公布日：2023.12.05
申請日：2023.11.03
分類號：C02F11/143(2019.01)I;C02F11/18(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及污泥預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，包括以下步驟：S1，將污泥通入反應(yīng)釜中；S2，對污泥進行攪拌；S3，將液態(tài)二氧化碳注入反應(yīng)釜內(nèi)；S4，當壓力達到一定值，繼續(xù)通入液態(tài)二氧化碳的同時，將反應(yīng)釜中的氣態(tài)二氧化碳出口打開，以此循環(huán)，對反應(yīng)釜內(nèi)的污泥進行降溫；S5，當溫度達到一定值，停止氣態(tài)二氧化碳的排出，繼續(xù)注入液態(tài)二氧化碳；S6，當反應(yīng)釜內(nèi)壓力達到一定值，停止液態(tài)二氧化碳的通入。本發(fā)明提出了一種新的污泥的預(yù)處理方式，采用該方式，可以極大的降低現(xiàn)有技術(shù)污泥脫水預(yù)處理的能耗，具有廣闊的市場前景。
權(quán)利要求書
1.一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，其特征在于：包括以下步驟：S1，將污泥通入反應(yīng)釜中；S2，對污泥進行攪拌；S3，將液態(tài)二氧化碳注入反應(yīng)釜內(nèi)；S4，當壓力達到一定值，繼續(xù)通入液態(tài)二氧化碳的同時，將反應(yīng)釜中的氣態(tài)二氧化碳出口打開，以此循環(huán)，對反應(yīng)釜內(nèi)的污泥進行降溫；S5，當溫度達到一定值，停止氣態(tài)二氧化碳的排出，繼續(xù)注入液態(tài)二氧化碳；S6，當反應(yīng)釜內(nèi)壓力達到一定值，停止液態(tài)二氧化碳的通入；S7，等到污泥中的水完全形成二氧化碳水合物，反應(yīng)釜內(nèi)壓力穩(wěn)定后，反應(yīng)完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，其特征在于：所述步驟S3中，液態(tài)二氧化碳注入的方式為連續(xù)注入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，其特征在于：所述步驟S4中，壓力為1～2MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，其特征在于：所述步驟S5中，溫度為5～10℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，其特征在于：所述步驟S6中，壓力為4.5～5.5MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，其特征在于：還包括步驟S8：反應(yīng)完成后，打開二氧化碳循環(huán)出口，釋放釜內(nèi)二氧化碳。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，其特征在于：還包括步驟S9，所述步驟S8進行的同時，在反應(yīng)釜的內(nèi)盤管中通入熱水，加速二氧化碳水合物的分解，通過二氧化碳壓縮機，收集釜內(nèi)二氧化碳到二氧化碳儲氣罐中。
8.一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的系統(tǒng)，實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項所述的一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，其特征在于：包括：反應(yīng)釜，用于處理污泥；注泥口，設(shè)置在反應(yīng)釜上，用于注入污泥；攪拌器，設(shè)置在反應(yīng)釜內(nèi)，用于攪拌污泥；液態(tài)二氧化碳進口，用于注入液態(tài)二氧化碳；壓力傳感器，設(shè)置在反應(yīng)釜內(nèi)，測量反應(yīng)釜內(nèi)壓力；溫度傳感器，設(shè)置在反應(yīng)釜內(nèi)，用于測量反應(yīng)釜內(nèi)溫度；二氧化碳循環(huán)出口，用于排出氣態(tài)二氧化碳；內(nèi)盤管，設(shè)置在反應(yīng)釜內(nèi)，用于通入熱水，加速二氧化碳水合物的分解；二氧化碳壓縮機，與二氧化碳循環(huán)出口連接，用于壓縮氣態(tài)二氧化碳；二氧化碳儲氣罐，與二氧化碳壓縮機連接，用于收集反應(yīng)釜內(nèi)的二氧化碳；污泥卸料口，設(shè)置在反應(yīng)釜的底部，用于排出污泥。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的系統(tǒng)，其特征在于：所述反應(yīng)釜的內(nèi)壁還設(shè)置有真空絕熱層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的系統(tǒng)，其特征在于：還包括重量傳感器，用于測量反應(yīng)釜內(nèi)物質(zhì)的重量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，以解決背景技術(shù)中所提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，包括以下步驟：
