CN102021062B - 一种利用柠檬酸工业絮状污泥制备锅炉燃料的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用柠檬酸工业絮状污泥制备锅炉燃料的工艺方法，该工艺由浓缩、分散处理、压滤脱水、滚筒干化四部分组成。柠檬酸工业环保站产生的絮状污泥经浓缩池浓缩后，泵入分散处理段，添加分散剂进行处理；然后泵入压滤机进行脱水；脱水后的污泥送入滚筒烘干机进行干化处理；处理好的污泥掺加到燃料煤中混合使用。该工艺充分利用了柠檬酸工业絮状污泥有机质含量高、经干化处理后可用作锅炉燃料的特点，既回收了其内在的热值，又提高了企业的清洁化水平。

Description

一种利用柠檬酸工业絮状污泥制备锅炉燃料的工艺方法
技术领域
本发明属于环保领域废弃物的综合利用，具体涉及一种利用柠檬酸工业絮状污泥制备锅炉燃料的工艺方法。
背景技术
柠檬酸是一种重要有机酸，在工业、食品业、化妆业等具有极多的用途。我国作为柠檬酸生产大国，在国际市场占有重要地位。然而在柠檬酸工业有机废水生化处理过程中会产生大量絮状污泥，该类污泥含水率高，脱水困难，在已见专利中所述的物理、化学、氧化、厌氧消化及热处理等方法几乎不适用于此类污泥的处理。目前流行的做法一是直接晾晒，堆垛发酵，但会占用大量土地，晾晒周期长；二是干化焚烧，采用蒸汽、导热油或烟气作热源将污泥直接烘干至燃烧所需的水分，然后用焚烧炉进行焚烧处理。由于柠檬酸絮状污泥粘度较大、透气性较差、水分较高、烘干设备本身存在诸多不确定因素，此方法的能耗是相当巨大的，得不偿失。因此，柠檬酸工业絮状污泥的处理、处置及综合利用已成为环保领域的重要课题。柠檬酸有机废水生化处理过程中产生的絮状污泥有机质含量非常高，其干基发热量非常理想，因此寻找一种合理的工艺使其资源化、减量化是当务之急。
发明内容
本发明提供了一种利用柠檬酸工业絮状污泥制备锅炉燃料的工艺方法，旨在解决柠檬酸工业絮状污泥含水率高、难处理的缺点，并为其资源化利用提供一条出路。采用本工艺不仅可实现固体废物的资源化综合利用，而且可从根本上提高企业的清洁化水平。本发明的具体工艺步骤如下：
(1)、环保站产生的絮状污泥经浓缩池进行浓缩；
(2)、浓缩好的污泥泵入搅拌罐，添加分散剂进行分散处理；
(3)、处理好的污泥泵入压滤机进行脱水；
(4)、脱水后的污泥送入滚筒烘干机进行干化处理；
(5)、干化好的污泥添加到燃料煤中混合使用。
在上述步骤(1)中，基于现有设备以及生产成本考虑，浓缩后污泥的干基浓度最好控制在5-10％(w/w)。如果浓度过低，则处理量加大，运行成本增加；浓度过高，浓缩时间要相应延长，浓缩池需扩建，以满足足够缓冲量的需要。
由于本发明所提到的絮状污泥为柠檬酸工业有机废水生化处理时产生的絮状污泥，有机质含量非常高且粘度较大，在其中掺入分散剂后，可以降低污泥的粘度，改善其脱水性能，使其易于脱水，达到降低脱水后滤饼含水率的效果，为后续工艺减轻负担。经过多次试验，发明人选择煤粉、炉渣或木渣中的一种或多种混合物作为分散剂，由于它们本身即为燃料，不仅起到分散作用，还可起到很好的助燃作用，不会降低污泥的热值。试验过程中，发明人还尝试过其它几种常用的分散剂，如玉米毛、硫酸钙、硅藻土、珍珠岩等，但其分散效果较差或根本不起分散作用，同时污泥热值明显降低。分散剂的加入比例过多运行成本偏高，加入过少则达不到理想的分散效果，脱水后污泥的含水量也偏高，为后续处理增加负担。