一种污泥有机／无机分离与资源化利用方法及系统与流程

本发明属于污泥处理相关技术领域，更具体地，涉及一种污泥有机/无机分离与资源化利用方法及系统。

背景技术：

我国污泥产量巨大、污染严重，相关处理处置需求十分迫切。污泥是污水处理过程中产生的固体废弃物，主要由无机颗粒、有机残片以及各类病原微生物组成，其复杂的有机无机组分是制约其后续利用的重要原因。因此，若能够将污泥各组分进行分离，则能够极大降低其处理处置难度，提升其资源化利用的潜力。实现污泥有机无机分离，需要首先明确其组分特点。污泥中的有机质为各类病原微生物，它们被包裹在以多糖、蛋白质、腐殖酸等为主要成分的胞外聚合物(eps)中，形成菌胶团结构。污泥中的无机质一部分为sio2与难溶态硅铝酸盐为主的泥砂，可作建筑原料；另一部分为以水溶态、有机态与酸溶态形式存在的无机元素，往往承担一定的生理功能，其中如na、k、ca、mg与铵盐等无机盐具有一定的回收利用价值。需要说明的是，由于污泥的生物特性，各类无机质往往与eps紧密结合、呈现出高度交联的结构，使得有机无机分离难度陡增。

针对以上问题，cn2018112560394公开了基于碳基骨架辅助热水解的污泥衍生燃料制备方法及产品，其提出了投加碳基骨架(如褐煤、木屑、虾蟹壳)等物质辅助污泥热水解提升其脱水性能，在脱水时可实现碱金属的脱除，但以硅铝酸盐为主的难溶态无机质仍保留在污泥中，并未分离完全。cn2020104505674公开了一种基于污泥热水解分相消化的能量回收与制肥工艺，其采用热水解+旋流分离的方法分离有机无机质，滤液泥饼用于厌氧消化，导致滤液中无机组分完全未得到回收利用、泥饼中有机组分利用不彻底。由此可见，如何实现污泥中各分离组分完全分离与最大程度资源化利用仍待进一步研究。在技术实现的过程中，如何通过流程优化降低成本、实现产物利用价值最大化也是需要考虑的重要问题。cn2020101846431公开了一种基于水热技术的生物质分质利用系统和方法，其通过污泥单独水热+旋流分离的方法实现污泥有机无机分离，无机相用作建材，但由于污泥仅进行单独水热，分离出的无机相除硅铝酸盐外还包含大量酸溶态无机组分，会降低建材原料的品质。cn2019112684071公开了污泥有机/无机成分分离方法，该方法通过酸液溶出污泥中化学药剂产生的沉淀物以方便后续有机质与无机矿物分离，但对分离后的泥和滤液又加碱进行中和，并不断返混循环这一过程，造成了酸、碱的极大浪费，提升了处理成本。cn2020109468402公开了一种污泥资源分质分相梯级回收利用的方法，该方法采用污泥加碱热水解进行固液分离，但在后续回收固相中无机质时又加入大量的酸，同样存在浪费与高成本的问题。因此对技术路线进行综合考虑与优化，在最低成本下实现污泥组分分离与高值利用仍需要探索。综合上述对比文献，当前的申请或授权专利主要存在以下问题：(1)污泥有机质与无机组分的高效、彻底分离较难。(2)污泥各组分回收程度较低，分离产物品质较差。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供了一种污泥有机/无机分离与资源化利用方法及系统，旨在解决现有的污泥有机质与无机组分分离困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种污泥有机/无机分离与资源化利用方法，该方法包括如下步骤：

s1将待处理污泥与强化分离剂混合获得混合污泥，其中所述强化分离剂采用有机固体废弃物；

s2对所述混合污泥进行共热水解获得水解污泥；

s3对所述水解污泥进行旋流分离，得到有机相污泥和无机相污泥，最后分别对所述有机相污泥和无机相污泥进行固液分离，得到有机相泥饼、无机相泥饼和滤液，以此实现污泥有机无机分离与资源化利用。

