用于对来自用于可再生原料和有机剩余料的水热碳化的设备的生产用水进行处理的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于通过生产用水的蒸发、清洗过的生产用汽的凝结、以及对作为从HTC设备中排出的废水量的部分量或者必要时作为总量的生产用汽凝结物的生物处理而对积累在用于可再生原料和有机剩余料的水热碳化的设备中的生产用水进行处理的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对来自用于可再生原料和有机剩余料的水热碳化的设备的生产用水进行处理的方法
本专利技术涉及一种用于处理生产用水的方法，所述生产用水积累在用于可再生原料和有机剩余料的水热碳化（HTC）的设备中。
技术介绍
本专利技术的应用领域是处理部分量的或者全部量的作为废水从HTC设备排出的生产用水，所述生产用水在从可再生原料、农业生产中、林业生中和食品生产中的剩余料和废物处理中的有机可回收物质中生产固体载能体或者土壤改良剂时积累在HTC设备中。目前能够将可再生原料和有机剩余料或者生物质理解为植物的生物质以及动物的代谢物，特别是可再生原料，诸如例如来自于花园维护、公园维护和景观维护、割草和切割柳条的木头、木片、绿色废物，来自于农业和林业以及食品工业和废物管理业的有机剩余料、植物、麦秆、青贮饲料，以及也可为泥炭、褐煤、造纸污泥和积於、残渣等，这在下文中也表示为投料。在下文中将水热碳化（HTC）理解为在大约150℃和大约300℃之间的温度下在存在液态水的情况下处理投料，其中投料基本上在分裂成水和二氧化碳的情况下提炼成多碳且贫氧的固体。在水热碳化期间，投料完全地或者部分地由液态水包围。水热碳化期间的压力至少相应于水在所选择的处理温度下的饱和蒸汽压力或者在其之上。与投料的类型相关地，处理温度必须达到最小数值，其中所述最小数值对于多糖的投料而言位于至少大约150℃并且对于多纤维素和多木质素的投料而言位于至少大约180℃。在水热碳化时不超过大约300℃的温度。水热碳化的持续时间与碳化的原料的期望的特性相关，例如与碳含量、粒度、氧含量相关并且能够在大约30分钟和大于24小时之间持续。在下文中将HTC设备理解为用于投料的水热碳化的设备，所述设备由彼此空间关联的多个生产步骤组成，其中需要至少一次水热碳化，投料到水热碳化装置中的引入和碳化的投料从水热碳化装置中的排出，必要时碳化的投料的机械脱水和碳化的投料的热烘干。在下文中，作为生产用水指的是下述水，所述水在投料经受水热碳化期间直接与所述投料接触，由此由有机的和无机的物质污染并且从水热碳化装置中与碳化的投料一起或者单独地排出。能够在下文中用生产用汽表示蒸发的生产用水。生产用汽例如能够在碳化的投料的热烘干时，在对从水热碳化装置中排出的生产用水和/或对碳化的投料的蒸发冷却时，在用于生产用水的蒸发设备中或者在水热碳化期间通过碳化过程的放热产生。在下文中，将凝结的生产用汽表示为生产用汽凝结物。在下文中，能够将废水理解为液态地从HTC设备中排出的生产用水和生产用汽凝结物的量。废水的量基本上从引入到水热碳化装置中的新鲜水的量和在水热碳化期间与投料分离的水的量的总和与随碳化的投料一起从HTC设备中排出的生产用水的量和作为生产用汽直接从HTC设备中排出的生产用水的量的总和之间的差值得出。根据现有技术有利的是，将从水热碳化装置中排出的生产用水的一部分作为循环水在HTC设备之内引导并且再次引入到水热碳化装置中。因此，在HTC设备之内包含生产用水循环没有改变根据上面定义的从HTC设备中总计排出的废水的量。在下文中，用新鲜水表示下述水，所述水不作为循环水在HTC设备之内引导，而是独立地或者与投料一起被引入到水热碳化装置中。特别地，用新鲜水表示附着于投料的水，所述水强制地与所述投料一起被引入到HTC设备中。已知的是，——也在包含内部的生产用水循环之后——通常必须将生产用水作为废水从HTC设备中排出，因为与投料一起引入到HTC设备中的新鲜水的量和在水热碳化期间与投料分离的水的量的总和大于与碳化的投料一起从HTC设备中排出的生产用水的量和直接作为生产用汽从HTC设备中排出的生产用水的量的总和。已知的是，生产用水在水热碳化期间由例如能够经由测量全部的有机碳（TOC）来证明的水溶性的有机物质和由投料的例如能够经由测量电导率来证明的水溶性的无机组分、例如盐来污染。此外，已知的是，生产用汽尤其由生产用水的蒸汽挥发性的有机组分污染。用于通过厌氧的或者需氧的生物处理来处理作为废水从HTC设备中排出的生产用水的科学基础是已知的。此外，已对通过活性炭过滤器以及组合所述方法的处理进行研究。此外，EP2206688描述了通过湿法氧化对废水进行的预处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，通过在对出自投料的水热碳化的作为废水从HTC设备中排出的生产用水的量的至少一部分量进行处理时，特别是在投料的成分波动和水热碳化的生产条件变化时改进现有技术，针对直接地或间接地将废水从HTC设备中导入来可靠地遵守通过法定的框架条件来预设的极限值。