[發(fā)明專利]一種沼渣分質(zhì)利用的方法及其設(shè)備

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210065800.6
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114405965A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余廣煒;王玉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B3/10;B09B3/35;B09B3/45;B09B5/00
• 代理公司: 廈門市精誠新創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35218
• 代理人: 湯云武

本發(fā)明公開一種沼渣分質(zhì)利用的方法及其設(shè)備，將沼渣儲倉中的沼渣經(jīng)干燥脫水、熱解炭化、冷卻、破碎和水溶脫鹽，之后經(jīng)固液分離得到固相和液相，所述液相中富含鹽份，可利用低溫蒸餾工藝得到工業(yè)鹽，所述固相經(jīng)酸浸出和固液分離得到富磷溶液和生物炭吸附材料；其中，熱解炭化產(chǎn)生的熱解氣進(jìn)入燃燒裝置燃燒作為熱解裝置的能源；熱解產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入1#干燥裝置作為干燥脫水能源后，余熱煙氣再送入蒸發(fā)結(jié)晶裝置作為蒸發(fā)結(jié)晶的能源，最后送入2#干燥裝置中作為干燥生物炭吸附材料的能源，實現(xiàn)能源的梯級利用；本發(fā)明將沼渣熱解后提取鹽份與磷元素后，獲得良好的吸附材料，實現(xiàn)沼渣深度資源化利用，具有良好的環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及厭氧發(fā)酵沼渣資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種沼渣分質(zhì)利用的方法及其設(shè)備。

背景技術(shù)

厭氧消化產(chǎn)沼氣是處理有機(jī)固廢的有效方式，但面臨著如何處理后續(xù)沼渣資源化的問題。沼渣中包含著大量的有害物質(zhì)、病原體、抗生素以及重金屬(HMs)，如果處理不當(dāng)，可能會對環(huán)境造成潛在危害。因此，安全處理沼渣是實現(xiàn)有機(jī)固廢厭氧消化處理的重要環(huán)節(jié)。目前，厭氧消化沼渣的資源化利用途徑主要是土地利用，將沼渣進(jìn)行好氧堆肥作為土壤改良劑最為常見。但是過度施用容易造成土壤污染和水體富營養(yǎng)化，而且，沼渣中的鹽份、有害物質(zhì)、重金屬(HMs)和病原體還會給環(huán)境帶來潛在的生態(tài)風(fēng)險。因此，開發(fā)沼渣分質(zhì)利用裝置，對實現(xiàn)其快速減量化、無害化與資源化具有重要的意義。

關(guān)于沼渣的熱解資源化利用，國內(nèi)已經(jīng)有相關(guān)研究。CN202010258175.8公開了一種有機(jī)廢物沼渣熱解制備的生物炭及循環(huán)利用方法將制備的生物炭作為添加劑投加到有機(jī)廢物的厭氧發(fā)酵過程中，不僅抑制產(chǎn)酸過程，提高產(chǎn)氣效率。CN201820597009.9公開了一種用于厭氧發(fā)酵沼渣炭化的設(shè)備包括括沼渣料倉、干燥熱解筒、加熱套管和儲炭筒，利用電廠高熱煙氣對沼渣物料進(jìn)行熱解，使其熱解后形成生物炭。CN202022193363.5公開了處理沼渣和秸稈的系統(tǒng)包括沼渣切條機(jī)、干燥裝置、秸稈粉碎機(jī)、燃燒裝置、加熱室和熱解窯，可以同時實現(xiàn)沼渣和秸稈的熱解，但沒有涉及沼渣的分質(zhì)回利用。CN201410153239.2公開了一種改性沼渣氨氮吸附劑的制備方法，將脫水干燥后的沼渣粉碎、過篩成沼渣顆粒；再將沼渣顆粒加入氫氧化鉀溶液中混合烘干；最后將烘干后的產(chǎn)物在氮氣氣氛下加熱熱解，等產(chǎn)物冷卻后先用鹽酸洗滌，再用熱去離子水洗滌至中性，烘干后粉碎，研磨，篩分，即得改性沼渣氨氮吸附劑。上述專利均未涉及如何實現(xiàn)沼渣的分質(zhì)利用裝置及其應(yīng)用方法。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明為解決上述問題，提供一種沼渣分質(zhì)利用的方法及其設(shè)備，將沼渣熱解后并提取鹽與磷元素后，獲得性能良好的吸附材料，實現(xiàn)沼渣深度資源化利用，既能夠獲得鹽資源、磷資源，又為廢水中有機(jī)污染物凈化去除供環(huán)保材料，具有良好的環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種沼渣分質(zhì)利用的方法，將沼渣儲倉中的沼渣經(jīng)干燥脫水、熱解炭化、冷卻、破碎和水溶脫鹽，之后經(jīng)固液分離得到固相和液相，所述液相中富含鹽份，可利用低溫蒸餾工藝得到工業(yè)鹽，所述固相經(jīng)酸浸出和固液分離得到富磷溶液和生物炭吸附材料；

其中，熱解炭化產(chǎn)生的熱解氣進(jìn)入燃燒裝置燃燒作為熱解裝置的能源；熱解產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入1#干燥裝置作為干燥脫水能源后，余熱煙氣再送入蒸發(fā)結(jié)晶裝置作為蒸發(fā)結(jié)晶的能源，最后送入2#干燥裝置中作為干燥生物炭吸附材料的能源，實現(xiàn)能源梯級利用。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述沼渣原料為有機(jī)物厭氧發(fā)酵沼渣，優(yōu)選餐廚垃圾厭氧發(fā)酵沼渣；

所述干燥脫水具體為將物料干燥至含水率＜20％；

所述熱解炭化的溫度為300～800℃；

所述破碎具體為將生物炭細(xì)磨至粒度＜100目；

所述水溶脫鹽的固液比1：5～1：40；

所述酸浸出中，浸出液采用酸硝或硫酸與水混合，固液比為10～30g/L，溫度為20～50℃，時間為0.5～1h。