作为进一步优选的，步骤s1中，所述强化分离剂包括厨余垃圾、医疗垃圾、厌氧发酵沼渣、废塑料、废橡胶、包装废弃物、中药渣、树皮中的任意一种或多种；所述混合污泥中待处理污泥的干基质量与强化分离剂的干基质量比为1:0.05～1:1。

作为进一步优选的，步骤s2中，共热水解过程的工作温度为150℃～300℃，工作压力为0.5mpa～8.6mpa，保温时间为5min～60min。

作为进一步优选的，步骤s2还包括对所述水解污泥进行闪蒸，获得闪蒸污泥，然后送入步骤s3中进行旋流分离。

作为进一步优选的，步骤s2中，闪蒸过程的工作压力为0.1mpa～0.2mpa，停留时间为90s～300s，产生的闪蒸蒸汽温度为100℃～120℃。

作为进一步优选的，本发明还包括步骤s4，具体为：对步骤s3获得的滤液进行废盐回收，从而获得废液和回收盐，并将所述废液作为提取液导入所述闪蒸污泥中或作为污水厂的补充碳源。

作为进一步优选的，步骤s4中，采用电渗析法对所述滤液进行废盐回收。

按照本发明的另一方面，提供了一种污泥有机无机分离与资源化利用系统，该系统包括依次连接的预处理单元、旋流分离单元和固液分离单元，其中：

所述预处理单元包括热解罐，所述热解罐用于将待处理污泥与强化分离剂混合获得混合污泥并进行共热水解获得水解污泥，所述强化分离剂采用有机固体废弃物；

所述旋流分离单元的入口与所述热解罐连接，其出口与所述固液分离单元连接，用于对所述热解污泥进行旋流分离，得到有机相污泥和无机相污泥，并分别送入所述固液分离单元；

所述固液分离单元包括有机相分离组件和无机相分离组件，所述有机相分离组件用于对所述有机相污泥进行固液分离，以获得有机相泥饼和滤液；所述无机相分离组件用于对所述无机相污泥进行固液分离，以获得无机相泥饼和滤液。

作为进一步优选的，所述强化分离剂包括厨余垃圾、医疗垃圾、厌氧发酵沼渣、废塑料、废橡胶、包装废弃物、中药渣、树皮中的任意一种或多种；所述预处理单元还包括闪蒸罐，所述闪蒸罐的入口与所述热解罐连接，其出口与所述旋流分离单元连接，用于对水解污泥进行闪蒸获得闪蒸污泥，并送入所述旋流分离单元中。

作为进一步优选的，所述污泥有机无机分离与资源化利用系统还包括废液回收与循环单元，该废液回收与循环单元包括依次连接的滤液储存池和废盐回收池，其中所述滤液储存池与有机相分离组件和无机相分离组件的出口连接，用于储存固液分离后产生的滤液；所述废盐回收池用于对所述滤液进行废盐回收，获得废液和回收盐，并将所述废液送入所述闪蒸罐中作为提取液或送入污水厂作为补充碳源。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本发明通过将待处理污泥与强化分离剂共热水解，能够在高温高压条件下破坏污泥eps交联结构，减少有机质与难溶态无机质间的粘聚力和结合强度；同时强化分离剂在共热水解过程中分解产生的小分子醇、酮、脂质等会增强反应体系的极性，弱化有机胶体表面能与静电作用，从而促进吸附/络合于深层eps中的有机态与离子态无机元素的释放，进而实现对污泥中有机/无机产物的精细分离，获得高纯度的有机相泥饼和无机相泥饼，分别用作固体燃料与建材利用；

2.尤其是，本发明通过增加对水解污泥进行闪蒸这一步骤，能够使得污泥内部液态水剧烈汽化，从而实现二次破壁，进一步减少有机质与难溶态无机质间的粘聚力和结合强度，实现有机组分与无机质的彻底剥离；

