一種沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物及其運用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及城市有機固體廢棄物處置與資源化利用領域，尤其涉及一種沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物及其運用方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國城市污水廠的數(shù)量和污水處理量的大幅增加，污泥的產(chǎn)量也隨之增大。由于污泥含水率高，有機質(zhì)含量大，易腐化發(fā)臭，使得污泥的處理成本高，處置難度較大。2010年，全國城鎮(zhèn)污水處理的濕污泥產(chǎn)量為2000多萬噸，然而，僅有20 %左右的污泥進行了無害化處理和資源化利用，大量的污泥未得妥善處理，危害生態(tài)環(huán)境。
[0003]在污泥的各種處置方法中，厭氧消化技術起到越來越重要的作用。污泥厭氧消化是指兼性菌和厭氧菌在無氧條件下，將污泥中的可生物降解有機物分解成甲烷、二氧化碳和水等，并使之穩(wěn)定化的過程，是污泥減量化、穩(wěn)定化的常用手段之一。經(jīng)厭氧消化后的污泥，含有更多的有效厭氧消化菌群，一般可作為接種污泥使用。
[0004]由于污泥中有機碳含量低，單獨厭氧消化時營養(yǎng)不均衡，沼氣產(chǎn)量不高。因此，在污泥厭氧消化過程中往往需要加入秸桿、園林廢棄物或者廚余垃圾等其他物質(zhì)進行聯(lián)合厭氧消化。但是，傳統(tǒng)的聯(lián)合厭氧消化工藝的反應周期長，同時還存在高有機酸、高氨氮等不利因子，使得厭氧消化受到抑制，造成甲烷轉(zhuǎn)化率低，限制了聯(lián)合厭氧消化技術在污泥處置中的應用。為提高污泥厭氧消化效率，發(fā)明專利申請CN104529106A和發(fā)明專利申請CN102838262A提出了投加硫酸銅或者高鐵酸鹽生產(chǎn)廢液的促進方法，發(fā)明專利申請CN104261644A公開了電解預處理的循環(huán)污泥與原始污泥相混合的技術，但是，這些方法由于存在成本高或者能耗大的缺點，不利于生產(chǎn)中的規(guī)?；瘧谩?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的問題是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物回用強化厭氧消化工藝，提升厭氧消化效率的方法，其涉及的厭氧消化工藝特指污泥與園林廢棄物聯(lián)合厭氧消化工藝，其涉及的沼渣特指污泥與園林廢棄物聯(lián)合厭氧消化工藝產(chǎn)生的消化剩余固體產(chǎn)物。本發(fā)明所述的接種污泥是前次污泥與園林廢棄物聯(lián)合厭氧消化后的剩余物。
[0006]熱裂解技術是當前廢棄物處置的一個熱門工藝，通常是指在缺氧環(huán)境下，物料被加熱升溫引起分子分解產(chǎn)生固態(tài)物質(zhì)、可冷凝液體和氣體產(chǎn)物的過程。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)污泥和園林廢棄物聯(lián)合厭氧消化產(chǎn)生的沼渣剩余物可以作為熱裂解的原料，從而制備具有高孔隙度和吸附性能的沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物。本發(fā)明中溫度在320°C即可產(chǎn)生所述的裂解固態(tài)產(chǎn)物。
[0007]本發(fā)明制備的沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物具有偏堿性、比表面積大和孔隙多的特點，可用于調(diào)控PH，有效吸附有害物質(zhì)，降低氨氮和有機酸中毒的危害，改善微生物生長代謝速率，提高厭氧消化效率，促進廢棄物資源化利用。
[0008]如果將這種疏松多孔的固態(tài)產(chǎn)物回用厭氧消化工藝中，其對微生物生長代謝有益，可以強化微生物活動，提高厭氧消化體系的穩(wěn)定性。
[0009]實施例4的結(jié)果顯示，相比只接種常規(guī)接種污泥的厭氧消化體系，沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物的引入增強了厭氧消化效率，至消化結(jié)束沼氣總產(chǎn)量提高了59.7%，甲烷產(chǎn)量提高了63.0%。
[0010]具體方案如下:
[0011 ] 一種疏松多孔的物質(zhì)，其特征在于:將污泥與園林廢棄物進行厭氧消化處理，獲得的部分沼渣經(jīng)過預處理后制備成材料前體;將材料前體進行熱裂解，獲得疏松多孔的物質(zhì)。
