太阳城集团

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一种SCWO技术轧钢含油污泥减量无害化处理方法.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201611193261.5

申请日:

2016.12.21

公开号:

太阳城集团CN106746485A

公开日:

2017.05.31

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):C02F 11/18申请日:20161221|||公开
IPC分类号: C02F11/18; C02F11/08; C02F101/30(2006.01)N; C02F103/16(2006.01)N 主分类号: C02F11/18
申请人: 北京科技大学
发明人: 李素芹; 彭利冲; 郭丽婷; 李彬
地址: 100083 北京市海淀区学院路30号
优先权:
专利代理机构: 北京金智普华知识产权代理有限公司 11401 代理人: 皋吉甫
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法律状态
申请(专利)号:

CN201611193261.5

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2017.06.23|||2017.05.31

法律状态类型:

太阳城集团实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明是一种SCWO技术轧钢含油污泥减量无害化处理方法,该方法利用SCWO状态下水具有的特殊性质,将SCWO技术应用于轧钢含油污泥无害化处理及资源化利用。在特定的压力、温度、太阳城集团和过氧倍数下,水和污泥无限互溶,快速反应,轧钢含油污泥减量99.68%以上,且出水COD由25031mg/L降至COD达到78~80mg/L,过程中产生的小分子气体进行回收和利用。剩余固体产物的容积仅为含油污泥容积的1.5%左右,剩余固体产物主要由无机颗粒物组成,其中Fe元素在固体渣相的存在形式主要为磁赤铁矿、赤铁矿,均具有一定的资源回收利用价值。说明采用SCWO法处理轧钢含油污泥可以实现减量化、无害化和资源化利用。

权利要求书

1.一种SCWO技术轧钢含油污泥减量无害化处理方法,其特征在于,该方案具体包括以
下步骤:
首先,将一定量未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖,打开
温控仪、加热器的电源开关,然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜,水
和污泥在反应釜内加热至温度至400-440℃,双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注
入搅拌反应釜,加压至压力为23-25MPa,过氧倍数100-300%,反应太阳城集团为1-5min,反应结束
后,在气液分离器出水口流出的液体收集并测定出水COD值,在气相出口进行气体的回收,
得到剩余固体产物进行回收和物相分析。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述剩余固体产物的容积仅为含油污泥容
积的1.5%以下,污泥减量98.5%以上剩余固体产物主要由无机颗粒物组成,其中Fe元素在固
体渣相的存在形式主要为磁赤铁矿、赤铁矿。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述出水COD由25031mg/L降至78~80mg/L。

说明书

一种SCWO技术轧钢含油污泥减量无害化处理方法

技术领域

本发明属于资源、环保领域,尤其涉及一种针对钢铁企业轧钢含油污泥,利用超临
界水氧化技术(SCWO)处理进行减量无害化处理的SCWO技术轧钢含油污泥减量无害化处理
方法。

背景技术

目前,污泥处理技术主要有填埋、生物、焚烧法等。填埋法对周围环境污染;生物法
处理含油率较高的污泥周期较长,去除率比较低;焚烧法处理含油污泥易产生二次污染且
后续处理复杂。SCWO技术在城市污泥处理方面应用广泛,但在轧钢污泥中尚未涉及到。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提供一种处理周期短,去除率比较高的SCWO技术轧钢
含油污泥减量无害化处理方法。

本发明的技术方案是:一种SCWO技术轧钢含油污泥减量无害化处理方法,该方案
具体包括以下步骤:

首先,将一定量未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖,
打开温控仪、加热器的电源开关,然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应
釜,水和污泥在反应釜内加热至温度至400-440℃,双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧
水注入搅拌反应釜,在压力为23-25MPa,过氧倍数100-300%,反应太阳城集团为1-5min,反应结束
后,在气液分离器出水口流出的液体收集并测定出水COD值,在气相出口进行气体的回收,
得到剩余固体产物进行回收和物相分析。

进一步,所述气体包括二氧化碳、水蒸气、氮气。

进一步,所述剩余固体产物的容积仅为含油污泥容积的1.5%以下,污泥减量
98.5%以上剩余固体产物主要由无机颗粒物组成,其中Fe元素在固体渣相的存在形式主要
为磁赤铁矿、赤铁矿。

进一步,所述出水COD由25031mg/L降至78~80mg/L。

本发明利用超临界状态下(水的温度和压强升高到临界点T=374.3℃,p=
22.05MPa以上)水所没有的特殊性质:它可以和空气、氧气及一些有机物均匀混合,如果超
临界水中同时溶有氧气和有机物,则有机物可迅速被氧化为二氧化碳、水蒸气、氮气等小分
子化合物。研究成果:发现在特定的压力、温度、太阳城集团和过氧倍数下,轧钢含油污泥减量
98.5%左右,且出水COD与处理前高达25031mg/L的COD数值相比非常小,反应结束后出水
COD达到78~80mg/L,澄清度和自来水无异,含油污泥中有机物基本上彻底分解,因此SCWO
技术能够在短太阳城集团内使轧钢含油污泥达到减量无害化。过程中产生的小分子气体进行回收
和利用。剩余固体产物的容积仅为含油污泥容积的1.5%左右,剩余固体产物主要由无机颗
粒物组成,其中Fe元素在固体渣相的存在形式主要为磁赤铁矿、赤铁矿,均具有一定的资源
回收利用价值。将SCWO技术应用于轧钢含油污泥无害化处理及资源化利用,为该技术工程
应用提供科学依据与参考。