3.同时，本发明还对固液分离后的滤液进行废盐回收，因强化分离剂能够实现对酸溶态无机元素、有机态无机元素和离子态无机元素的完全浸提，使得滤液中废盐提取的产率得以提升；废盐提取产生的废液中仍含有大量强化分离剂的分解产物，作为提取液循环导入污泥中可进一步强化浸提效果；并且由于废盐提取去除了滤液中的铵盐，相当于进行了脱氮处理，使得废液作为污水厂补充碳源的品质得到提升；

4.此外，本发明通过对强化分离剂的种类与投加量进行了优选与优化，既能够确保原料在共热水解过程中具有足够的反应活性，又兼顾了原料的易获得性与工艺成本的低廉性；同时还对共热水解的工作温度、压力与保温时间进行了优化，能够保证强化分离剂在对应条件下的充分反应，产生足量的分解产物使得浸提过程充分进行；最后对闪蒸过程的工作压力、停留时间等进行了优化，保证了污泥内部液态水相变过程足够剧烈，以实现污泥有机组分与无机组分间更好的剥离效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的污泥有机/无机分离与资源化利用方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的污泥有机/无机分离与资源化利用系统的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-预处理单元，11-热水解罐，12-闪蒸罐，2-旋流分离单元，21-螺杆泵，22-一级水力旋流器，23-第一二级水力旋流器，24-第二二级水力旋流器，3-固液分离单元，31-有机相污泥储存池，32-无机相污泥储存池，33-有机相污泥脱水装置，34-无机相污泥脱水装置，4-废盐回收与废液循环单元，41-滤液储存池，42-废盐回收池。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种污泥有机/无机分离与资源化利用方法，该方法包括如下步骤：

s1将待处理污泥与强化分离剂混合获得混合污泥，其中强化分离剂采用有机固体废弃物，包括厨余垃圾、医疗垃圾、厌氧发酵沼渣、废塑料、废橡胶、包装废弃物、中药渣、树皮中的任意一种或多种，上述材料含有大量蛋白质、脂质、碳水化合物、腐殖质、纤维素、半纤维素与木质素等生物有机大分子聚合物，或聚乙烯、pvc、橡胶等有机高分子聚合物，以上原料组分在共热水解过程中具有较强的反应活性，可分解产生小分子醇、酮、脂肪酸等物质，使得反应体系的极性增强，有机胶体表面能与静电作用弱化，从而促进吸附/络合于深层eps中的有机态、离子态无机元素的释放以及酸溶态无机元素的溶解；并且混合污泥中待处理污泥的干基质量与强化分离剂的干基质量比为1:0.05～1:1，保证强化分离剂在共热水解过程中产生足量的活性物质，进而保证污泥中的离子态、有机态与酸溶态无机元素被尽可能地浸提；

s2对混合污泥进行共热水解获得水解污泥，共热水解过程的工作温度为150℃～300℃，工作压力为0.5mpa～8.6mpa，保温时间为5min～60min；该参数能够保证强化分离剂充分反应，产生足量的分解产物使得浸提过程充分进行，避免强化分离剂中的活性组分不能发生反应产生足够的分解产物完成浸提，同时强化分离剂中的有机大分子还可能向滤液中大量释放，会造成物料粘度急剧上升以至于旋流分离进料受阻；若反应条件更加严苛，则污泥与强化分离剂可能在反应釜中发生结焦现象，反致大量浸出的无机元素又被新生成的具有一定吸附能力的半焦产物固定，同时出料口由于结焦问题还可能堵塞，使得正常后续旋流进料受阻，进而造成无机元素浸提率下降；

s3对水解污泥进行旋流分离，得到有机相污泥和无机相污泥，最后分别对有机相污泥和无机相污泥进行固液分离，得到有机相泥饼、无机相泥饼和滤液，以此实现污泥有机无机分离与资源化利用；

