公布日：2024.12.20
申請(qǐng)日：2024.09.12
分類號(hào)：C12P5/02(2006.01)I;B09B3/00(2022.01)I;B09B3/35(2022.01)I;B09B3/38(2022.01)I;B09B3/40(2022.01)I;B09B3/65(2022.01)I;B09B3/70(2022.01)I;C10B53/
00(2006.01)I;C10B53/02(2006.01)I;C02F11/04(2006.01)I;B09B101/70(2022.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種城市污泥與餐廚垃圾的資源化綜合利用處理方法，先將城市污泥、餐廚垃圾與堿渣混合粉碎，在超聲波條件下加熱處理，得到預(yù)處理廢棄物；向預(yù)處理廢棄物中注入含有二氧化碳的廢氣，攪拌均勻，得到酸處理廢棄物；然后向酸處理廢棄物中加入微電解材料，超聲波振蕩的同時(shí)施加脈沖磁場(chǎng)處理，水熱處理，厭氧發(fā)酵，獲得沼氣、沼液和沼渣，沼渣進(jìn)一步烘干、炭化，得到生物炭。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了城市污泥、餐廚垃圾的資源化綜合利用，最終獲得高品質(zhì)沼氣、沼液和生物炭，應(yīng)用前景好。
權(quán)利要求書
1.一種城市污泥與餐廚垃圾的資源化綜合利用處理方法，其特征在于，具體步驟如下：（1）先將城市污泥、餐廚垃圾與堿渣混合粉碎，在超聲波條件下加熱處理，得到預(yù)處理廢棄物；（2）向預(yù)處理廢棄物中注入含有二氧化碳的廢氣，攪拌均勻，得到酸處理廢棄物；（3）然后向酸處理廢棄物中加入微電解材料，超聲波振蕩的同時(shí)施加脈沖磁場(chǎng)處理，水熱處理，厭氧發(fā)酵，獲得沼氣、沼液和沼渣，沼渣進(jìn)一步烘干、炭化，得到生物炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）中，城市污泥、餐廚垃圾與堿渣的質(zhì)量比為10：5～7：2～3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）中，超聲波振蕩功率為500～700W，加熱溫度為60～70℃，處理時(shí)間為50～60分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，所述含有二氧化碳的廢氣選自以下任一種的排放：焚化爐、煉鋼爐、鍋爐、燃燒爐、熱風(fēng)爐；所述廢氣中二氧化碳的體積含量為30～40%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，所述廢氣的溫度為200～300℃，注入壓力為0.1～0.2MPa，注入速度為15～20m3/min，每kg預(yù)處理廢棄物注入2～3分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，攪拌的工藝條件為：300～400r/min攪拌40～50分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中，酸處理廢棄物與微電解材料的質(zhì)量比為17～20：0.1～0.2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中，所述微電解材料是以鐵粉、石墨粉、二氧化錳、氯化鎳、氯化銨為原料混合制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中，超聲波振蕩功率為500～600W；脈沖磁場(chǎng)的工藝條件為：磁場(chǎng)強(qiáng)度3～5T，脈沖寬度200～300ms，脈沖頻率50～70Hz；處理時(shí)間8～10分鐘；水熱處理的工藝條件為：溫度120～140℃，壓力0.1～0.2MPa，時(shí)間50～60分鐘；厭氧發(fā)酵時(shí)間為3～5天。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中，所述生物炭是通過(guò)以下方法制備得到的：在氮?dú)鈿夥障�，先將沼渣�?/span>120～130℃烘干2～3小時(shí)，再以2～3℃/min升溫至500～520℃，熱解30～40分鐘即得。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種城市污泥與餐廚垃圾的資源化綜合利用處理方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
一種城市污泥與餐廚垃圾的資源化綜合利用處理方法，具體步驟如下：
