一种污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110683728A(43)申请公布日2020.01.14(21)申请号201910841064.7(22)申请日2019.09.06(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人陈冠益田姝马文超刘彬胡明涛钟磊颜蓓蓓林法伟(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人李素兰(51)Int.Cl.C02F11/10(2006.01)C02F11/18(2006.01)C10B53/00(2006.01)C02F101/20(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法(57)摘要本发明公开了一种城市污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法，将城市污泥放入水热反应釜中进行水热反应，水热反应结束后冷却抽滤得到水热固体产物，将该固体产物与填埋垃圾均匀混合放入管式炉中进行热解反应，热解反应结束后冷却得到固体产物并保存，重金属则固化于该固体产物中。该处理方法在对两种固体废物减量化处理的同时，对其最大化的无害化和资源化处理，将原料的重金属稳定固化，以更为稳定的残渣态存在，降低了其中重金属的浸出毒性和生态毒性，使该水热-热解产物可以作为吸附剂和土壤修复剂使用。CN110683728ACN110683728A权利要求书1/1页1.一种污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将城市生活污水处理厂排放的原生污泥置于水热反应釜中，密闭水热反应釜后用氮气反复吹扫反应釜确保反应釜内空气排尽，然后以50-200r/min的转速进行搅拌，在一个标准大气压和150-250℃下进行水热反应直至反应结束，待水热产物自然冷却到23-26℃后，抽滤得到水热固体残渣，并在0-4℃下用保鲜膜密封保存；(2)将城市生活垃圾填埋场内的填埋垃圾剪碎成0.5cm以下的碎片和步骤(1)中制备的水热固体残渣混合，混合物中填埋垃圾的质量比例在0-50％之间；将所述混合物放入管式炉中，在400-900℃之间进行热解反应直至反应结束，整个反应过程中向管式炉中通入氮气，待固体产物自然冷却到23-26℃后密封保存，重金属则固化于该固体产物中。2.根据权利要求1所述的污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法，其特征在于：所述混合物中填埋垃圾的质量比25％。3.根据权利要求1或者2所述的污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的热解温度为700℃，升温速率为15℃/min，到达终温后停留时间为30-120min。4.根据权利要求3所述的污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法，其特征在于：所述步骤(1)中到达水热反应终温时停留时间为10-60min，水热反应温度为200℃。5.根据权利要求4所述的污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法，其特征在于：热解反应整个反应过程中以150ml/s的速率向管式炉中通入氮气。2CN110683728A说明书1/5页一种污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法技术领域[0001]本发明涉及废物处理与资源化利用方法，特别涉及一种污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法。背景技术[0002]目前污水及污泥固体废弃物处理的主流方法为焚烧、填埋、堆肥。焚烧产生的二噁英会对环境造成直接危害，填埋和堆肥会占用大量土地资源，并且填埋产生的渗滤液会污染当地土壤环境及地下水；污泥热解技术经过多年发展，逐渐变成实用技术。现有污泥处理方法中的热解技术主要用来单一的处理污泥,从而实现污泥的减量化和无害化，并且热解残焦可作为燃料或土壤改良剂使用。已有的研究表明污泥热解残焦中重金属残留约90％以上，且浸出量很小，甚至不浸出；但是现有的污泥处理技术，并未完全发挥污泥热解炭的稳定重金属的作用。此外，城市生活垃圾，尤其是含重金属的危险废物，通常采用特定填埋厂填埋或特定焚烧工艺及装置处理；该方法花费较大，且容易产生二次污染。[0003]由于机械脱水后的城市污泥含水率仍高达80％以上，热解前若采用烘干研磨处理经济和能耗较大，且单独热解处理时污泥中的个别金属浸出量虽有所降低但未能达到排放标准。发明内容[0004]本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种固化体稳定安全，浸出毒性低，在较低的经济和能源消耗的前提下，污泥和填埋垃圾得到了最大限度的无害化和资源化处理的污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法。[0005]本发明解决技术问题所采用的技术方案为：[0006]一种污泥与填埋垃圾水热-热解协同固化重金属的方法，包括以下步骤：[0007](1)将城市生活污水处理厂排放的原生污泥置于水热反应釜中，密闭水热反应釜后用氮气