s4采用电渗析法对步骤s3获得的滤液进行废盐回收，从而获得废液和回收盐。

进一步，步骤s2还包括对水解污泥进行闪蒸，获得闪蒸污泥，然后送入步骤s3中进行旋流分离，同时产生的闪蒸蒸汽可用于混合污泥的预热。闪蒸过程的工作压力为0.1mpa～0.2mpa，停留时间为90s～300s，产生的闪蒸蒸汽温度为100℃～120℃。若待处理污泥中有机质含量低于35％，无机组分在有机絮体结构中的络合效应不显著，仅靠热水解与强化分离剂的协同作用即可较好的完成离子态、有机态与酸溶态无机元素的浸提，以及难溶态无机质与有机组分之间的分离，因此可选择跳过闪蒸过程，直接对热水解污泥进行固液分离。同时，上述反应条件能够避免污泥与强化分离剂在过于严苛的反应条件下与反应釜发生结焦现象，反致大量浸出的无机元素又被新生成的具有一定吸附能力的半焦产物固定，同时出料口由于结焦问题发生了部分堵塞，使得正常后续旋流进料受阻，进而造成无机元素浸提率下降。同时还能够避免强化分离剂中的蛋白质、多糖与脂质等活性组分不能发生反应产生足够的分解产物完成浸提，并避免强化分离剂中的有机大分子向滤液中大量释放，造成物料黏度急剧上升，此时浸提液无法将污泥稀释至足够水平，进而导致闪蒸罐出口堵塞、旋流分离过程因为进料受阻而无法正常进行。

进一步，步骤s3中，采用多级旋流分离进行有机/无机分离，旋流级数大于等于2，经过多级旋流与固液分离后最终得到的有机相泥饼中有机质含量大于等于80％，干基热值≥15000kj/kg；无机相泥饼中有机质含量≤20％，无机相泥饼的无机组分中sio2+硅铝酸盐含量≥85％。

进一步，步骤s4中，回收盐的主要成分为钠盐、钾盐、钙盐与镁盐为主的金属盐以及铵盐。若步骤s2包括对水解污泥进行闪蒸，可将废液作为提取液导入闪蒸污泥中，使闪蒸污泥中干基与水分的质量比为1:14～1:50，从而提高污泥液相中强化分离剂分解产物浓度，使污泥中离子态、有机态与酸溶态无机元素的浸提率进一步上升，同时完成了闪蒸污泥(或热水解污泥)的浆化，使得后续旋流分离的物料输运过程得以顺利进行。若不包括对水解污泥进行闪蒸，则将废液作为污水厂的补充碳源。

按照本发明的另一方面，提供了一种污泥有机/无机分离与资源化利用系统，该系统包括依次连接的预处理单元1、旋流分离单元2和固液分离单元3，其中：

预处理单元1包括热解罐11，热解罐11用于将待处理污泥与强化分离剂混合获得混合污泥并进行共热水解获得水解污泥，强化分离剂包括厨余垃圾、医疗垃圾、厌氧发酵沼渣、废塑料、废橡胶、包装废弃物、中药渣、树皮中的任意一种或多种；

旋流分离单元2的入口与热解罐11连接，其出口与固液分离单元3连接，用于对热解污泥进行旋流分离，得到有机相污泥和无机相污泥，并分别送入固液分离单元3；

固液分离单元3包括有机相分离组件和无机相分离组件，有机相分离组件包括有机相污泥储存池31和有机相污泥脱水装置33，分别用于对有机相污泥进行储存和固液分离，以获得有机相泥饼和滤液；无机相分离组件包括无机相污泥储存池32和无机相污泥脱水装置34，分别用于对无机相污泥进行储存和固液分离，以获得无机相泥饼和滤液。

进一步，预处理单元1还包括闪蒸罐12，闪蒸罐12的入口与热解罐11使用管道与阀门连接而不需外加泵，通过罐内压力差实现物料转移，同时该闪蒸罐12的出口与旋流分离单元2连接，用于对水解污泥进行闪蒸获得闪蒸污泥，并送入旋流分离单元2中。