本发明的有益效果是:由于采用上述技术方案,该方法处理后轧钢含油污泥减量
98.5%左右,且出水COD与处理前高达25031mg/L的COD数值相比非常小,反应结束后出水
COD达到78~80mg/L左右,澄清度和自来水无异,因此SCWO技术可以实现在短太阳城集团内轧钢含
油污泥无害化处理。过程中产生的小分子气体进行回收和利用。剩余固体产物的容积仅为
含油污泥容积的1.5%左右,剩余固体产物主要由无机颗粒物组成,其中Fe元素在固体渣相
的存在形式主要为磁赤铁矿、赤铁矿,均具有一定的资源回收利用价值。说明采用SCWO法处
理轧钢含油污泥可以实现减量化和资源化利用。

附图说明

图1为未经污泥经超临界水氧化处理的SEM图。

图2为经污泥经超临界水氧化处理的SEM图。

图3是经超临界水氧化处理后残余固体的XRD图。

图4是在温度440℃、压力25MPa、过氧倍数300%下,轧钢含油污泥COD值随太阳城集团变
化曲线示意图。

图5是污泥差热分析失重图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1:

将未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖,打开温控仪、
加热器的电源开关,然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜,水和污泥
在反应釜内加热至温度至400℃,双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注入搅拌反应
釜,在压力为23MPa,过氧倍数150%,反应太阳城集团为1min,反应结束后,在气液分离器出水口流
出的液体收集并测定出水COD值,在气相出口进行气体的回收,得到剩余固体产物进行回收
和物相分析。

实施例2:

将未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖,打开温控仪、
加热器的电源开关,然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜,水和污泥
在反应釜内加热至温度至420℃,双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注入搅拌反应
釜,在压力为24MPa,过氧倍数100%,反应太阳城集团为2min,反应结束后,在气液分离器出水口流
出的液体收集并测定出水COD值,在气相出口进行气体的回收,得到剩余固体产物进行回收
和物相分析。

实施例3:

将未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖,打开温控仪、
加热器的电源开关,然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜,水和污泥
在反应釜内加热至温度至440℃,双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注入搅拌反应
釜,在压力为25MPa,过氧倍数300%,反应太阳城集团为5min,反应结束后,在气液分离器出水口流
出的液体收集并测定出水COD值,去除率分别达到97.88%,在气相出口进行气体的回收,得
到剩余固体产物进行回收和物相分析。

实施例4:

将未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖,打开温控仪、
加热器的电源开关,然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜,水和污泥
在反应釜内加热至温度至430℃,双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注入搅拌反应
釜,在压力为25MPa,过氧倍数180%,反应太阳城集团为3.5min,反应结束后,在气液分离器出水口
流出的液体收集并测定出水COD值,去除率分别达到97.88%,在气相出口进行气体的回收,
得到剩余固体产物进行回收和物相分析

实施例5:

将未稀释的轧钢含油污泥放入搅拌反应釜内部并固定反应釜顶盖,打开温控仪、
加热器的电源开关,然后双柱塞高压泵把废水杯中的水通过预热器打入反应釜,水和污泥
在反应釜内加热至温度至410℃,双柱塞高压泵开始把双氧水杯中的双氧水注入搅拌反应
釜,在压力为23MPa,过氧倍数200%,反应太阳城集团为4min,反应结束后,在气液分离器出水口流
出的液体收集并测定出水COD值,去除率分别达到97.88%,在气相出口进行气体的回收,得
到剩余固体产物进行回收和物相分析

如图1-图2所示:图1为反应前污泥的SEM图,图2为反应后的污泥的SEM图;处理前
含油污泥的表面呈现絮状,比较粘稠;处理后剩余固体基本都是松散的小颗粒,尺寸小于25
μm,主要是泥沙和金属盐类,它们不随反应液流出,达到了良好分离和稳定金属离子的效
果,有机物的去除效果明显。出水清澈透明,恶臭消失,实现了无害化处理。采用超临界水氧
化技术处理轧钢含油污泥不仅可实现无害化处理,在污泥减量方面效果也是非常显著的。
剩余固体产物的容积仅为含油污泥容积的1.5%左右,达到了减量化的目的,与填埋和制肥
相比,污泥中存在的病原微生物、寄生虫和恶臭难闻的气味消失,也不存在焚烧过程中产生
的二噁英有毒物质。经SCWO技术处理后的剩余固体铁含量高,如图3中,剩余固体主要由由
磁赤铁矿、硫酸钙、二氧化硅、赤铁矿、水磷氢钠石和闪锌矿等组成,其中Fe元素在固体渣相
的存在形式主要为磁赤铁矿、赤铁矿,有资源化利用潜力,可进一步提纯实现资源利用。总
之采用SCWO法处理轧钢含油污泥不仅反应快、操作简单、对环境友好等优点,而且达到了减
量化、无害化和资源利用。

对处理后的固体剩余成分分析如下:

表残余固体组成成分

成分
Fe2O3
SO3
SiO2
Na2O
CaO
ZnO
Al2O3
P2O5
MgO
含量(%)
33.23
22.87
13.52
9.44
7.76
4.37
3.44
1.81
1.14

含铁量高,有资源化利用价值。

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