经过多次试验确定，分散剂的加入比例为污泥干基量的0.5-2倍。试验过程中发明人尝试了各种分散剂粒径大小，从几十微米到几毫米都有，但反复试验发现，粒径过大过小太均一分散效果均不理想。粒径过大，虽有一定的分散效果，但管道、泵的磨损相当厉害，同时由于粒径过大，板框压滤机在高压压榨过程中滤布及滤板出现过被大粒径物料损坏的情况。粒径过小，如玉米毛、硫酸钙、珍珠岩或硅藻土等，在与污泥搅拌混合后出现糊涂状物料，分散效果极差。因此发明人对有一定分散效果的煤渣、煤粉、木渣等分散剂进行过筛处理，并对筛上、筛中和筛下物料分别进行实验，由此得出0.1-1mm的分散剂分散效果理想。
将上述用分散剂处理好的污泥采用全自动隔膜板框压滤机进行脱水，由于此设备具有压榨功能，能将水分最大程度脱除，而且自动化程度高，运行成本较低，脱水后的污泥含水率为50-60％。所选用的压滤机为市购的型号为1500型程控聚丙烯高压隔膜压滤机。
步骤(4)中所采用的滚筒烘干机为市购所得，型号为φ2.2×14m，其内部含高效组合扬料板，蒸发强度高；所采用的热源为车间锅炉尾排烟气，其温度为160-180℃，既可以将污泥充分烘干，又实现了能源的循环利用，节约能源，干化后污泥的含水率为20-30％。
上述干化好的污泥虽然自身可以燃烧，但是由于燃点较高，所以需要将其与燃煤进行混合使用，使得混合后燃料的发热量＞4800kcal/kg，这样既可以克服其燃点高的缺点，又节省了燃料煤的使用量，同时保证了锅炉的正常使用。
综上所述，本发明通过向柠檬酸工业有机废水生化处理时产生的絮状污泥中加入煤粉、炉渣或木渣中的一种或多种的混合物分散剂，改善其脱水性能，并利用车间锅炉尾排烟气将其烘干后添加到燃料煤中混合使用，不仅解决了多数企业头疼的问题，提高了企业的清洁化水平，而且实现固体废物的资源化综合利用。本发明所具有的优点是：工艺简洁流畅，易于操作；自动化程度高；干化热源为锅炉尾气，实现能量循环利用，节能效果好；充分利用絮状污泥有机质含量高的特点，制得的燃料发热量大。
附图说明
图1为本发明的工艺流程简图；
其中，1-污泥浓缩池，2-污泥泵，3-加料斗，4-搅拌罐，5-进料泵，6-全自动隔膜板框压滤机，7-滚筒烘干机。
具体实施方式
实施例1：
柠檬酸工业环保站产生的絮状污泥经浓缩池1浓缩到污泥的干基浓度为5％(w/w)后经污泥泵2打入搅拌罐4中，同时经加料斗3按污泥干基质量的0.5倍向搅拌罐4中加入0.1-1mm的炉渣，对污泥进行分散处理，同时起到助滤作用；搅拌均匀后，用进料泵5将物料打入全自动隔膜板框压滤机中进行脱水处理，处理后污泥的含水率为58.5％；将上述脱水后的污泥连续送入滚筒烘干机7中，同时通入锅炉车间的尾排烟气对污泥进行干化处理，温度为170℃，干化好的污泥含水率为28.4％，其发热量为3200kcal/kg，可直接掺加到燃料煤中作为锅炉的燃料使用，混合后燃料的发热量＞4800kcal/kg。
实施例2：
柠檬酸工业环保站产生的絮状污泥经浓缩池1浓缩到污泥的干基浓度为7％(w/w)后经污泥泵2打入搅拌罐4中，同时经加料斗3按污泥干基质量的1倍向搅拌罐4中加入0.1-1mm的木渣，对污泥进行分散处理，同时起到助滤作用；搅拌均匀后，用进料泵5将物料打入全自动隔膜板框压滤机中进行脱水处理，处理后污泥的含水率为50％；将上述脱水后的污泥连续送入滚筒烘干机7中，同时通入锅炉车间的尾排烟气对污泥进行干化处理，温度为160℃，干化好的污泥含水量为30％，其发热量为3500kcal/kg，可直接掺加到燃料煤中作为锅炉的燃料使用，混合后燃料的发热量＞4800kcal/kg。