进一步，旋流分离单元2由螺杆泵201与n级水力旋流器组成，其中螺杆泵201压头为0.35mpa～2.0mpa，用于将热解污泥或闪蒸污泥泵入一级水力旋流器211。其中一级水力旋流器22的溢流口与第一二级旋流器23的入流口相连，一级水力旋流器22的底流口与第二二级旋流器24的入流口相连。当旋流级数大于2时，以此连接方式为模板，上一级的每个水力旋流器均以该方式与下一级的两个水力旋流器相连。旋流分离单元2中最后一级的所有旋流分离器的溢流口均与有机相污泥储存池31连接，并且最后一级的所有旋流分离器的底流口俊宇无机相污泥储存池32连接。

进一步，污泥有机/无机分离与资源化利用系统还包括废液回收与循环单元4，该废液回收与循环单元4包括依次连接的滤液储存池41和废盐回收池42，其中滤液储存池41与有机相分离组件和无机相分离组件的出口连接，用于储存固液分离后产生的滤液；废盐回收池42用于对滤液进行废盐回收，获得废液和回收盐，并将废液送入闪蒸罐12中作为提取液或送入污水厂作为补充碳源。

下面根据具体实施例对本发明提供的技术方案作进一步具体说明。

实施例1

预处理部分：待处理污泥含水率80％共计500kg，有机质含量30％，无机质中离子态+有机态无机元素占比20％，酸溶态无机元素占比30％，难溶态无机质占比50％，各类无机元素均被束缚在黏液型、松散型与紧密型eps以及微生物细胞内。选取强化分离剂为树皮与中药渣，这两种原料易获得、价格低廉，同时还含有大量的纤维素、半纤维素与木质素等有机大分子聚合物组分，在共热水解过程中具有足够的反应活性。将两者破碎至粒径0.25mm～0.5mm大小并按质量比4:1进行混配，将500kg污泥与50kg混配后的强化分离剂在热水解罐中进行掺混，干基质量比为1：0.5。由于待处理污泥有机质含量低于35％，因此选择不设置快速闪蒸过程，直接采用电加热方式在240℃、对应蒸汽压3.3mpa下对混合污泥进行加热并保温30min，该反应条件下可保证树皮与中药渣中的半纤维素与纤维素完全分解、木质素部分分解并产生乙酸、棕榈酸等有机酸与乙酸乙酯、丙三醇等非酸性有机质，使得污泥中离子态与有机态无机元素90％被浸提至液相中，酸溶态无机组分75％转化为离子态并被浸提至液相中。向反应后的热水解污泥中加入1700kg废液对其中的无机质进行第二次浸提，使得酸溶态无机组分又有20％转化为离子态并被浸提至液相中，同时反应后的热水解污泥被浆化(固液比1：14)。热水解罐中的搅拌装置均以120rpm的速度进行搅拌以促进反应进行与物料运输。

有机无机分离部分：选用压头为1.2mpa的螺杆泵进行流体输运，该压头下足够保证大部分无机颗粒与水解污泥中的残余有机质的剥离。共设置二级旋流分离，需用到3个水力旋流器，其中一级水力旋流器1个，二级水力旋流器2个，二次浆化污泥在螺杆泵作用下泵入旋流分离装置中分离为有机相与无机相，有机相通过2个二级水力旋流器的溢流口流向有机相污泥储存池，无机相通过2个二级水力旋流器的底流口流向无机相污泥储存池。

固液分离部分：选用板框压滤机作为脱水装置，脱水压力0.6mpa，保压时间20min，分别对有机、无机相污泥进行脱水，得到有机相泥饼有机质含量80％，干基热值15000kj/kg，经过干化后送入炉膛作为固体燃料进行热量回收；无机相泥饼有机质含量20％，无机质中sio2+硅铝酸盐含量≈85％，经过干化、灼烧后作为建材进行利用。脱水过程产生2000kg滤液送入滤液储存池。

