一种城市污泥厌氧消化与碳化综合利用的方法

摘要

本发明提供一种城市污泥厌氧消化与碳化综合利用的方法。所述城市污泥厌氧消化与碳化综合利用的方法是采用物理、或化学、或物理化学方法对污泥进行调理，之后输送到德国利浦完全混合厌氧消化罐，控制罐内的温度为35～37℃，搅拌罐内的污泥使之混合均匀进行厌氧消化处理，产生厌氧消化液和含甲烷60～70％的沼气，采用旋流反应器进行厌氧消化液的固液分离，分离出含水率50～70％的沼渣，再与木屑或废纸直接混合得到含水率为20～30％的沼渣，输送到高温高压内热式转炉碳化装置中，厌氧或缺氧反应产生碳化气体和污泥生物碳。本发明沼气生产效率高；污泥生物碳体积小，方便运输与储存，且富含N、P、K营养元素，广泛应用于农业等领域。

主权项

一种城市污泥厌氧消化与碳化综合利用的方法，其特征在于，所述工艺的具体步骤依次如下：(1)污泥调理：采用物理方法、或化学方法、或先采用物理方法再采用化学方法对污泥进行调理，使调理后的污泥含水率为90～92%、碳氮比值为10～20、pH为6.5～7.5；其中所述的物理方法是在污泥中添加木屑或废纸，使其污泥与木屑或废纸按照质量比10～500:1的比例混合；所述化学方法是在污泥中同时添加10.0～100.0mg/L壳聚糖和20.0～150.0mg/L氢氧化钙，或同时添加10.0～100.0mg/L壳聚糖、20.0～150.0mg/L氢氧化钙和1.0～10.0mg/L聚丙烯酰胺，使污泥的pH达到6.5～7.5；(2)污泥的完全混合厌氧消化：将通过步骤(1)调理后符合要求的污泥输送到完全混合厌氧消化罐内，控制完全混合厌氧消化罐内的温度为35～37℃，并调控完全混合厌氧消化罐内局部温差在±0.5℃，然后通过气动搅拌、或间歇式机械搅拌、或同时进行气动搅拌和间歇式机械搅拌使罐内的污泥混合均匀，进行厌氧消化处理15‑20天后，产生厌氧消化液和含甲烷60～70%的沼气，将产生的含甲烷60～70%的沼气经过现有的脱水、脱硫及脱碳处理后收集到沼气罐中备用，在厌氧消化过程中：所述气动搅拌是采用沼气搅拌方式，间歇式机械搅拌是采用转速为10～60r/min的间歇式机械搅拌装置进行的搅拌方式；(3)消化液固液分离：采用旋流反应器对步骤(2)中产生的厌氧消化液进行固液分离，分离出含水率50～70%的沼渣，分离后的沼液作为有机肥的原料，或经过生物氧化塘工艺处理后达标排放和综合利用；(4)沼渣碳化处理：采用木屑或废纸与步骤(3)中分离的含水率50～70%沼渣按照质量比1：3～10比例直接混合得到含水率为20～30%的沼渣，再将含水率为20～30%的沼渣输送到高温高压内热式转炉碳化装置中，厌氧或缺氧反应10～20min，产生碳化气体和污泥生物碳，其中反应后产生的碳化气体直接通过管道输送到高温高压内热式转炉碳化装置的燃烧室内继续燃烧，为碳化反应提供热量；反应过程中：高温高压内热式转炉碳化装置内的反应温度为600～800℃、压力为15.0～16.0Mpa。