微波热解处理市政污泥的技术方法.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CN105417918A(43)申请公布日2016.03.23(21)申请号201510897940.X(22)申请日2015.12.08(71)申请人深圳大学地址518000广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)发明人方琳马睿周杨袁琦袁娜娜李珊婷孙宏元(74)专利代理机构深圳市科吉华烽知识产权事务所(普通合伙)44248代理人韩英杰(51)Int.Cl.C02F11/10(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称微波热解处理市政污泥的技术方法(57)摘要本发明提供了微波热解处理市政污泥的技术方法，将污泥样品加入微波热解(单模微波炉)装置中，然后通入氮气，热解进行处理。利用本发明提供的处理方法，针对污水厂提供的市政污泥进行微波原位热解的处理，该反应迅速高效,且最终产物为气态产物(氢气含量最高可达70％以上，甲烷含量最高可达60％以上)、液态产物(主要成分为脂肪酸含量最高可达30％以上)和热解残渣。其中气态产物、液态产物均可进行循环利用。微波对污泥中的重金属有特别明显的固定效果六种重金属残渣态均达到75％以上，跟原污泥相比大大降低了环境污染的危害。CN105417918ACN105417918A权利要求书1/1页1.微波热解处理市政污泥的技术方法，包括：第一步：将污水处理厂的原污泥进行烘干处理，直至质量不在变化；第二步：将污泥研磨成小颗粒状，加入热解催化剂和微波吸收剂，搅拌混匀；第三步：将污泥加入微波热解装置中，然后通入氮气，热解；第四步：反应后冷却收集能源气体和处理后的污泥。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选微波热解之前，通入高纯氮气20min，流速为100mL/min，微波加热开始后调整氮气通入流量为30-40mL/min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选热解温度450-1100℃，热解时间为20-45min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微波吸收剂选自：KOH、NaOH、CaO、Fe2O3、MgO、NiO等，微波吸收剂的用量为污泥样品重量的2％-10％。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解催化剂选自：碱金属：CaO、Fe2O3、MgO、NiO等，或者金属盐类：MgCl2、FeCl3等，热解催化剂的用量为污泥样品重量的2％-10％。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将污泥研磨成小颗粒状，研磨至粒径≤3mm的污泥颗粒，优选粒径≤2mm。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，烘干温度105℃，烘干10—12小时。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微波热解装置为单模微波炉，包含：1-温度显示器，2-电流表，3-微波功率调节旋钮，4-运行开关，5-停止开关，6-定时开关，7-照明开关，8-急停开关，9-微波开关，10-单模微波炉腔，11-高纯氮气输送部件，12-产物收集部件，13-微波发射器，14-保温棉，15-石英反应器，16-热电偶，其中，1-单模微波炉腔的前部设置有13-微波发射器，15-石英反应器置于1-单模微波炉腔内部，16-热电偶设置于15-石英反应器的前部，和13-微波发射器对应，11-高纯氮气输送部件和12-产物收集部件分置于15-石英反应器内部，部件3-9通过电路连接控制单模微波炉腔内的反应，部件1和2通过电路连接控制单模微波炉腔内的参数变化。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，采用单模微波加热设备，微波频率为2450±50MHz，可用功率为2KW，并线性可调，采用16-热电偶测温，16-热电偶与1-温度显示器相连，将放有污泥样品的15-石英反应器用14-保温棉包好，放置在10-单模微波炉炉腔中。为保证热解在惰性气体环境中进行，开启微波前先通过11-高纯氮气输送部件向反应体系中通入高纯氮气，开启4-运行开关，7-照明开关，然后开启9-微波，13-微波发射器向10-单模微波炉炉腔馈入微波，调节3-旋钮调节微波功率大小，热解开始后进行12-产物收集部件。热解完毕，调节3-微波旋钮至指针归零，关闭9-微波开关，关闭微波，冷却至室温，开启5-停止开关，完成热解实验。2CN105417918A说明书1/7页微波热解处理市政污泥的技术方法技术领域[0001]本发明属于资源环境保护技术领域，具体涉及微波热解处理市政污泥的技术方法。背景技术[0002]现有技术的污泥处理方法主要有以下几种：[0003]一、污泥的卫生填埋[0004]污泥卫生填埋始于20世纪60年代，是一项比较成熟的污泥处置技术。污泥既可单独填埋也可与生活垃圾和工业废弃物一起填埋。这种处置方法简单、易行、成本低，污泥又不需要高度脱水，适应性强。填埋场一般为废弃的矿坑或天然的低洼地。