废盐回收与废液循环部分：滤液储存池中的滤液进入废盐回收池，采用电渗析法实现钠盐、钾盐、钙盐与镁盐为主的金属盐以及铵盐共20kg的浓缩与回收。提取完后产生1980kg废液，其中1700kg用于下一批污泥的二次浸提，剩余280kg直接排向污水处理厂。

实施例2

预处理部分：待处理污泥含水率97％共计500kg，有机质含量40％，无机质中离子态+有机态无机元素占比25％，酸溶态无机元素占比20％，难溶态无机质占比55％，各类无机元素均被束缚在黏液型、松散型与紧密型eps以及微生物细胞内。选取强化分离剂为废塑料，这种原料易获得、价格低廉，同时主要成分为pvc，在共热水解过程中具有足够的反应活性。将强化分离剂破碎至粒径0.1mm～0.25mm，以促进强化分离剂与污泥的充分接触以保证反应的顺利进行，同时避免颗粒过大造成旋流分离器的堵塞。将500kg污泥与0.75kg强化分离剂在热水解罐中进行掺混，干基质量比为1：0.05，此时导入闪蒸蒸汽，混合污泥被预热至60℃。采用300℃饱和蒸汽作为热源，以直接通入热水解罐的加热方式在300℃、对应饱和蒸汽压8.6mpa下对预热后的混合污泥进行加热并保温5min，该反应条件下废塑料中的pvc发生取代反应与消去反应完全分解并产生乙酸、盐酸等有机、无机酸与糠醛、羟甲基糠醛等非酸性有机质，使得污泥中离子态与有机态无机元素95％被浸提至液相中，酸溶态无机组分85％转化为离子态并被浸提至液相中。由于待处理污泥中有机质含量高于35％，因此快速闪蒸过程不可跳过。热水解污泥导入闪蒸罐，在0.20mpa、120℃条件下进行快速闪蒸，停留时间300s，闪蒸蒸汽导入热水解罐预热后续污泥。该条件下的快速闪蒸过程可实现污泥内部水的剧烈相变，进一步释放络合于反应后松散型、紧附型eps等污泥深层有机絮体结构中的无机组分。向闪蒸污泥中加入302.5kg废液对其中的无机质进行第二次浸提，使得剩余5％有机态无机元素与15％酸溶态无机元素完全转化为离子态并被浸提至液相中，同时闪蒸污泥被浆化(固液比1：50)。热水解罐与闪蒸罐中的搅拌装置均以180rpm的速度进行搅拌以促进反应进行与物料运输。

旋流分离部分：选用压头为0.35mpa的螺杆泵进行流体输运，该压头下足够保证大部分无机颗粒与水解污泥中的残余有机质的剥离。共设置三级旋流分离，需用到7个水力旋流器，其中一级水力旋流器1个，二级水力旋流器2个，三级旋流器4个，二次浆化污泥在螺杆泵作用下泵入旋流分离装置中分离为有机相与无机相，有机相通过4个三级水力旋流器的溢流口流向有机相污泥储存池，无机相通过4个三级水力旋流器的底流口流向无机相污泥储存池。

固液分离部分：选用离心脱水机作为脱水装置，离心参数设置为3000rpm，离心时间15min，分别对有机、无机相污泥进行脱水，得到有机相泥饼有机质含量85％，干基热值16000kj/kg，经过干化后送入炉膛作为固体燃料进行热量回收；无机相泥饼有机质含量15％，无机质中sio2+硅铝酸盐含量≈97％，经过干化、灼烧后作为建材进行利用。脱水过程产生765kg滤液送入滤液储存池。

废盐回收与废液循环部分：滤液储存池中的滤液进入废盐回收池，采用电渗析法实现钠盐、钾盐、钙盐与镁盐为主的金属盐以及铵盐共6kg的浓缩与回收。提取完后产生759kg废液，其中302.5kg用于下一批污泥的二次浸提，剩余456.5kg直接排向污水处理厂。