本专利技术的目的在于，提供一种用于对作为废水从HTC设备中导出的生产用水的量进行处理的简化的方法，所述方法的特征在于低的运行成本和投资成本并且适合于将用有机的和无机的组分对废水加负荷降低成，使得可靠地不超过例如在德国通过废水处理协会以及水资源法预设的法定极限值。为此，根据本专利技术特别提出·生产用水的蒸发，·生产用汽的凝结，以及·对作为从HTC设备中排出的废水的量的部分量或者必要时作为从HTC设备中排出的废水的量的总量的生产用汽凝结物进行常规的生物处理。所述目的通过用于处理来自于HTC设备的生产用水的方法来实现，其中·将生产用水至少部分地、例如以60%或者更高来蒸发，·将这样获得的生产用汽凝结，必要时在由于压缩引起的压力升高或者由于膨胀引起的压力下降之后，·将来自上一级的生产用汽凝结物至少作为废水的部分量从HTC设备中排出，以及·将废水以已知的方式和方法进行生物处理，例如通过需氧的或者厌氧的废水净化、生物化学氧化、活化法、滴滤法或者浸滤法、生物过滤法，例如借助于植物污水处理设备、不通风的或者通风的废水池设备。本专利技术的基本的工作原理在于，通过将生产用水的有机组分的主要可良好生物分解的组成部分转化为气相，随后的生产用汽的凝结、优选基本上完全的凝结以及生产用汽凝结物的有机组分的如此实现的进一步的生物分解，以强化且低成本的方式减少废水的至少一部分的有机组分。根据本专利技术的方法能够优选地通过如下方式设计：·以等温的方式清洗所获得的生产用汽，也就是说在尽量避免生产用汽凝结的情况下，以及·在等温清洗时的生产用汽的pH值通过添加碱，优选地通过添加无机碱，例如通过添加诸如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、石灰（乳）等的碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物而至少提高到6。通过在提高pH值的同时对生产用汽进行根据本专利技术的等温清洗，进一步减少生产用汽的有机组分进而也进一步减少生产用汽凝结物。更优选地，根据本专利技术的方法能够有利地通过如下方式设计：·为了提高生产用汽的pH值，将氢氧化钙作为碱、例如作为石灰乳引入到等温清洗装置中，以及·将出自于等温清洗装置的结垢必要时在通过蒸发的浓缩之后输送给水热碳化装置或者在对碳化的投料仅机械脱水前添加给所述碳化的材料或者输送给热烘干装置。氢氧化钙能够以固体的、悬浮的或者溶解的形式，例如以水溶液或悬浮液的形式，优选地以石灰乳的形式使用。通过根据本专利技术将尤其以石灰乳的形式的氢氧化钙用于提高在等温清洗中的生产用汽的pH值和用于通过将结垢引入到碳化的投料的热烘干装置中（直接地或者间接地至少部分地经由将结垢引入到水热碳化装置中或者在对碳化的投料进行机械脱水前添加给所述碳化的材料）来实现将包含在等温清洗器的结垢中的有机钙盐至少部分地与碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.01.28 DE 102011009775.91.一种用于处理对投料进行水热碳化的设备的废水的方法，其中，●将生产用水部分地蒸发，●将以该方式获得的生产用汽凝结，●将以该方式获得的生产用汽凝结物至少作为废水的部分量从所述对投料进行水热碳化的设备中排出，以及●将所述废水以生物的方式处理，其特征在于，●将下述最小量的生产用水直接作为废水从所述对投料进行水热碳化的设备中排出，所述最小量是将碳化的投料的灰熔融性提升到使得实现将灰软化温度提高到至少1000℃所必需的，●将所述投料的含水量限制到或者将碳化的所述投料在蒸汽环境下的热烘干的蒸发功率提高到，使得作为废水从所述对投料进行水热碳化的设备中排出的除所述最小量的生产用水外的剩余的生产用水在蒸汽环境下的热烘干时蒸发，●将所述生产用汽以等温的方式清洗，以及●将在等温清洗中的所述生产用汽的pH值通过添加碱而提高到至少为6，●将石灰乳作为碱引入到所述等温清洗中以用于提高所述生产用汽的pH值，●将等温清洗器的结垢输送给所述水热碳化装置或者在对碳化的所述投料进行机械脱水之前添加给碳化的所述投料或者输送给所述热烘干装置，或者●将生产用水部分地蒸发，●将以该方式获得的生产用汽凝结，●将以该方式获得的生产用汽凝结物至少作为废水的部分量从所述对投料进行水热碳化的设备中排出，以及●将所述废水以生物的方式处理，其特征在于，●如同从下述差值中得到的那样多的生产用汽凝结物通过生产用水在蒸发设备中的蒸发和其随后的凝结来获得，并且作为废水从所述对投料进行水热碳化的设备中排出，所述差值是废水的量和来自于碳化的所述投料在蒸汽环境下的热烘干的生产用汽凝结物的量之间的差值，●将生产用汽凝结物的如所必需的那样多的量作为废水从所述对投料进行水热碳化的设备中排出，以便将烘干的、碳化的所述投料的灰熔融性设定成，使得不小于确定的最小灰软化温度，●将所述生产用汽以等温的方式清洗，以及●将在等温清洗中的所述生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：托比亚斯·维特曼，
申请(专利权)人：森高工业有限公司，
类型：
国别省市：