本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种利用水热反应和氧化反应处理城市污泥生产乙酸的方法。
背景技术：
随着我国社会经济和城市化的快速发展，我国城市污水的排放量与日俱增。城市污泥作为污水处理过程中的二次产物也随之迅速增长。
有数据分析表明，我国每年的脱水污泥量已经超过3200万吨，且目前仍以每年5％～10％的速度增长。由此可见我国城市污泥处理形势十分严峻。当前城市污泥处理的传统方法主要有填埋、焚烧和资源化利用等。填埋和焚烧都存在一定的缺陷，处理不当极有可能给环境带来二次污染。资源化利用中，堆肥对处理后的城市污泥养分要求比较高，通过一般方法处理后的城市污泥中养分含量还有待提高。因此，如何科学合理处理污泥已成为我们一个十分紧迫的问题。
由于城市污泥中含有丰富的且有价值的有机化合物和营养素，因此，若能提供将城市污泥进行无害化和稳定化处理后使得城市污泥达到资源化和能源化利用的处理方法是很有必要的。
城市污泥的资源化和能源化利用符合可持续发展战略，将是国内污泥处理行业未来重要的发展方向。
技术实现要素：
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种城市污泥两步法生产乙酸的方法，利用水热反应和氧化反应处理城市污泥获得乙酸。
本发明提供的城市污泥两步法生产乙酸的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，取城市污泥，进行厌氧发酵预处理；步骤二，将预处理后的城市污泥在-30～0℃下冷冻储存48h；步骤三，将步骤二得到的城市污泥升温至指定温度0～10℃；步骤四，将步骤三得到的城市污泥加入反应器中，接着向反应器中加入去离子水2ml，然后通入氮气使反应器加压到指定压力5～10MPa；步骤五，将盐浴炉加热到250～400℃，将反应器放入盐浴炉中；步骤六，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留0～60s；步骤七，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭；步骤八，将质量分数为20％～40％过氧化氢水溶液加入冷却后的反应器中，再次通入氮气使反应器加压到15～20MPa；步骤九，再次将反应器放入250～400℃的盐浴炉中，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留0～120s；步骤十，再次将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，获得乙酸。
在本发明提供的城市污泥两步法生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤二中的冷冻温度为-20℃。
在本发明提供的城市污泥两步法生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤三中的指定温度为4℃。
在本发明提供的城市污泥两步法生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：在步骤四中的指定压力为8MPa。
在本发明提供的城市污泥两步法生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤五和步骤九中的盐浴炉的加热温度为300℃。
在本发明提供的城市污泥两步法生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤六中的停留时间为15s。
在本发明提供的城市污泥两步法生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤八中的过氧化氢水溶液的质量分数为30％，加压压力为17MPa。
在本发明提供的城市污泥两步法生产乙酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤九中的停留时间为60s。
发明的作用与效果
本发明所涉及的城市污泥两步法生产乙酸的方法，经过水热反应和氧化反应便可生产大量的乙酸。本发明的城市污泥两步法制取乙酸的方法，工艺流程简单，处理周期短，回收利用污泥中有价值的有机物产量高，可较好地解决传统处理方式污染环境、有价值物质回收量少等问题，且适合工业使用。本发明的城市污泥两步法制取乙酸的方法，提高了城市污泥的循环利用率，创造了更大的经济价值，对可持续发展具有重大的现实意义。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例对本发明城市污泥两步法生产乙酸的方法作具体阐述。
本实施例中城市污泥取自上海市闵行区污水处理厂，为生活污水污泥。
<实施例一>
步骤1，取城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥在-20℃下冷冻储存48h。
步骤3，将步骤二得到的城市污泥升温至指定温度4℃。
步骤4，取步骤三得到的城市污泥6ml，并测量其中的乙酸含量，接着将6ml城市污泥加入反应器中，再向反应器中加入脱气的去离子水2ml，然后通入氮气使反应器加压到指定压力9MPa。
步骤5，将盐浴炉加热到300℃，将反应器放入盐浴炉中。
步骤6，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留15s。
步骤7，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭。
在本实施例中，至此，城市污泥两步法生产乙酸的方法中的水热反应已完成，以下步骤8-10为城市污泥两步法生产乙酸的方法中的氧化反应。
步骤8，将质量分数为30％过氧化氢水溶液加入冷却后的反应器中，再次通入氮气使反应器加压到17MPa。
步骤9，再次将反应器放入300℃的盐浴炉中，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留60s。
步骤10，再次将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，再次测量乙酸含量。
<实施例二>
步骤1，取城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥在-20℃下冷冻储存48h。
步骤3，将步骤二得到的城市污泥升温至指定温度4℃。
步骤4，取步骤三得到的城市污泥6ml，并测量其中的乙酸含量，接着将6ml城市污泥加入反应器中，再向反应器中加入脱气的去离子水2ml，然后通入氮气使反应器加压到指定压力9MPa。
步骤5，将盐浴炉加热到280℃，将反应器放入盐浴炉中。
步骤6，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留15s。
步骤7，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭。
