应釜中配合，使水解与氧化难以取得平衡，导致其反应效率低下。为了克服上述的缺陷，在本发明的一个示例性实施例中，将水解步骤4和氧化步骤5分开为两个不同但串联的操作程序。这种方式避免了对物料同时进行水解和氧化操作时，如在同一反应釜中同时进行时，水解速率与氧化速率无法配合的问题，从而节省了大量的时间、成本，且反应效率显著提高。而且，本发明的方法将水解及氧化分开处理，使有机物的氧化更完整，对温度、压力及处理停留时间的要求也相对降低。
[0085]病毒、病菌、寄生虫等常与厌氧菌共生而存于沼渣中。此类有害物亦会在一系列的高温水解及氧化过程中完全去除。以上描述的本发明的水解及氧化处理沼渣的作用相当于传统好氧堆肥的发酵及腐熟的作用，而且本发明的水解和氧化步骤对沼渣中易降的有机物的消除一般可在60min至120min之内完成，显著低于传统法所需的约一个月至数个月的时间。
[0086]参照图1，可选地，进行氧化步骤后所获得的氧化产物是含水率约为85%至90%的已纤维化的固液混合物。该产物的温度视热氧化釜5所选的温度而定。此釜中的高温固液混合物及蒸汽可分别做热能回收。如上述，固液混合物的热能透过盘管、套管或列管换热器先为热水解釜4中的有机颗粒物料提温。之后，热氧化釜5固液混合物出料的温度相对下降但仍略高于热水解釜4温度，故剩余热能继续在预处理槽3提温。此亦可用盘管、套管或列管换热器将预处理槽3提温至约90°C。而上述热氧化釜5氧化的放热反应所产生的蒸汽，亦做为热水解釜4及预处理槽3提温之用。因此类蒸汽含有高空气含量，故需用热管换热器进行热交换。
[0087]进行氧化步骤后，便可进行固液分离步骤。因水解氧化后的pH常在4至5间。产品精炼时常需再加入添加剂，如含NPK的物料，若在小试或中试加入添加剂后，pH仍低于肥料国标规定，则可先在中和槽进行中和，因中和槽物料尚未脱水故其含水率较高而可较易调PH值。若产品用于生产有机食品的有机肥，则前述物料的添加剂需选天然的矿石。因不在本深度脱水的范畴，故不在此详述。
[0088]在热氧化产物酸碱中和之后便可进行深度脱水。传统的固液分离装置便可达深度脱水需求。一般较佳的选择是采压滤法。在不需加絮凝剂的情况下便可轻易脱水至含水率25%以下。
[0089]本工艺另一特点是可达几乎零排放。因所有预处理槽、热水解釜、热氧化釜均为密闭容器，没有空气污染的问题。而水解和氧化后的氧化产物在固液分离后，其液体氧化产物本身亦有水解催化功能，因而可直接回流至预处理槽作为稀释水及催化物质，以加速进行水解步骤的反应。
[0090]固液分离后的液体，若不作为稀释水，亦可浓缩或再加纤维素或褐煤等物料进行液态肥的制造。亦可与沼液及添加物一起进行氧化制液态肥，一举数得。
[0091]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面【具体实施方式】中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
【主权项】
1.一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于包括如下步骤: (a)预处理:搅拌有机颗粒物料，并调节有机颗粒物料的含水率与温度； (b)热水解:将步骤(a)中预处理后的有机颗粒物料放入水解釜中，有机颗粒物料进行热水解、热酸水解、或热碱水解以破坏有机颗粒物料外的粘稠有机物，降低污泥比阻，减少污泥中的吸附水及生化水，破坏生化污泥的细胞壁颗粒外壁，释放出颗粒内含生化水有机物，以进行水解有机颗粒物料内所含生化水的有机质； (C)热氧化:将步骤(b)中热水解产物放入氧化釜中，热水解产物进行热氧化以释出生化水； (d)固液分离:将步骤(C)中热氧化产物放入固液分离装置中，热氧化产物进行固液分离，获得深度脱水产物。
2.如权利要求1所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:来源于浓缩槽、厌氧消化槽或好氧消化槽内的有机颗粒物料，以及含水率超过90%的有机颗粒物料，在步骤(a)之前，需要对有机颗粒物料进行初步脱水，以实现有机颗粒物料含水率达到85% -90%。
3.如权利要求1所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:步骤(b)包括提温热水解、加温加酸水解、加温催化剂水解、加温碱水解、或加入酸化催化剂的水解，将预处理后的所述物料进行水解，获得水解产物；所述酸化催化剂包括弱碱强酸盐，所述弱碱强酸盐包括氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、氯化钙、硝酸钙、硫酸钙、氯化镁、硝酸镁和硫酸镁中一种或多种；所述催化剂还包括金属氧化物，所述金属氧化物包括氧化铝、氧化铁、二氧化钛、氧化锌、氧化铜、氧化镁、氧化锆中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:步骤(b)中，水解温度为120°C _160°C，水解时间为2min-60min ;所述的热水解的步骤亦可包括在1400C _180°C之间的温度将预处理后的所述物料水解2min-30min，获得水解产物。
