[發(fā)明專利]一種兩段式城市污泥協(xié)同廢木屑資源化利用方法

在審

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• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114752424A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭飛宏;劉占軍;徐文勝;薛則禹;孫亞輝;王霏;張居兵;姜小祥
• 申請（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號: C10L5/44
• 分類號: C10L5/44;C10L5/46;C05G3/80;C05F11/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 冒艷

本發(fā)明公開了一種兩段式城市污泥協(xié)同廢木屑資源化利用方法，先通過烘焙或酸解的第一段處理，改善廢棄木屑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或部分轉(zhuǎn)化為腐殖酸生成的前驅(qū)物，然后將城市污泥與木屑按質(zhì)量比1∶2～3進(jìn)行摻混，在pH為10～11的堿性條件下通過水熱腐殖反應(yīng)，將城市污泥和木屑轉(zhuǎn)化為人造腐殖酸液體有機(jī)肥，同時生成腐殖殘渣，進(jìn)一步壓制成生物質(zhì)顆粒燃料。通過第一段的烘焙或酸解預(yù)處理，為第二段的腐殖化反應(yīng)提供有利條件，促進(jìn)人造腐殖酸生成，生成的腐殖酸溶液富含氮、磷等營養(yǎng)元素，生成的腐殖殘渣具有一定熱值，該方法簡單實(shí)用、環(huán)保高效，為城市污泥和廢木屑的協(xié)同資源化利用提供科學(xué)理論依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境工程固廢資源化利用方法，特別涉及一種兩段式城市污泥協(xié)同廢木屑資源化利用方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)化水平的加速提升，城市污水排放量日益增加，2010～2019年中國市政污水排放量呈逐年遞增的趨勢，2020年市政污水排放量達(dá)到588億噸，污泥作為城市污水處理的副產(chǎn)品，不可避免地大量產(chǎn)生。污泥中有機(jī)質(zhì)含量豐富，富含氮磷等物質(zhì)，常被稱為“第二資源”。在實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定化、無害化處置的前提下，需要進(jìn)一步推進(jìn)污泥的資源化利用。污泥無害化處理滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，可用于土地改良、荒地造林、苗木撫育、園林綠化和農(nóng)業(yè)利用等。

廢木屑是木材加工過程的剩余物，近幾年隨著城市發(fā)展步伐的加快，房地產(chǎn)與家裝行業(yè)的蓬勃發(fā)展，出現(xiàn)了大量木材加工剩余物。據(jù)測算，包括舊家具、舊房改造拆下的廢木料、一次性木制品、建筑工程廢棄木料、老枯朽木等城市廢舊木材，城市每年產(chǎn)生廢舊木材約9000萬噸，隨之產(chǎn)生的廢木屑資源化利用也勢在必行。

腐殖酸是腐殖質(zhì)的主要成分，具有改良土壤、增效化肥、刺激生長等作用，屬于綠色有機(jī)肥。腐殖酸上含有豐富的羧基、酚羥基、醇羥基、醌基等官能團(tuán)，一方面可以與重金屬離子通過吸附、交換、絡(luò)合等方式形成有機(jī)金屬絡(luò)合物或吸附物，實(shí)現(xiàn)對重金屬的鈍化；一方面腐殖酸上的活性官能團(tuán)，可與磷酸鹽形成螯合物，抑制磷肥的固定提高磷的生物有效性。人造腐殖酸生成包括堆肥腐殖和水熱腐殖兩種形式，堆肥腐殖是有機(jī)質(zhì)在微生物作用下的腐殖化過程，占地面積大、肥效低、堆肥時間長，除此之外堆肥過程易產(chǎn)生臭氣滋生蚊蟲等，這些問題限制了堆肥腐殖的廣泛使用。不同于堆肥腐殖，水熱腐殖不需要微生物代謝，大部分碳不經(jīng)過代謝直接結(jié)合生成腐殖酸，水熱腐殖所需時間更短、占地更少，適合快速高效制取腐殖酸肥。城市污泥本身有機(jī)質(zhì)含量少，腐殖酸產(chǎn)量低。污泥內(nèi)的重金屬具有一定環(huán)境風(fēng)險，磷的生物有效性低，這都限制了其資源化利用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的是提供一種環(huán)保、高效的兩段式城市污泥協(xié)同廢木屑資源化利用方法。

技術(shù)方案：所述方法是：通過烘焙或酸解的第一段處理，然后將城市污泥與廢木屑按質(zhì)量比1∶2～3進(jìn)行摻混，在pH為10～11的堿性條件下通過水熱腐殖反應(yīng)，將城市污泥和木屑轉(zhuǎn)化為人造腐殖酸液體有機(jī)肥，同時生成腐殖殘渣，進(jìn)一步壓制成生物質(zhì)顆粒燃料。

優(yōu)選的，廢木屑通過烘焙或酸解進(jìn)行第一段處理。

優(yōu)選的，烘焙氣氛為空氣，烘焙溫度為150～200℃，烘焙時間2.0～2.5h。

優(yōu)選的，酸解空氣壓力為3.0～4.0MPa，酸解pH為3.0～5.0，酸解時間2.0～3.0h。

優(yōu)選的，城市污泥與廢木屑的摻混質(zhì)量比為1∶2～3。

優(yōu)選的，廢木屑粉碎后過16目分子篩，木屑顆粒小于1mm。

優(yōu)選的，城市污泥為含水率為75％～85％的生活污水來源污泥。

優(yōu)選的，堿性條件是用磷酸鉀調(diào)節(jié)的pH，初始pH值為10～11。

優(yōu)選的，水熱腐殖反應(yīng)溫度為220～260℃，壓力為4～4.5MPa，時間為18～24h。

優(yōu)選的，腐殖殘渣壓制成生物質(zhì)顆粒燃料，操作壓力8-10Tons，保壓時間30s。