一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法与流程

本发明涉及污泥预处理，具体为一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法。

背景技术：

1、污泥为生活污水处理厂处理后产生的剩余固产物或是工业生产中产生的污泥，具有粘性大、含水率高和热值低的特点。目前对市政污泥处理主要有填埋、土地利用、焚烧等方法，而对于工业污泥基本都是进行焚烧。

2、污泥填埋法，存在占地面积大和二次污染，现在基本不再使用该方法。

3、土地利用法，是通过覆盖、喷洒或合并等方式，将污泥使用在土壤表面或土壤当中，以改善土壤条件。但是，污泥土地利用必须满足三个基本要求： 一、污泥中含有较高的植物所需的营养成分； 二、污泥中的有毒有害物质含量不能超过国家的污泥农用标准；三、污泥必须经过严格的无害化处理。

4、因此，土地利用的限制条件多，致使处理工作较为复杂。

5、焚烧法，其主要通过机械脱水、热干化预处理，提高污泥单位热值后，送入单独焚烧锅炉、热电厂协同处置锅炉、水泥窑协同处置锅炉进行焚烧。因此，以焚烧为核心的处理方法是最彻底的污泥处置方式，可以有效破坏有机质和杀死病原体，避免的二次污染，最大限度实现市政污泥的无害化、减量化。

6、目前现有的污泥脱水调理技术主要以以聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚丙烯酰胺作为混凝剂、絮凝剂，通过絮凝、高级氧化等方式提高污泥脱水性能。该方法普遍存在药耗高、能耗大、效率低等问题，药剂的添加增加了固液分离后的水和泥的二次污染，增加了分离液的水处理成本。同时含氯药剂的使用会加剧污泥焚烧工艺中的二噁英生成风险，所以污泥脱水处理已成为制约污泥处理工艺中的主要技术瓶颈。

7、现有专利（公开号为cn 115340285 a）公开了一种通过水分原位结晶提高污泥固液分离性能的方法及系统，方法包括：将污泥加入至耐压容器中，在低温条件下间歇通入高压二氧化碳，使二氧化碳水合物得以生成，直至二氧化碳分压稳定，卸压，搅拌污泥直至无气体逸出，即得到处理后污泥。与现有技术相比，本发明简单易行，且不消耗污泥脱水调理药剂，可实现二氧化碳的重复利用，不仅减少污泥脱水调理剂的二次环境污染风险，而且可以克服传统污泥脱水工艺药剂投加量高、污泥增量大、污泥脱水效率低等不足，降低了污泥脱水调理的物料消耗和工艺运行成本，因此具有优异的经济效益、社会环境效益和广阔的市场应用前景。

8、然而现有技术在使用时，采用气体二氧化碳的反应效率较低，除此以外，对于污泥反应过程中的降温，通过设计制冷夹套来实现，不仅更加耗能，而且降温效率也低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，以解决背景技术中所提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，包括以下步骤：

3、s1，将污泥通入反应釜中；

4、s2，对污泥进行搅拌；

5、s3，将液态二氧化碳注入反应釜内；

6、s4，当压力达到一定值，继续通入液态二氧化碳的同时，将反应釜中的气态二氧化碳出口打开，以此循环，对反应釜内的污泥进行降温；

7、s5，当温度达到一定值，停止气态二氧化碳的排出，继续注入液态二氧化碳；

8、s6，当反应釜内压力达到一定值，停止液态二氧化碳的通入；

9、s7，等到污泥中的水完全形成二氧化碳水合物，反应釜内压力稳定后，反应完成。

10、作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤s4中，压力为1~2mpa。

11、作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤s5中，温度为5~10℃。

12、作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤s6中，压力为4.5~5.5mpa。

13、作为本发明的一种优选实施方式，还包括步骤s8：反应完成后，打开二氧化碳循环出口，释放釜内二氧化碳。

14、作为本发明的一种优选实施方式，还包括步骤s9，所述步骤s8进行的同时，在反应釜的内盘管中通入热水，加速二氧化碳水合物的分解，通过二氧化碳压缩机，收集釜内二氧化碳到二氧化碳储气罐中。