S1，將污泥通入反應(yīng)釜中；
S2，對污泥進行攪拌；
S3，將液態(tài)二氧化碳注入反應(yīng)釜內(nèi)；
S4，當壓力達到一定值，繼續(xù)通入液態(tài)二氧化碳的同時，將反應(yīng)釜中的氣態(tài)二氧化碳出口打開，以此循環(huán)，對反應(yīng)釜內(nèi)的污泥進行降溫；
S5，當溫度達到一定值，停止氣態(tài)二氧化碳的排出，繼續(xù)注入液態(tài)二氧化碳；
S6，當反應(yīng)釜內(nèi)壓力達到一定值，停止液態(tài)二氧化碳的通入；
S7，等到污泥中的水完全形成二氧化碳水合物，反應(yīng)釜內(nèi)壓力穩(wěn)定后，反應(yīng)完成。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述步驟S4中，壓力為1~2MPa。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述步驟S5中，溫度為5~10℃。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述步驟S6中，壓力為4.5~5.5MPa。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，還包括步驟S8：反應(yīng)完成后，打開二氧化碳循環(huán)出口，釋放釜內(nèi)二氧化碳。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，還包括步驟S9，所述步驟S8進行的同時，在反應(yīng)釜的內(nèi)盤管中通入熱水，加速二氧化碳水合物的分解，通過二氧化碳壓縮機，收集釜內(nèi)二氧化碳到二氧化碳儲氣罐中。
一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的系統(tǒng)，包括：
反應(yīng)釜，用于處理污泥；
注泥口，設(shè)置在反應(yīng)釜上，用于注入污泥；
攪拌器，設(shè)置在反應(yīng)釜內(nèi)，用于攪拌污泥；
液態(tài)二氧化碳進口，用于注入液態(tài)二氧化碳；
壓力傳感器，設(shè)置在反應(yīng)釜內(nèi)，測量反應(yīng)釜內(nèi)壓力；
溫度傳感器，設(shè)置在反應(yīng)釜內(nèi)，用于測量反應(yīng)釜內(nèi)溫度；
二氧化碳循環(huán)出口，用于排出氣態(tài)二氧化碳；
內(nèi)盤管，設(shè)置在反應(yīng)釜內(nèi)，用于通入熱水，加速二氧化碳水合物的分解；
二氧化碳壓縮機，與二氧化碳循環(huán)出口連接；
二氧化碳儲氣罐，與二氧化碳壓縮機連接，用于收集反應(yīng)釜內(nèi)的二氧化碳。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述反應(yīng)釜的內(nèi)壁還設(shè)計有真空絕熱層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種使用液態(tài)二氧化碳做污泥預(yù)處理的方法，具備以下有益效果：
本發(fā)明使用液態(tài)二氧化碳做污泥的預(yù)處理，使污泥中的水在預(yù)處理過程中形成二氧化碳水合物，過程中其水固動力學平衡狀態(tài)被打破，污泥膠體狀態(tài)被破壞，污泥絮體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生了不可逆的破壞，使污泥顆粒團聚尺寸變小且更加致密、強度增加、壓縮性降低，同時脫水性增強，胞外聚合物被破壞，部分結(jié)合水轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤�，部分細胞壁結(jié)構(gòu)被破壞，細胞水析出，從而改良污泥的脫水性能，在后端壓濾過程中的固液分離工藝中，降低壓濾后的污泥含水率，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提出了一種新的污泥的預(yù)處理方式，不再需要任何預(yù)處理藥劑，沒有添加藥劑污泥環(huán)境的可能性，沒有污泥固體物的重量增量，降低后段濾液處理的成本，同時降低污泥預(yù)處理的成本，可以極大降低現(xiàn)有技術(shù)污泥脫水的能耗，本發(fā)明具有非常大的經(jīng)濟效益和巨大的市場使用前景，而相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用液態(tài)二氧化碳，不僅可以使得注入二氧化碳的速度更快，而且其液態(tài)可以用于開始階段的反應(yīng)釜內(nèi)污泥的降溫，因為液態(tài)二氧化碳直接作為污泥冷卻介質(zhì)，直接與污泥接觸用于污泥冷卻，效率極高，沒有中間介質(zhì)的效率損失，能耗更低。
（發(fā)明人：徐鳳陽;周翠平;陳淼）