实施例3

预处理部分：待处理污泥含水率85％共计500kg，有机质含量45％，无机质中离子态+有机态无机元素占比28％，酸溶态无机元素占比25％，难溶态无机质占比47％，各类无机元素均被束缚在黏液型、松散型与紧密型eps以及微生物细胞内。选取强化分离剂为厨余垃圾(含水率85％)，这种原料易获得、价格低廉，同时主要成分为蛋白、脂质与多糖等大分子生物有机质，在共热水解过程中具有足够的反应活性。由于厨余垃圾含水率≥75％，因此不进行破碎，将500kg污泥与500kg强化分离剂在预调理罐中进行掺混，干基质量比为1：1，该调配比例能够保证污泥中的离子态、有机态与酸溶态无机元素被尽可能地浸提。此时导入闪蒸蒸汽，混合污泥被预热至90℃。采用微波加热方式在150℃、对应蒸汽压0.5mpa下对预热后的混合污泥进行加热并保温60min，该反应条件下可保证厨余垃圾中的脂质、蛋白质、糖分几乎水解完全并产生乙酸、戊酸、短链脂肪酸等有机酸与乙醇、多环芳烃等非酸性有机质，使得污泥中离子态与有机态无机元素100％被浸提至液相中，酸溶态无机组分75％转化为离子态并被浸提至液相中。由于待处理污泥中有机质含量高于35％，因此快速闪蒸过程不可跳过。热水解污泥导入闪蒸罐，在0.1mpa、100℃条件下进行快速闪蒸，停留时间90s，闪蒸蒸汽导入热水解罐预热后续污泥。该条件下的快速闪蒸过程可实现污泥内部水的剧烈相变，进一步释放络合于反应后松散型、紧附型eps等污泥深层有机絮体结构中的无机组分。向闪蒸污泥中加入3950kg废液对其中的进行第二次浸提，使得酸溶态无机元素又有18％转化为离子态并被浸提至液相中，同时闪蒸污泥被浆化(固液比1：32)。热水解罐与快速闪蒸罐中的搅拌装置均以150rpm的速度进行搅拌以促进反应进行与物料运输。

有机无机分离部分：选用压头为2.0mpa的螺杆泵进行流体输运，该压头下足够保证大部分无机颗粒与水解污泥中的残余有机质的剥离。共设置三级旋流分离，需用到7个水力旋流器，其中一级水力旋流器1个，二级水力旋流器2个，三级旋流器4个，二次浆化污泥在螺杆泵作用下泵入旋流分离装置中分离为有机相与无机相，有机相通过4个三级水力旋流器的溢流口流向有机相污泥储存池，无机相通过4个三级水力旋流器的底流口流向无机相污泥储存池。

固液分离部分：选用带式压滤机作为脱水装置，脱水压力0.3mpa，分别对有机、无机相污泥进行脱水，得到有机相泥饼有机质含量85％，干基热值16200kj/kg，经过干化后送入炉膛作为固体燃料进行热量回收；无机相泥饼有机质含量15％，无机质中sio2+硅铝酸盐含量≈91％，经过干化、灼烧后作为建材进行利用。脱水过程产生4700kg滤液送入滤液储存池。

废盐回收与废液循环部分：滤液储存池中的滤液进入废盐回收池，采用电渗析法实现钠盐、钾盐、钙盐与镁盐为主的金属盐以及铵盐共50kg的浓缩与回收。提取完后产生4650kg废液，其中3950kg用于下一批污泥的二次浸提，剩余700kg直接排向污水处理厂。

