[發明專利]液態二甲醚溶解市政污泥中有機物和水并進行分離脫水的方法

在審

• 申請號: 202010411535.3
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111547990A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 朱偉;陳樂;牟彪;李卓;陳思鵬
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F11/147
• 分類號: C02F11/147;C02F11/123;C02F11/127;C02F101/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明公開了液態二甲醚溶解市政污泥中有機物和水并進行分離脫水的方法，液態二甲醚溶解市政污泥中的有機物及水，使市政污泥中的水變成了與顆粒物易于分離的自由液體，在反應釜高壓而分離容器相對低壓的壓力差的作用下，液體物質以類似于抽濾的方式進入了分離容器。反應后的氣相產物二甲醚可以回收循環利用，固液相產物均可進行再利用。與傳統的市政污泥深度脫水方法相比，可將污泥含水率降至30%，能耗小且不會引起二次污染。

技術領域

本發明涉及一種液態二甲醚(DME)溶解市政污泥有機物及水并進行分離脫水的方法，屬于環境工程和污泥處理技術領域。

背景技術

目前我國的市政污泥發生量巨大，但目前常用的混燒或板框壓濾脫水后混合填埋等協同處理方法大多數要進行深度脫水、預先干化、添加高熱值物質等輔助措施，成本高、后端條件復雜以及最終出路等問題嚴重困擾著污泥處理處置設施的可持續運行，成為環境治理和城市管理的一大難題。因此，現階段中國污泥處理處置技術的核心在于深度脫水問題，而現有深度脫水以及干化技術都遇到成本和后續處理的問題。而液態二甲醚在常溫下對水的質量溶解率約為6%（Holldorff et al. Binary vapour–liquid–liquidequilibrium of dimethyl ether–water and mutual solubilities of methylchloride and water: experimental results and data reduction、Fluid PhaseEquilib, 1988），其被用在次煙煤的脫水領域發現脫水率可以達到90%以上（Kanda et al.Energy-ef?cient coal dewatering using lique?ed dimethyl ether、Fuel, 2010），同時液態二甲醚對脂質（Kiyoshi Sakuragi et al. Oil recovery from wet Euglenagracilis by shaking with liquefied dimethyl ether、Fuel Processing Technology,2016; Afraz Subratti et al. Liqui?ed dimethyl ether (DME): A green solventfor the extraction of hemp (Cannabis sativa L.) seed oil、SustainableChemistry and Pharmacy, 2019）、輔酶（Ayano NAKAMURA etal., Dewatering andExtraction of Hydrophilic Solutes and Essential Oils from Cryo-preservedLemon Peels Using Liquefied Dimethyl Ether、Solvent Extraction Research andDevelopment, 2017）和水溶性蛋白（Hiroka FURUKAWA et al. Use of LiquefiedDimethyl Ether for the Extraction of Proteins from Vegetable Tissues、SolventExtraction Research and Development, 2016）等有機質具有良好的溶解性。另外，根據之前學者的研究污泥中的水分可以簡單的分為自由水和結合水兩種，其中結合水主要以與有機質結合的形態存在（Mikkelsen and Keiding, Physico-chemical characteristicsof full-scale sewage sludges with implications to dewatering、Water Reseasch,2002）。

采用DME對污泥進行脫水之前雖已有學者提及（Kanda H, Deodorization anddewatering of biosolids by using dimethyl ether、Water Environ Res, 2011），但其并未對脫水的反應時間和反應溫度進行討論且其多采用的為流動式反應裝置，二甲醚用量較大。

發明內容