实施例3：
柠檬酸工业环保站产生的絮状污泥经浓缩池1浓缩到污泥的干基浓度为10％(w/w)后经污泥泵2打入搅拌罐4中，同时经加料斗3按污泥干基质量的2倍向搅拌罐4中加入0.1-1mm的煤粉，对污泥进行分散处理，同时起到助滤作用；搅拌均匀后，用进料泵5将物料打入全自动隔膜板框压滤机中进行脱水处理，处理后污泥的含水率为60％；将上述脱水后的污泥连续送入滚筒烘干机7中，同时通入锅炉车间的尾排烟气对污泥进行干化处理，温度为180℃，干化好的污泥含水率为20％，其发热量为4400kcal/kg，可直接掺加到燃料煤中作为锅炉的燃料使用，混合后燃料的发热量＞4800kcal/kg。
实施例4：
柠檬酸工业环保站产生的絮状污泥经浓缩池1浓缩到污泥的干基浓度为6％后经污泥泵2打入搅拌罐4中，同时经加料斗3按污泥干基质量的1.5倍向搅拌罐4中加入0.1-1mm的炉渣，对污泥进行分散处理，同时起到助滤作用；搅拌均匀后，用进料泵5将物料打入全自动隔膜板框压滤机中进行脱水处理，处理后污泥的含水率为55％；将上述脱水后的污泥连续送入滚筒烘干机7中，同时通入锅炉车间的尾排烟气对污泥进行干化处理，温度为165℃，干化好的污泥含水率为25％，其发热量为4200kcal/kg，可直接掺加到燃料煤中作为锅炉的燃料使用，混合后燃料的发热量＞4800kcal/kg。
实施例5：
柠檬酸工业环保站产生的絮状污泥经浓缩池1浓缩到污泥的干基浓度为8％后经污泥泵2打入搅拌罐4中，同时经加料斗3按污泥干基质量的1.2倍向搅拌罐4中加入0.1-1mm的炉渣，对污泥进行分散处理，同时起到助滤作用；搅拌均匀后，用进料泵5将物料打入全自动隔膜板框压滤机中进行脱水处理，处理后污泥的含水率为52.5％；将上述脱水后的污泥连续送入滚筒烘干机7中，同时通入锅炉车间的尾排烟气对污泥进行干化处理，温度为175℃，干化好的污泥含水率为22.5％，其发热量为4000kcal/kg，可直接掺加到燃料煤中作为锅炉的燃料使用，混合后燃料的发热量＞4800kcal/kg。

Claims (1)

1.一种利用柠檬酸工业絮状污泥制备锅炉燃料的工艺方法，其特征在于：其由浓缩、分散处理、压滤脱水、滚筒干化四部分组成，其工艺步骤如下：
(1)、环保站产生的絮状污泥经浓缩池进行浓缩；
(2)、浓缩好的污泥泵入搅拌罐，添加分散剂进行分散处理；
(3)、处理好的污泥泵入压滤机进行脱水；
(4)、脱水后的污泥送入滚筒烘干机进行干化处理；
(5)、干化好的污泥添加到燃料煤中混合使用；
浓缩后污泥的干基浓度为5-10％(w/w)；
所添加的分散剂为煤粉、炉渣或木渣中的一种或多种的混合物，粒径为0.1-1mm，添加比例为污泥干基质量的0.5-2倍；
干化后污泥的含水率为20-30％；
脱水采用的设备为全自动隔膜板框压滤机，脱水后污泥的含水率为50-60％；
干化所采用的设备为滚筒烘干机，其内部含高效组合扬料板；所采用的热源为车间锅炉尾排烟气，其温度为160-180℃。
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