[發(fā)明專利]一種污泥干化抗收縮增碳方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610021872.5
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105481221B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樓紫陽;朱南文;周品;尹常凱;胡靜;朱世杰;袁海平
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: C02F11/12
• 分類號: C02F11/12;C02F11/14
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 張寧展

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固體廢物處理方法，具體涉及一種用于污泥干化的太陽能輔助下減少干化收縮且增加污泥碳含量的方法，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國城鎮(zhèn)污水處理率的不斷提高，城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)量也急劇增加。截止2013年6月底，全國已建成城鎮(zhèn)污水處理廠3479座，污水處理能力約1.2億立方米/日。污水處理廠大規(guī)模建成運營的最直接的結(jié)果，是污泥量的大幅提升。預(yù)測到2015年，全年城鎮(zhèn)污水處理廠濕污泥(含水率80％)產(chǎn)生量將達到3359萬噸，即日產(chǎn)污泥9.2萬噸。剩余污泥的一個最大問題是其含水率高，一般污水廠二沉池污泥的含水率為97％～99％，其中間隙水約占70％，毛細水占20％左右，吸附水約為7％，胞內(nèi)水約為3％。而通過一般的脫水處理，如離心脫水、板框壓濾等，其最終含水率能夠達到75-85％之間，此時污泥中的水分形態(tài)主要為吸附水和胞內(nèi)水。但是普通壓濾機和離心脫水機無法對該污泥進行深度脫水，不能滿足污泥后續(xù)處理的要求，如填埋的污泥需要含水率在60％以下，而焚燒等則污泥的含水率需要在<30％，甚至到20％以下，才能滿足后續(xù)污泥焚燒、熱解制碳等熱處理的需求，因此如何實現(xiàn)高效率、低能耗的污泥干化，成為解決問題的關(guān)鍵所在。

由于污泥等是生物質(zhì)類物質(zhì)，因此其干化過程會發(fā)生明顯收縮，污泥從機械脫水后的含水率80％干化到20％以下，一般體積會大幅度縮小(大概為原始的9％左右，密度由開始的1.04g/cm³增加到1.07g/cm³)，主要是因為隨著水分降低，污泥彈性模量變小，此時污泥表面水分的蒸發(fā)所引起的收縮及它內(nèi)部的約束，會造成最終干化快具有非常結(jié)實的結(jié)構(gòu)，類似于石頭。該類剩余有機質(zhì)形成的致密物質(zhì)，不利于后續(xù)熱解制成高品位碳，也嚴重影響焚燒過程與空氣充分混合，不利于其完全燃燒。因此，如何在污泥干化過程中減少其體積的大幅度收縮，減少污泥等泥質(zhì)生物質(zhì)垃圾在干化過程中的收縮，以避免整個過程缺乏相應(yīng)的氣體輸送孔道，成為污泥干化過程需要解決的問題，也有利于后續(xù)污泥的最終處理。

如果在污泥的干化收縮過程中植入部分物質(zhì)構(gòu)建骨架，如某些大分子的有機物，既可以給污泥增加骨架，又可以增加污泥中的碳含量，同時添加一些有機的造孔劑，如淀粉、鋸末、木屑、秸稈等天然纖維，就能夠為后續(xù)污泥的炭化提供良好的條件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，解決現(xiàn)有污泥干化方法中，由于水分逸散形成的致密干化污泥，不利于后續(xù)熱處理，以及污泥中有機碳含量偏低，不利于后續(xù)活性炭等的燒制的問題，采用有機造孔劑、碳料骨架等外加藥劑方法，結(jié)合太陽能直接干化，提供一種改善污泥干化后性質(zhì)的污泥干化抗收縮增碳方法，達到既能夠加速污泥熱干化速率，又能提高干化后污泥制碳的質(zhì)量的效果，從而極大地提高社會效益和經(jīng)濟效益。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種污泥干化抗收縮增碳方法，其特征在于：在離心脫水后的污泥干基中投入有機造孔劑和催化劑混合均勻后，在太陽能夾層干化系統(tǒng)中進行布料，通過骨架構(gòu)建、造孔劑的協(xié)同作用，與太陽能干化有機結(jié)合，從而實現(xiàn)污泥快速干化基礎(chǔ)上的低收縮增碳功能。

作為進一步改進，所述的有機造孔劑由造孔劑和骨料構(gòu)成，其中，所述造孔劑與骨料的質(zhì)量比例為50-80％：20-50％，該有機造孔劑的投加量為污泥干基的5-30％。

作為進一步改進，所述的造孔劑是由包括淀粉、鋸末、木屑和秸稈在內(nèi)的天然纖維中的一種或者多種以任意比例混合而成，其中氣粒徑需破碎到<10mm。

作為進一步改進，所述的骨料是由包括聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇和樹脂在內(nèi)的高分子聚合物中的一種或者多種以任意比例混合而成，其中粒徑需破碎到<5mm。

作為進一步改進，所述的催化劑為高濃度KOH溶液，其濃度≥0.4mol/L；該催化劑與所述有機造孔劑的質(zhì)量比為1:1。

作為進一步改進，所述的污泥是市政污水廠的剩余污泥，或者是湖泊、河道、排水管道或泵站中的清淤淤泥，或者是湖泊中富營養(yǎng)化產(chǎn)生的包括藍藻在內(nèi)的含水率較高的生物質(zhì)，該污泥進入所述太陽能夾層干化系統(tǒng)的含水率在80-95％之間。

作為進一步改進，所述的污泥干化到含水率<20％。