15、一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的系统，包括：

16、反应釜，用于处理污泥；

17、注泥口，设置在反应釜上，用于注入污泥；

18、搅拌器，设置在反应釜内，用于搅拌污泥；

19、液态二氧化碳进口，用于注入液态二氧化碳；

20、压力传感器，设置在反应釜内，测量反应釜内压力；

21、温度传感器，设置在反应釜内，用于测量反应釜内温度；

22、二氧化碳循环出口，用于排出气态二氧化碳；

23、内盘管，设置在反应釜内，用于通入热水，加速二氧化碳水合物的分解；

24、二氧化碳压缩机，与二氧化碳循环出口连接；

25、二氧化碳储气罐，与二氧化碳压缩机连接，用于收集反应釜内的二氧化碳。

26、作为本发明的一种优选实施方式，所述反应釜的内壁还设计有真空绝热层。

27、与现有技术相比，本发明提供了一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，具备以下有益效果：

28、本发明使用液态二氧化碳做污泥的预处理，使污泥中的水在预处理过程中形成二氧化碳水合物，过程中其水固动力学平衡状态被打破，污泥胶体状态被破坏，污泥絮体的网状结构发生了不可逆的破坏，使污泥颗粒团聚尺寸变小且更加致密、强度增加、压缩性降低，同时脱水性增强，胞外聚合物被破坏，部分结合水转变为自由水，部分细胞壁结构被破坏，细胞水析出，从而改良污泥的脱水性能，在后端压滤过程中的固液分离工艺中，降低压滤后的污泥含水率，相较于现有技术，本发明提出了一种新的污泥的预处理方式，不再需要任何预处理药剂，没有添加药剂污泥环境的可能性，没有污泥固体物的重量增量，降低后段滤液处理的成本，同时降低污泥预处理的成本，可以极大降低现有技术污泥脱水的能耗，本发明具有非常大的经济效益和巨大的市场使用前景，而相较于现有技术，本发明采用液态二氧化碳，不仅可以使得注入二氧化碳的速度更快，而且其液态可以用于开始阶段的反应釜内污泥的降温，因为液态二氧化碳直接作为污泥冷却介质，直接与污泥接触用于污泥冷却，效率极高，没有中间介质的效率损失，能耗更低。

技术特征：

1.一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：所述步骤s2中，液态二氧化碳注入的方式为连续注入。

3.根据权利要求1所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：所述步骤s4中，压力为1~2mpa。

4.根据权利要求1所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：所述步骤s5中，温度为5~10℃。

5.根据权利要求1所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：所述步骤s6中，压力为4.5~5.5mpa。

6.根据权利要求1所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：还包括步骤s8：反应完成后，打开二氧化碳循环出口，释放釜内二氧化碳。

7.根据权利要求1所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：还包括步骤s9，所述步骤s8进行的同时，在反应釜的内盘管中通入热水，加速二氧化碳水合物的分解，通过二氧化碳压缩机，收集釜内二氧化碳到二氧化碳储气罐中。

8.一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的系统，实现如权利要求1-7任一项所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，其特征在于：包括：

9.根据权利要求8所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的系统，其特征在于：所述反应釜的内壁还设置有真空绝热层。

10.根据权利要求8所述的一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的系统，其特征在于：还包括重量传感器，用于测量反应釜内物质的重量。

技术总结
本发明涉及污泥预处理技术领域，公开了一种使用液态二氧化碳做污泥预处理的方法，包括以下步骤：S1，将污泥通入反应釜中；S2，对污泥进行搅拌；S3，将液态二氧化碳注入反应釜内；S4，当压力达到一定值，继续通入液态二氧化碳的同时，将反应釜中的气态二氧化碳出口打开，以此循环，对反应釜内的污泥进行降温；S5，当温度达到一定值，停止气态二氧化碳的排出，继续注入液态二氧化碳；S6，当反应釜内压力达到一定值，停止液态二氧化碳的通入。本发明提出了一种新的污泥的预处理方式，采用该方式，可以极大的降低现有技术污泥脱水预处理的能耗，具有广阔的市场前景。

技术研发人员：徐凤阳,周翠平,陈淼
受保护的技术使用者：南京昆领自控有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15