[0012]其進一步的技術方案是，所述預處理是將沼渣先經(jīng)過壓濾脫水，然后在水熱條件下制備成材料前體。
[0013]其進一步的技術方案是，所述的厭氧消化處理的溫度為35°C。
[0014]其進一步的技術方案是，320_500°C限氧條件下熱裂解。
[0015]一種疏松多孔的物質(zhì)的用途:將疏松多孔的物質(zhì)用于調(diào)控含有微生物體系的PH，降低體系氨氮和有機酸對微生物的毒害作用。
[0016]—種疏松多孔的物質(zhì)的用途:將疏松多孔的物質(zhì)粉碎過篩，獲得顆粒，將部分顆粒與接種污泥混合后培養(yǎng)，制備成強化型接種污泥，將所獲得的強化型接種污泥和所述的顆粒加入污泥與園林廢棄物厭氧消化體系，用于增強厭氧消化效果;所述的接種污泥為前次污泥與園林廢棄物聯(lián)合厭氧消化后的剩余物。
[0017]其進一步的技術方案是，所述的顆粒粒徑為0.2-5mm;
[0018]任選的，所述的強化型接種污泥和所述的顆粒的質(zhì)量比例為1:2-2:1。
[0019]其進一步的技術方案是，所述的強化型接種污泥和所述的顆粒加入污泥與園林廢棄物厭氧消化體系的比例為，強化型接種污泥占厭氧消化體系中總固體質(zhì)量的1_3%，所述的顆粒占厭氧消化體系中總固體質(zhì)量的1-5%。
[0020]—種城市固體廢棄物處理與資源化的方法:將污泥與園林廢棄物進行厭氧消化處理，厭氧消化獲得的部分沼渣經(jīng)過壓濾脫水后，在水熱條件下制備成材料前體，將材料前體進行熱裂解，產(chǎn)物粉碎過篩，獲得顆粒，將部分顆粒與接種污泥混合，制備成強化型接種污泥，所獲得的強化型接種污泥和另一部分顆?；赜玫絽捬跸幚磉^程中，獲得沼氣、沼液和沼渣;所述的接種污泥為前次污泥與園林廢棄物聯(lián)合厭氧消化后的剩余物；
[0021 ]任選的，所述的厭氧消化處理的溫度為35°C;
[0022]任選的，所述的熱裂解是在320_500°C限氧條件下進行；
[0023]任選的，所述的顆粒的粒徑為0.2-5mm;
[0024]任選的，所述的接種污泥和所述的顆粒的質(zhì)量比例為1:2-2:1;
[0025]任選的，所述的強化型接種污泥和所述的顆粒加入污泥與園林廢棄物厭氧消化體系的比例為，所述的強化型接種污泥占厭氧消化體系中總固體質(zhì)量的1_3%，所述的顆粒占厭氧消化體系中總固體質(zhì)量的1-5%。
[0026]任選的，所述的沼氣用作燃料。
[0027]有益效果:(I)本發(fā)明利用沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物回用促進了污泥與園林廢棄物聯(lián)合厭氧消化過程中的產(chǎn)甲烷作用，縮短了厭氧消化時間，提高廢棄物處置效率，同時為厭氧消化剩余物(沼渣)提出新的資源化利用途徑。
[0028](2)沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物疏松多孔，能夠為微生物提供生長位點，促進微生物的生長繁殖，通過沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物與接種污泥的混合培養(yǎng)制備強化型接種污泥，將提高接種污泥中的微生物活性。
[0029](3)沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物的酸性中和能力及其吸附性能，避免厭氧消化過程中水解和酸化階段所產(chǎn)生的過量有機造成的PH急劇降低，能夠緩沖厭氧消化體系pH的急劇波動，促進產(chǎn)甲烷菌在適宜pH環(huán)境下進行生長代謝。
[0030](4)沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物多孔結(jié)構及獨特表面特性可有效提高對厭氧消化過程中產(chǎn)生的NH4+及重金屬離子的吸附能力，減少厭氧消化過程中的不利因子。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明實施例1提供的沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物的掃描電鏡圖片(放大倍數(shù)1000倍)；
[0032]圖2是本發(fā)明實施例1提供的沼渣熱裂解固態(tài)產(chǎn)物的傅里葉紅外光譜掃描圖譜；
[0033]圖3是本發(fā)明實施例提供的一種城市固體廢棄物處理與資源化的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術方案作進一步闡述。實施例中未注明具體技術或條件者，按照本領域內(nèi)的文獻所描述的技術或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0035]實施例1
[0036]將某污水廠獲得的污泥與收