5.如权利要求1所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:步骤(b)中，所述有机颗粒物料外围绕有粘稠有机物，有机颗粒物料内含生化水有机物，粘稠有机物和含生化水有机物包括蛋白质，水解温度为120°C _230°C，水解时间为2min-120min，以实现获得蛋白质的水解产物。
6.如权利要求1所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:步骤(b)中，所述有机颗粒物料外围绕有粘稠有机物，有机颗粒物料内含生化水有机物，粘稠有机物和含生化水有机物包括脂肪，水解温度为80°C _180°C，水解时间为2min-120min，以实现获得脂肪的水解产物。
7.如权利要求1所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:步骤(b)中，所述有机颗粒物料外围绕有粘稠有机物，有机颗粒物料内含生化水有机物，粘稠有机物和含生化水有机物包括糖，水解温度为140°C _230°C，水解时间为2min-120min，以实现获得糖的水解产物。
8.如权利要求1所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:步骤(c)中，所述氧化釜内加入氧化剂，通过氧化热水解产物，以实现获得热氧化产物；所述氧化剂包括空气、氧气、过氧化氢、臭氧中的一种或多种。
9.如权利要求1所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:所述步骤(c)中，氧化温度为140°C -300°C，氧化时间为10min-60min。
10.如权利要求9所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:所述步骤(c)中，氧化温度为180°C -230°C，氧化时间为10min-30min。
11.如权利要求1所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:所述氧化釜内的热量传递到所述水解釜内，以实现所述氧化釜内热量的回收利用。
12.如权利要求1所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:所述固液分离装置包括抽滤装置、压滤机和离心机中的一种，所述固液分离装置将步骤(c)中热氧化产物进行固液分离，以实现获得固体氧化产物和液体氧化产物。
13.如权利要求1所述的一种用于有机物料深度脱水方法，其特征在于:将步骤(d)中固体氧化产物和液体氧化产物进行填埋处理、焚烧处理或制成有机肥后回收利用。
14.一种用于有机物料深度脱水装置，其特征在于包括: 脱水预处理装置:包括离心机和压滤装置中的一种，以将含水率高于90%有机颗粒物料脱水至85% -90% ； 预处理槽:所述预处理槽与所述脱水预处理装置的出料口连通，所述预处理槽为立式圆桶形槽，包含搅拌装置、物料进出口、热能回收设备、及添加剂进料口，用于将所述有机物料的含水率调节为85% -90%、温度调节为85°C _95°C、充分搅拌混和，并回收热氧化釜所产生的能源； 热水解釜:所述热水解釜的进料口与所述预处理槽装置的出料口连接，所述热水解釜上设有催化剂入口，催化剂从所述催化剂入口处进入所述热水解釜，所述热水解釜内设有搅拌器，所述搅拌器通过搅拌催化剂以及有机颗粒物料，经热水解反应以获得热水解产物，所述热水解釜与所述预处理槽装置通过第一热能回收设备连接，所述热水解釜通过所述第一热能回收设备为热水解釜的有机颗粒物料提供热量； 热氧化釜:可为卧式或立式釜，包含氧化剂的助溶设备、固液气三相搅拌器、物料进出口、及添加剂进料口 ；用于氧化所述水解产物，获得氧化产物；所述热氧化釜的进料口与所述热水解釜的出料口经由第二热能回收设备相连接，所述热氧化釜通过所述第二热能回收设备为热水解产物提供热量； 固液分离器:所述固液分离器的进料口透过酸碱中和槽与所述热氧化釜的出料口连接，所述固液分离器用于热氧化产物的固液分离，以获得深度脱水产物。
【专利摘要】本发明涉及一种用于有机物料深度脱水装置及其深度脱水方法，属于污泥处理领域，以实现有机颗粒物料深度脱水。一种用于有机物料深度脱水方法，包括如下步骤：(a)预处理：搅拌有机颗粒物料，并调节有机颗粒物料的添加剂、含水率与温度；(b)热水解：将步骤(a)中预处理后的有机颗粒物料放入水解釜中，有机颗粒物料进行热水解，以破坏污泥或泥浆物料的颗粒外的粘稠有机物,释放出颗粒内含生化水有机物,以进行水解颗粒内所含生化水的有机质；(c)热氧化：将步骤(b)中热水解产物放入氧化釜中，热水解产物进行热氧化以释出生化水。(d)固液分离:将步骤(c)的产物进行脱水,脱水后其固态物质可直接回收为固态有机肥,液态物质可浓缩并氧化为液态有机肥。
【IPC分类】C02F11-00
【公开号】CN104628233
【申请号】CN201410840750
【发明人】吕正雄, 柯龙
【申请人】浙江海亮固废处理科技有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月30日