在本实施例中，至此，城市污泥两步法生产乙酸的方法中的水热反应已完成，以下步骤8-10为城市污泥两步法生产乙酸的方法中的氧化反应。
步骤8，将质量分数为30％过氧化氢水溶液加入冷却后的反应器中，再次通入氮气使反应器加压到17MPa。
步骤9，再次将反应器放入280℃的盐浴炉中，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留60s。
步骤10，再次将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，再次测量乙酸含量。
<实施例三>
步骤1，取城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥在-20℃下冷冻储存48h。
步骤3，将步骤二得到的城市污泥升温至指定温度4℃。
步骤4，取步骤三得到的城市污泥6ml，并测量其中的乙酸含量，接着将6ml城市污泥加入反应器中，再向反应器中加入脱气的去离子水2ml，然后通入氮气使反应器加压到指定压力9MPa。
步骤5，将盐浴炉加热到320℃，将反应器放入盐浴炉中。
步骤6，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留15s。
步骤7，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭。
在本实施例中，至此，城市污泥两步法生产乙酸的方法中的水热反应已完成，以下步骤8-10为城市污泥两步法生产乙酸的方法中的氧化反应。
步骤8，将质量分数为30％过氧化氢水溶液加入冷却后的反应器中，再次通入氮气使反应器加压到17MPa。
步骤9，再次将反应器放入320℃的盐浴炉中，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留60s。
步骤10，再次将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，再次测量乙酸含量。
<实施例四>
步骤1，取城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥在-20℃下冷冻储存48h。
步骤3，将步骤二得到的城市污泥升温至指定温度4℃。
步骤4，取步骤三得到的城市污泥6ml，并测量其中的乙酸含量，接着将6ml城市污泥加入反应器中，再向反应器中加入脱气的去离子水2ml，然后通入氮气使反应器加压到指定压力9MPa。
步骤5，将盐浴炉加热到300℃，将反应器放入盐浴炉中。
步骤6，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留15s。
步骤7，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭。
在本实施例中，至此，城市污泥两步法生产乙酸的方法中的水热反应已完成，以下步骤8-10为城市污泥两步法生产乙酸的方法中的氧化反应。
步骤8，将质量分数为30％过氧化氢水溶液加入冷却后的反应器中，再次通入氮气使反应器加压到17MPa。
步骤9，再次将反应器放入300℃的盐浴炉中，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留30s。
步骤10，再次将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，再次测量乙酸含量。
<实施例五>
步骤1，取城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥在-20℃下冷冻储存48h。
步骤3，将步骤二得到的城市污泥升温至指定温度4℃。
步骤4，取步骤三得到的城市污泥6ml，并测量其中的乙酸含量，接着将6ml城市污泥加入反应器中，再向反应器中加入脱气的去离子水2ml，然后通入氮气使反应器加压到指定压力9MPa。
步骤5，将盐浴炉加热到300℃，将反应器放入盐浴炉中。
步骤6，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留15s。
步骤7，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭。
在本实施例中，至此，城市污泥两步法生产乙酸的方法中的水热反应已完成，以下步骤8-10为城市污泥两步法生产乙酸的方法中的氧化反应。
步骤8，将质量分数为30％过氧化氢水溶液加入冷却后的反应器中，再次通入氮气使反应器加压到17MPa。
步骤9，再次将反应器放入300℃的盐浴炉中，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留120s。
步骤10，再次将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，再次测量乙酸含量。
<实施例六>
步骤1，取城市污泥，进行厌氧发酵预处理。
步骤2，将预处理后的城市污泥在-20℃下冷冻储存48h。
步骤3，将步骤二得到的城市污泥升温至指定温度4℃。
步骤4，取步骤三得到的城市污泥6ml，并测量其中的乙酸含量，接着将6ml城市污泥加入反应器中，再向反应器中加入脱气的去离子水2ml，然后通入氮气使反应器加压到指定压力9MPa。
步骤5，将盐浴炉加热到300℃，将反应器放入盐浴炉中。
步骤6，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留15s。
步骤7，将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭。
在本实施例中，至此，城市污泥两步法生产乙酸的方法中的水热反应已完成，以下步骤8-10为城市污泥两步法生产乙酸的方法中的氧化反应。
步骤8，将质量分数为30％过氧化氢水溶液加入冷却后的反应器中，再次通入氮气使反应器加压到17MPa。
步骤9，再次将反应器放入300℃的盐浴炉中，将反应器不断摇动，使其在盐浴炉中停留60s。
步骤10，再次将反应器取出，并立即放入0℃的水中淬灭，再次测量乙酸含量。
对实施例一至实施例六中，将反应前和反应后样品中测得的乙酸含量进行统计，得到反应前后样品中的乙酸含量变化表。
表1反应前后样品中的乙酸含量变化表
如表1所示，通过实施例的城市污泥两步法生产乙酸的方法处理城市污泥，其中乙酸含量明显增加，实验结果表明本实施例的方法可有效的生产乙酸。
实施例的作用与效果
本实施例所涉及的城市污泥两步法生产乙酸的方法，经过水热反应和氧化反应便可生产大量的乙酸。本实施例的城市污泥两步法制取乙酸的方法，工艺流程简单，处理周期短，回收利用污泥中有价值的有机物产量高，可较好地解决传统处理方式污染环境、有价值物质回收量少等问题，且适合工业使用。本实施例的城市污泥两步法制取乙酸的方法，提高了城市污泥的循环利用率，创造了更大的经济价值，对可持续发展具有重大的现实意义。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。