Tối ưu hóa quy trình xử lý nước thải có thể làm giảm việc sản xuất bùn dư thừa, phá vỡ thành bùn và công nghệ làm khô mạnh có thể cải thiện hiệu suất khử nước của bùn; Cuối cùng, việc sử dụng tài nguyên bùn đạt được thông qua công nghệ cacbon hóa bùn, giải quyết vấn đề sản xuất bùn từ nguồn và cuối cùng đạt được mục tiêu xả thải bùn bằng không.
Cái gọi là quá trình cacbon hóa bùn đề cập đến quá trình giải phóng nước khỏi bùn thông qua một số phương tiện nhất định, đồng thời tối đa hóa việc giữ lại giá trị cacbon trong bùn, dẫn đến hàm lượng cacbon trong sản phẩm cuối cùng tăng đáng kể. Trên toàn thế giới, cacbon hóa bùn chủ yếu được chia thành ba loại.
Cacbon hóa ở nhiệt độ cao. Trong quá trình cacbon hóa, không có áp suất và nhiệt độ nằm trong khoảng 649-982 độ . Đầu tiên, làm khô bùn đến độ ẩm khoảng 30 phần trăm, sau đó đưa vào lò cacbon hóa để cacbon hóa và tạo hạt ở nhiệt độ cao. Các hạt cacbon hóa có thể được sử dụng làm nhiên liệu cấp thấp, với nhiệt trị xấp xỉ 8360-12 540 kJ/kg (ở Nhật Bản hoặc Hoa Kỳ). Công nghệ này có thể đạt được hiệu quả giảm bùn và tận dụng tài nguyên, nhưng do công nghệ phức tạp, chi phí vận hành cao, hàm lượng nhiệt trị trong sản phẩm thấp nên chưa được áp dụng rộng rãi, quy mô lớn nhất là 30 mét khối bùn ướt.
⑵ Quá trình cacbon hóa ở nhiệt độ trung bình. Trong quá trình cacbon hóa, không có áp suất và nhiệt độ là 426-537 độ . Đầu tiên, làm khô bùn đến độ ẩm khoảng 90 phần trăm, sau đó đưa vào lò cacbon hóa để phân hủy. Dầu, nước phản ứng (hơi nước ngưng tụ), khí sinh học (không khí không ngưng tụ) và cacbua rắn được tạo ra trong quá trình này. Ngoài ra, công nghệ này carbon hóa bùn sau khi sấy khô và lợi ích kinh tế của nó không đáng kể. Ngoài một nhà máy xử lý ở Úc, không có người sử dụng tiềm năng nào khác.
⑶ Quá trình cacbon hóa ở nhiệt độ thấp. Trước khi cacbon hóa, không cần sấy khô. Trong quá trình cacbon hóa, áp suất được tăng lên 6-8 MPa và nhiệt độ cacbon hóa là 315 độ . Bùn cacbon hóa trở thành trạng thái lỏng, với độ ẩm dưới 50 phần trăm sau khi khử nước. Sau khi sấy khô và tạo hạt, nó có thể được sử dụng làm nhiên liệu cấp thấp, với nhiệt trị khoảng 15048-20482 kJ/kg (ở Hoa Kỳ). Công nghệ này sử dụng nhiệt và áp suất để phân hủy hoàn toàn sinh khối trong bùn và 75% lượng nước trong bùn có thể được loại bỏ chỉ bằng phương pháp cơ học, giúp tiết kiệm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình vận hành. Sự nứt hoàn toàn của bùn đảm bảo sự ổn định hoàn toàn của nó. Trong quá trình cacbon hóa bùn, phần lớn nhiệt trị trong bùn được giữ lại, tạo điều kiện cho quá trình tái sử dụng năng lượng sau quá trình crackinh 14t.
