生長(zhǎng)代謝速率，提高厭氧消化效率，促進(jìn)廢棄物資源化利用。

如果將這種疏松多孔的固態(tài)產(chǎn)物回用厭氧消化工藝中，其對(duì)微生物生長(zhǎng)代 謝有益，可以強(qiáng)化微生物活動(dòng)，提高厭氧消化體系的穩(wěn)定性。

實(shí)施例4的結(jié)果顯示，相比只接種常規(guī)接種污泥的厭氧消化體系，沼渣熱 裂解固態(tài)產(chǎn)物的引入增強(qiáng)了厭氧消化效率，至消化結(jié)束沼氣總產(chǎn)量提高了 59.7％，甲烷產(chǎn)量提高了63.0％。

具體方案如下：

一種疏松多孔的物質(zhì)，其特征在于：將污泥與園林廢棄物進(jìn)行厭氧消化處理， 獲得的部分沼渣經(jīng)過(guò)預(yù)處理后制備成材料前體；將材料前體進(jìn)行熱裂解，獲得 疏松多孔的物質(zhì)。

其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述預(yù)處理是將沼渣先經(jīng)過(guò)壓濾脫水，然后在水熱 條件下制備成材料前體。

其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的厭氧消化處理的溫度為35℃。

其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，320-500℃限氧條件下熱裂解。

一種疏松多孔的物質(zhì)的用途：將疏松多孔的物質(zhì)用于調(diào)控含有微生物體系的 pH，降低體系氨氮和有機(jī)酸對(duì)微生物的毒害作用。

一種疏松多孔的物質(zhì)的用途：將疏松多孔的物質(zhì)粉碎過(guò)篩，獲得顆粒，將部 分顆粒與接種污泥混合后培養(yǎng)，制備成強(qiáng)化型接種污泥，將所獲得的強(qiáng)化型接 種污泥和所述的顆粒加入污泥與園林廢棄物厭氧消化體系，用于增強(qiáng)厭氧消化 效果；所述的接種污泥為前次污泥與園林廢棄物聯(lián)合厭氧消化后的剩余物。

其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的顆粒粒徑為0.2-5mm；

任選的，所述的強(qiáng)化型接種污泥和所述的顆粒的質(zhì)量比例為1:2-2:1。