[發明專利]一種城市污水處理廠污泥燃料化處理工藝方法

無效

• 申請號: 201210317629.X
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102827661A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 張曉春;郭杰
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C10L5/46
• 分類號: C10L5/46;C02F11/00
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明涉及一種以城市污水處理廠剩余污泥為原料制作燃料的處理工藝，具體說是一種城市污水處理廠污泥燃料化處理工藝方法。

背景技術

對城市污水和大部分的工業廢水的處理，現在都采用活性污泥法工藝技術進行處理，污水（廢水）經處理后達標排放，而且對于其主要的副產物——污泥，也必須進行必要的處理。

污泥是一種由有機殘片、細菌菌體、膠體、各種微生物及有機、無機顆粒組成的極其復雜的非均質體。其特性是含水率高（95%?~?98%），干物質中有機物含量高（60%?~?80%），且含有病毒、病原菌、重金屬等，容易腐敗發臭。

目前，我國城市污水處理廠每年產生污泥（含水率80%）約4200萬噸，且每年以10%的速度增長。如果處置不當，將會對生態環境和人類造成很大的危害。現在對污泥的處理技術主要有填埋、生物堆肥、干化焚燒等方法。但隨著這些方法的使用，均已顯示出一系列的負效應：填埋處理受到填埋場所的限制，且會產生氣體和滲濾液危及環境；生物堆肥存在處理時間長、重金屬超標及下游產品的出路問題；干化焚燒會污染空氣且耗能較大投資和運行費用高等。顯然僅僅依靠這些處理方式已經無法滿足大量產出的城市污泥的處理需求。隨著世界范圍內的能源短缺和環保要求的提高，污泥的資源化利用是解決污泥污染和處置問題的主要途徑。

污泥中大量的有機質（干物質中約占60%?~?80%）蘊涵著巨大的能量，挖掘其能量并避免污泥中有毒、有害物質對環境的二次負面影響，對解決污泥的處置問題及緩解當今能源壓力具有現實意義。污泥燃料化技術的研究成為污泥處置領域的研究熱點。

用污泥制作燃料，首先要解決污泥干燥的問題。污泥干燥目前常用的方法有：熱風干燥、氣流干燥和水蒸氣干燥。這些方法存在的共同問題是設備投資大，耗能高。當污泥含水率降至60%?~70%時，即呈現濃稠狀態，上述干燥方法對污泥來講，都屬于外部加熱方式。由于污泥塊體致密，外部熱量難于傳遞到內部，內部的水分也很難排出，因此需要很長的加熱時間，才能將污泥中的水分降至所要求的含量，這必然要耗用大量的能源。所以，用上述方法進行污泥燃料的生產，從經濟效益上分析是不合算的，因此也限制了污泥燃料化技術的發展。

為了解決上述問題，世界各國都在積極開發新的污泥處理技術。

馬德剛等進行了電場協同作用下污泥熱干燥的試驗，結果表明，有電場時污泥的粘壁強度可降低到無電場時的1/16，施加15V電壓條件下的蒸發速度在含水率為50?%～64?%范圍內時，明顯大于傳統方法。

翁煥新等在深入研究污泥成分和通過模擬實驗分析污泥干化特性的基礎上，首次建立了利用煙氣余熱的二段式污泥低溫干化技術，結果表明：利用煙氣余熱的二段式污泥低溫干化技術不僅能在不增加新能耗的情況下使污泥得到有效地干化，而且能使污泥自然形成質地堅硬并保存原始污泥90%以上熱值的顆粒，污泥干化成粒裝置內的螺旋板、揚料板和鏈錘等輔助設備可以明顯提高污泥干化效率；可使?100?t·d^-1污泥從含水率78%干化至40%。

Adjar?paratoto設計了兩種太陽能干燥裝置：輻射—對流型和太陽能熱水干燥器，從干化后的質量和數量來看，太陽能熱水干燥器的效率更高，且能提供更高的干燥溫度。M.?Bux?等測試了全自動化的太陽能干燥裝置干化市政發酵污泥的情況，?這套裝置每干燥1?t的污泥水分僅消耗22~28(?kWh)電能，而用傳統的干燥方法干燥卻需消耗?70~110(?kW?h)的電能。

鄒路易等針對目前污水處理廠剩余污泥處置存在的問題，?在分析微波加熱原理的基礎上，提出了用微波加熱使污泥脫水干化的新思路，并就該方法的影響因素和電能消耗作了試驗分析。初步研究結果表明，微波輻照是污泥脫水干化的有效方法，具有良好的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種城市污水處理廠污泥燃料化處理工藝方法，該方法包括如下步驟：

?一、對污泥進行化學調理，按一定比例在污泥中加入高分子絮凝劑和表面活性劑攪拌均勻，每千克污泥加入高分子絮凝劑3.?5~4.0g、表面活性劑4.0~4.5g；

因為脫水污泥呈膠質粘結狀，塊體致密，進一步脫水非常困難，所以對污泥進行調理以改善污泥的脫水性能。由于污泥由帶負電荷的離子群組成，陽離子絮凝劑可以中和其負電荷,使其絮凝脫水。高分子絮凝劑作用原理為絮凝劑通過絮凝作用，減小污泥與水的親和力，改變污泥中水分的存在形式，從而達到易于脫水的目的。