实施例4

预处理部分：待处理污泥含水率82％共计500kg，有机质含量48％，无机质中离子态+有机态无机元素占比30％，酸溶态无机元素占比10％，难溶态无机质占比60％，各类无机元素均被束缚在黏液型、松散型与紧密型eps以及微生物细胞内。选取强化分离剂为厌氧发酵沼渣(含水率80％)、医疗垃圾与包装废弃物，这些原料易获得、价格低廉，同时含有大量蛋白质、脂质、碳水化合物、腐殖质、纤维素、半纤维素与木质素等生物有机大分子聚合物，以及聚乙烯、pvc、橡胶等有机高分子聚合物，在共热水解过程中具有足够的反应活性。将医疗垃圾与包装废弃物破碎至粒径0.5mm～10mm大小，由于厌氧发酵沼渣含水率≥75％，因此不进行破碎。将厌氧发酵沼渣、医疗垃圾与包装废弃物按照干基质量比2：1：2进行混配，得到混配后的强化分离剂(含水率32％)。将500kg污泥与100kg混配后的强化分离剂在预调理罐中进行掺混，干基质量比约为1：0.75，该调配比例能够保证污泥中的离子态、有机态与酸溶态无机元素被尽可能地浸提。此时导入闪蒸蒸汽，混合污泥被预热至75℃。采用太阳能加热方式在200℃、4.0mpa(此压力高于对应温度下的饱和蒸汽压2.3mpa，为加压条件下的热水解)下对预热后的混合污泥进行加热并保温20min，该反应条件下可保证厌氧发酵沼渣、医疗垃圾与包装废弃物的蛋白质、脂质、碳水化合物、腐殖质、纤维素、半纤维素、木质素、聚乙烯、pvc与橡胶等组分几乎水解完全并产生乙酸、戊酸、短链脂肪酸、盐酸等酸性物质、棕榈酸等酸性物质与乙醇、多环芳烃、糠醛、羟甲基糠醛等非酸性有机质，使得污泥中离子态与有机态无机元素100％被浸提至液相中，酸溶态无机组分80％转化为离子态并被浸提至液相中。由于待处理污泥中有机质含量高于35％，因此快速闪蒸过程不可跳过。热水解污泥导入闪蒸罐，在0.15mpa、112℃条件下进行快速闪蒸，停留时间150s，闪蒸蒸汽导入热水解罐预热后续污泥。该条件下的快速闪蒸过程可实现污泥内部水的剧烈相变，进一步释放络合于反应后松散型、紧附型eps等污泥深层有机絮体结构中的无机组分。向闪蒸污泥中加入2718kg废液对其中的进行第二次浸提，使得酸溶态无机元素又有15％转化为离子态并被浸提至液相中，同时闪蒸污泥被浆化(固液比1：20)。热水解罐与快速闪蒸罐中的搅拌装置均以200rpm的速度进行搅拌以促进反应进行与物料运输。

有机无机分离部分：选用压头为1.8mpa的螺杆泵进行流体输运，该压头下足够保证大部分无机颗粒与水解污泥中的残余有机质的剥离。共设置四级旋流分离，需用到15个水力旋流器，其中一级水力旋流器1个，二级水力旋流器2个，三级旋流器4个，四级旋流器8个，二次浆化污泥在螺杆泵作用下泵入旋流分离装置中分离为有机相与无机相，有机相通过8个四级水力旋流器的溢流口流向有机相污泥储存池，无机相通过8个四级水力旋流器的底流口流向无机相污泥储存池。

固液分离部分：选用隔膜压滤机作为脱水装置，脱水压力0.35mpa，分别对有机、无机相污泥进行脱水，得到有机相泥饼有机质含量83％，干基热值15400kj/kg，经过干化后送入炉膛作为固体燃料进行热量回收；无机相泥饼有机质含量18％，无机质中sio2+硅铝酸盐含量≈88％，经过干化、灼烧后作为建材进行利用。脱水过程产生3000kg滤液送入滤液储存池。

废盐回收与废液循环部分：滤液储存池中的滤液进入废盐回收池，采用电渗析法实现钠盐、钾盐、钙盐与镁盐为主的金属盐以及铵盐共35kg的浓缩与回收。提取完后产生2950kg废液，其中2718kg用于下一批污泥的二次浸提，剩余232kg直接排向污水处理厂。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。