一种SCWO技术轧钢含油污泥减量无害化处理方法与流程

本发明属于资源、环保领域，尤其涉及一种针对钢铁企业轧钢含油污泥，利用超临界水氧化技术(SCWO)处理进行减量无害化处理的SCWO技术轧钢含油污泥减量无害化处理方法。
背景技术：
：目前，污泥处理技术主要有填埋、生物、焚烧法等。填埋法对周围环境污染；生物法处理含油率较高的污泥周期较长，去除率比较低；焚烧法处理含油污泥易产生二次污染且后续处理复杂。SCWO技术在城市污泥处理方面应用广泛，但在轧钢污泥中尚未涉及到。技术实现要素：为了解决上述问题，本发明提供一种处理周期短，去除率比较高的SCWO技术轧钢含油污泥减量无害化处理方法。本发明的技术方案是：一种SCWO技术轧钢含油污泥减量无害化处理方法，该方案具体包括以下步骤：首先，将一定量未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖，打开温控仪、加热器的电源开关，然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜，水和污泥在反应釜内加热至温度至400-440℃，双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注入搅拌反应釜，在压力为23-25MPa，过氧倍数100-300％，反应时间为1-5min，反应结束后，在气液分离器出水口流出的液体收集并测定出水COD值,在气相出口进行气体的回收，得到剩余固体产物进行回收和物相分析。进一步，所述气体包括二氧化碳、水蒸气、氮气。进一步，所述剩余固体产物的容积仅为含油污泥容积的1.5％以下，污泥减量98.5％以上剩余固体产物主要由无机颗粒物组成，其中Fe元素在固体渣相的存在形式主要为磁赤铁矿、赤铁矿。进一步，所述出水COD由25031mg/L降至78～80mg/L。本发明利用超临界状态下(水的温度和压强升高到临界点T＝374.3℃，p＝22.05MPa以上)水所没有的特殊性质：它可以和空气、氧气及一些有机物均匀混合，如果超临界水中同时溶有氧气和有机物，则有机物可迅速被氧化为二氧化碳、水蒸气、氮气等小分子化合物。研究成果：发现在特定的压力、温度、时间和过氧倍数下，轧钢含油污泥减量98.5％左右，且出水COD与处理前高达25031mg/L的COD数值相比非常小，反应结束后出水COD达到78～80mg/L，澄清度和自来水无异,含油污泥中有机物基本上彻底分解，因此SCWO技术能够在短时间内使轧钢含油污泥达到减量无害化。过程中产生的小分子气体进行回收和利用。剩余固体产物的容积仅为含油污泥容积的1.5％左右，剩余固体产物主要由无机颗粒物组成，其中Fe元素在固体渣相的存在形式主要为磁赤铁矿、赤铁矿，均具有一定的资源回收利用价值。将SCWO技术应用于轧钢含油污泥无害化处理及资源化利用，为该技术工程应用提供科学依据与参考。本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，该方法处理后轧钢含油污泥减量98.5％左右，且出水COD与处理前高达25031mg/L的COD数值相比非常小，反应结束后出水COD达到78～80mg/L左右，澄清度和自来水无异,因此SCWO技术可以实现在短时间内轧钢含油污泥无害化处理。过程中产生的小分子气体进行回收和利用。剩余固体产物的容积仅为含油污泥容积的1.5％左右，剩余固体产物主要由无机颗粒物组成，其中Fe元素在固体渣相的存在形式主要为磁赤铁矿、赤铁矿，均具有一定的资源回收利用价值。说明采用SCWO法处理轧钢含油污泥可以实现减量化和资源化利用。附图说明图1为未经污泥经超临界水氧化处理的SEM图。图2为经污泥经超临界水氧化处理的SEM图。图3是经超临界水氧化处理后残余固体的XRD图。图4是在温度440℃、压力25MPa、过氧倍数300％下，轧钢含油污泥COD值随时间变化曲线示意图。图5是污泥差热分析失重图。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。实施例1：将未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖，打开温控仪、加热器的电源开关，然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜，水和污泥在反应釜内加热至温度至400℃，双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注入搅拌反应釜，在压力为23MPa，过氧倍数150％，反应时间为1min，反应结束后，在气液分离器出水口流出的液体收集并测定出水COD值,在气相出口进行气体的回收，得到剩余固体产物进行回收和物相分析。实施例2：将未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖，打开温控仪、加热器的电源开关，然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜，水和污泥在反应釜内加热至温度至420℃，双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注入搅拌反应釜，在压力为24MPa，过氧倍数100％，反应时间为2min，反应结束后，在气液分离器出水口流出的液体收集并测定出水COD值,在气相出口进行气体的回收，得到剩余固体产物进行回收和物相分析。实施例3：将未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖，打开温控仪、加热器的电源开关，然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜，水和污泥在反应釜内加热至温度至440℃，双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注入搅拌反应釜，在压力为25MPa，过氧倍数300％，反应时间为5min，反应结束后，在气液分离器出水口流出的液体收集并测定出水COD值，去除率分别达到97.88％,在气相出口进行气体的回收，得到剩余固体产物进行回收和物相分析。实施例4：将未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖，打开温控仪、加热器的电源开关，然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜，水和污泥在反应釜内加热至温度至430℃，双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注入搅拌反应釜，在压力为25MPa，过氧倍数180％，反应时间为3.5min，反应结束后，在气液分离器出水口流出的液体收集并测定出水COD值，去除率分别达到97.88％,在气相出口进行气体的回收，得到剩余固体产物进行回收和物相分析实施例5：将未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖，打开温控仪、加热器的电源开关，然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜，水和污泥在反应釜内加热至温度至410℃，双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注入搅拌反应釜，在压力为23MPa，过氧倍数200％，反应时间为4min，反应结束后，在气液分离器出水口流出的液体收集并测定出水COD值，去除率分别达到97.88％,在气相出口进行气体的回收，得到剩余固体产物进行回收和物相分析如图1-图2所示：图1为反应前污泥的SEM图，图2为反应后的污泥的SEM图；处理前含油污泥的表面呈现絮状，比较粘稠；处理后剩余固体基本都是松散的小颗粒，尺寸小于25μm，主要是泥沙和金属盐类，它们不随反应液流出，达到了良好分离和稳定金属离子的效果，有机物的去除效果明显。出水清澈透明，恶臭消失，实现了无害化处理。采用超临界水氧化技术处理轧钢含油污泥不仅可实现无害化处理，在污泥减量方面效果也是非常显著的。剩余固体产物的容积仅为含油污泥容积的1.5％左右，达到了减量化的目的，与填埋和制肥相比，污泥中存在的病原微生物、寄生虫和恶臭难闻的气味消失，也不存在焚烧过程中产生的二噁英有毒物质。经SCWO技术处理后的剩余固体铁含量高，如图3中，剩余固体主要由由磁赤铁矿、硫酸钙、二氧化硅、赤铁矿、水磷氢钠石和闪锌矿等组成，其中Fe元素在固体渣相的存在形式主要为磁赤铁矿、赤铁矿，有资源化利用潜力，可进一步提纯实现资源利用。总之采用SCWO法处理轧钢含油污泥不仅反应快、操作简单、对环境友好等优点，而且达到了减量化、无害化和资源利用。对处理后的固体剩余成分分析如下:表残余固体组成成分成分Fe2O3SO3SiO2Na2OCaOZnOAl2O3P2O5MgO含量(％)33.2322.8713.529.447.764.373.441.811.14含铁量高,有资源化利用价值。当前第1页1 2 3