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
本發明涉及污泥預處理技術領域，公開了一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，包括以下步驟：S1，將污泥通入反應釜中；S2，對污泥進行攪拌；S3，將液態二氧化碳注入反應釜內；S4，當壓力達到一定值，繼續通入液態二氧化碳的同時，將反應釜中的氣態二氧化碳出口打開，以此循環，對反應釜內的污泥進行降溫；S5，當溫度達到一定值，停止氣態二氧化碳的排出，繼續注入液態二氧化碳；S6，當反應釜內壓力達到一定值，停止液態二氧化碳的通入。本發明提出了一種新的污泥的預處理方式，采用該方式，可以極大的降低現有技術污泥脫水預處理的能耗，具有廣闊的市場前景。
權利要求書
1.一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，其特征在于：包括以下步驟：S1，將污泥通入反應釜中；S2，對污泥進行攪拌；S3，將液態二氧化碳注入反應釜內；S4，當壓力達到一定值，繼續通入液態二氧化碳的同時，將反應釜中的氣態二氧化碳出口打開，以此循環，對反應釜內的污泥進行降溫；S5，當溫度達到一定值，停止氣態二氧化碳的排出，繼續注入液態二氧化碳；S6，當反應釜內壓力達到一定值，停止液態二氧化碳的通入；S7，等到污泥中的水完全形成二氧化碳水合物，反應釜內壓力穩定后，反應完成。
2.根據權利要求1所述的一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，其特征在于：所述步驟S3中，液態二氧化碳注入的方式為連續注入。
3.根據權利要求1所述的一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，其特征在于：所述步驟S4中，壓力為1～2MPa。
4.根據權利要求1所述的一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，其特征在于：所述步驟S5中，溫度為5～10℃。
5.根據權利要求1所述的一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，其特征在于：所述步驟S6中，壓力為4.5～5.5MPa。
6.根據權利要求1所述的一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，其特征在于：還包括步驟S8：反應完成后，打開二氧化碳循環出口，釋放釜內二氧化碳。
7.根據權利要求6所述的一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，其特征在于：還包括步驟S9，所述步驟S8進行的同時，在反應釜的內盤管中通入熱水，加速二氧化碳水合物的分解，通過二氧化碳壓縮機，收集釜內二氧化碳到二氧化碳儲氣罐中。
8.一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的系統，實現如權利要求1-7任一項所述的一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，其特征在于：包括：反應釜，用于處理污泥；注泥口，設置在反應釜上，用于注入污泥；攪拌器，設置在反應釜內，用于攪拌污泥；液態二氧化碳進口，用于注入液態二氧化碳；壓力傳感器，設置在反應釜內，測量反應釜內壓力；溫度傳感器，設置在反應釜內，用于測量反應釜內溫度；二氧化碳循環出口，用于排出氣態二氧化碳；內盤管，設置在反應釜內，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，與二氧化碳循環出口連接，用于壓縮氣態二氧化碳；二氧化碳儲氣罐，與二氧化碳壓縮機連接，用于收集反應釜內的二氧化碳；污泥卸料口，設置在反應釜的底部，用于排出污泥。
9.根據權利要求8所述的一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的系統，其特征在于：所述反應釜的內壁還設置有真空絕熱層。
10.根據權利要求8所述的一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的系統，其特征在于：還包括重量傳感器，用于測量反應釜內物質的重量。
發明內容
本發明的目的在于提供一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，以解決背景技術中所提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，包括以下步驟：
S1，將污泥通入反應釜中；
S2，對污泥進行攪拌；
S3，將液態二氧化碳注入反應釜內；
S4，當壓力達到一定值，繼續通入液態二氧化碳的同時，將反應釜中的氣態二氧化碳出口打開，以此循環，對反應釜內的污泥進行降溫；
S5，當溫度達到一定值，停止氣態二氧化碳的排出，繼續注入液態二氧化碳；
S6，當反應釜內壓力達到一定值，停止液態二氧化碳的通入；
S7，等到污泥中的水完全形成二氧化碳水合物，反應釜內壓力穩定后，反應完成。
作為本發明的一種優選實施方式，所述步驟S4中，壓力為1~2MPa。
作為本發明的一種優選實施方式，所述步驟S5中，溫度為5~10℃。
作為本發明的一種優選實施方式，所述步驟S6中，壓力為4.5~5.5MPa。
作為本發明的一種優選實施方式，還包括步驟S8：反應完成后，打開二氧化碳循環出口，釋放釜內二氧化碳。
作為本發明的一種優選實施方式，還包括步驟S9，所述步驟S8進行的同時，在反應釜的內盤管中通入熱水，加速二氧化碳水合物的分解，通過二氧化碳壓縮機，收集釜內二氧化碳到二氧化碳儲氣罐中。
一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的系統，包括：
反應釜，用于處理污泥；
注泥口，設置在反應釜上，用于注入污泥；
攪拌器，設置在反應釜內，用于攪拌污泥；
液態二氧化碳進口，用于注入液態二氧化碳；
壓力傳感器，設置在反應釜內，測量反應釜內壓力；
溫度傳感器，設置在反應釜內，用于測量反應釜內溫度；
二氧化碳循環出口，用于排出氣態二氧化碳；
內盤管，設置在反應釜內，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，用于收集反應釜內的二氧化碳。
作為本發明的一種優選實施方式，所述反應釜的內壁還設計有真空絕熱層。
與現有技術相比，本發明提供了一種使用液態二氧化碳做污泥預處理的方法，具備以下有益效果：
本發明使用液態二氧化碳做污泥的預處理，使污泥中的水在預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被打破，污泥膠體狀態被破壞，污泥絮體的網狀結構發生了不可逆的破壞，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，部分結合水轉變為自由水，部分細胞壁結構被破壞，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，相較于現有技術，本發明提出了一種新的污泥的預處理方式，不再需要任何預處理藥劑，沒有添加藥劑污泥環境的可能性，沒有污泥固體物的重量增量，降低后段濾液處理的成本，同時降低污泥預處理的成本，可以極大降低現有技術污泥脫水的能耗，本發明具有非常大的經濟效益和巨大的市場使用前景，而相較于現有技術，本發明采用液態二氧化碳，不僅可以使得注入二氧化碳的速度更快，而且其液態可以用于開始階段的反應釜內污泥的降溫，因為液態二氧化碳直接作為污泥冷卻介質，直接與污泥接觸用于污泥冷卻，效率極高，沒有中間介質的效率損失，能耗更低。
（發明人：徐鳳陽;周翠平;陳淼）