(1)先將城市污泥、餐廚垃圾與堿渣混合粉碎，在超聲波條件下加熱處理，得到預(yù)處理廢棄物；
(2)向預(yù)處理廢棄物中注入含有二氧化碳的廢氣，攪拌均勻，得到酸處理廢棄物；
(3)然后向酸處理廢棄物中加入微電解材料，超聲波振蕩的同時(shí)施加脈沖磁場(chǎng)處理，水熱處理，厭氧發(fā)酵，獲得沼氣、沼液和沼渣，沼渣進(jìn)一步烘干、炭化，得到生物炭。
優(yōu)選的，步驟(1)中，城市污泥、餐廚垃圾與堿渣的質(zhì)量比為10：5～7：2～3。
優(yōu)選的，步驟(1)中，混合粉碎至100～200目。
優(yōu)選的，步驟(1)中，所述堿渣為氨堿法制堿過(guò)程中排放的廢渣。
優(yōu)選的，步驟(1)中，超聲波振蕩功率為500～700W，加熱溫度為60～70℃，處理時(shí)間為50～60分鐘。
優(yōu)選的，步驟(2)中，所述含有二氧化碳的廢氣選自以下任一種的排放：焚化爐、煉鋼爐、鍋爐、燃燒爐、熱風(fēng)爐。
優(yōu)選的，步驟(2)中，所述廢氣中二氧化碳的體積含量為30～40％。
優(yōu)選的，步驟(2)中，所述廢氣的溫度為200～300℃，注入壓力為0.1～0.2MPa，注入速度為15～20m3/min，每kg預(yù)處理廢棄物注入2～3分鐘。
優(yōu)選的，步驟(2)中，所述廢氣從預(yù)處理廢棄物的底部注入。
優(yōu)選的，步驟(2)中，攪拌的工藝條件為：300～400r/min攪拌40～50分鐘。
優(yōu)選的，步驟(3)中，酸處理廢棄物與微電解材料的質(zhì)量比為17～20：0.1～0.2。
優(yōu)選的，步驟(3)中，所述微電解材料是以鐵粉、石墨粉、二氧化錳、氯化鎳、氯化銨為原料混合制成。
進(jìn)一步優(yōu)選的，以重量份計(jì)，所述微電解材料是通過(guò)以下方法制備得到的：先將6～7份鐵粉、1.5～2份石墨粉、0.5～0.7份二氧化錳、0.03～0.05份氯化鎳、0.06～0.08份氯化銨混合均勻，再加入5～6份水調(diào)勻，利用成球機(jī)制成直徑3～5mm的小球，烘干，加熱至400～420℃，焙燒10～12分鐘，繼續(xù)加熱至1050～1100℃，焙燒15～20分鐘，自然冷卻至室溫，即得。
優(yōu)選的，步驟(3)中，超聲波振蕩功率為500～600W；脈沖磁場(chǎng)的工藝條件為：磁場(chǎng)強(qiáng)度3～5T，脈沖寬度200～300ms，脈沖頻率50～70Hz；處理時(shí)間8～10分鐘。
優(yōu)選的，步驟(3)中，水熱處理的工藝條件為：溫度120～140℃，壓力0.1～0.2MPa，時(shí)間50～60分鐘。
優(yōu)選的，步驟(3)中，厭氧發(fā)酵時(shí)間為3～5天。
優(yōu)選的，步驟(3)中，所述生物炭是通過(guò)以下方法制備得到的：在氮?dú)鈿夥障拢葘⒄釉?/span>120～130℃烘干2～3小時(shí)，再以2～3℃/min升溫至500～520℃，熱解30～40分鐘即得。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明先將城市污泥、餐廚垃圾與堿渣混合粉碎，在超聲波條件下加熱處理，得到預(yù)處理廢棄物；向預(yù)處理廢棄物中注入含有二氧化碳的廢氣，攪拌均勻，得到酸處理廢棄物；然后向酸處理廢棄物中加入微電解材料，超聲波振蕩的同時(shí)施加脈沖磁場(chǎng)處理，水熱處理，厭氧發(fā)酵，獲得沼氣、沼液和沼渣，沼渣進(jìn)一步烘干、炭化，得到生物炭。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了城市污泥、餐廚垃圾的資源化綜合利用，最終獲得高品質(zhì)沼氣、沼液和生物炭，應(yīng)用前景好。
除了城市污泥、餐廚垃圾，本發(fā)明還進(jìn)一步引入了堿渣和含有二氧化碳的廢氣，實(shí)現(xiàn)了廢棄物的循環(huán)利用，綠色環(huán)保。
在堿渣的作用下，借助超聲波振蕩和加熱，對(duì)城市污泥和餐廚垃圾進(jìn)行初步降解，降低后續(xù)處理難度。向預(yù)處理廢棄物中注入含有二氧化碳的廢氣，進(jìn)行酸處理，可對(duì)體系中的污染物進(jìn)一步降解，降低后續(xù)處理難度。
本發(fā)明以鐵粉、石墨粉、二氧化錳、氯化鎳、氯化銨為原料混合制成微電解材料，其在超聲波振蕩和磁場(chǎng)處理的耦合作用下，充分吸附處理污染物，有效提高厭氧發(fā)酵所得沼氣、沼液的品質(zhì)。
沼渣也進(jìn)一步烘干、炭化，得到生物炭，由此實(shí)現(xiàn)了氣、液、固三形態(tài)的充分利用，實(shí)現(xiàn)了城市污泥、餐廚垃圾的資源化綜合利用。
（發(fā)明人：于南樹(shù);王偉;孟昭頌;王迎祥;徐奔）
