CN104491903A - 一种污泥除臭剂的制备方法和应用 - Google Patents
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- Treatment Of Sludge (AREA)
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Abstract
本发明为一种污泥除臭剂的制备方法，将餐厨垃圾去除无机杂物，分选出含油水+固形物；将经过分选后的含油水+固形物放入立式分级容器内，在115~130℃常压条件下蒸煮，立式分级容器上方有溢流孔，油脂从上方溢流孔溢流出后，收集在容器内；将含有纤维素及木质素的原料粉碎至粒径5~10cm，放入油脂中萃取，油脂温度≥150℃，得到萃取后基础物质；将萃取后基础物质送入球磨机，粉磨至粒径≤1mm，得到均匀基础物质；在均匀基础物质中添加表面活性剂和发泡剂，制备成污泥除臭剂。本发明利用地沟油及固体废弃物制备出污泥的原位除臭剂，不仅解决困扰污泥干化及焚烧过程中的恶臭处理难题，而且可以以废治废，减少大气PM2.5类物质排放总量。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物再利用领域，尤其涉及污泥、生活垃圾、餐厨垃圾、园林废弃物等可燃固废的恶臭控制和资源化再利用技术，具体为一种污泥除臭剂的制备方法和应用。
背景技术
随着经济的飞速发展和城镇化进程的深入，我国的城市污水处理量也在逐年增长。城市污水厂污泥产生于城市生活污水的生化处理的阶段，主要来自于生活污水处理厂的初次和二次沉淀池，是城市生活污水处理时产生的体积最大、最容易产生二次污染的副产品。污泥的产生量大，处理1000吨城市生活污水约产生1吨含水率为80%的污泥。污水处理厂的全部建设费用中，用于污泥处理的部分最高可达到70%。未经恰当处理处置的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁。
我国餐厨垃圾产生量大、面广，主要是宾馆、饭店、企事业单位食堂等在经营过程中产生的残羹剩饭、下脚料等混合物。在国内，一些食堂、宾馆、饭店等饮食单位的有机垃圾产生量惊人。北京市每天生产餐厨垃圾大约有1600多吨，据重庆大学负责完成的《重庆市主城区餐厨垃圾产量调查及理化性质分析报告》，2007年重庆市主城区餐厨垃圾每天的产量约为1000吨；截至2003年，上海市每天产生的餐厨垃圾也已达1100吨。
污泥热处理过程必然产生恶臭污染。恶臭污染是大气污染的一种形式，但由于其特殊性，很多国家将其作为单列公害对待，属于当今世界七种典型公害(大气污染、水质污染、土壤污染、噪声污染、振动、地面下沉、恶臭)之一。恶臭气体直接作用于人的嗅觉并通过呼吸给人体造成伤害，随着人们对环境质量要求的日益提高，人们对各种恶臭造成的不满情绪和投诉的比例也越来越高，尤其是在欧美的一些发达国家中，对恶臭的投诉超出环境污染总投诉的90%以上。在日本和香港等地区，恶臭污染已成为公众投诉的主要环境问题。近年来，我国城镇恶臭污染事件频繁发生，恶臭投诉在整个环境投诉案件中所占的比例居第二位，恶臭污染日益成为一个严重的社会和环境问题。恶臭污染防治已引起我国政府和各级环境管理部门的高度重视，《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》明确提出要“加强恶臭污染物治理”。
针对污泥源头的恶臭污染源头原位捕捉、吸附和降解，会取得比单纯后续处理外逸散恶臭污染气体更好的效果。原位控制思想在堆肥氮素损失控制研究中得到了成功应用，即在堆肥过程中通过加入一定数量的控制材料将堆肥产生的铵态氮形成沉淀，以鸟粪石形态固定于堆肥中，这样不仅使堆肥氮素损失减少90%以上，提高了堆肥产品品质，而且大幅度降低了恶臭污染中氨气的浓度，减少了污染排放。污泥收集和处理过程中臭气产生的研究起步相对较晚，且主要集中于对臭气产生后的去除，对臭气的原位除臭技术缺乏深入研究。
发明内容
本发明要解决的是提供一种适合于焚烧处理的污泥恶臭原位除臭剂的制备技术，利用地沟油及固体废弃物制备出污泥的原位除臭剂，不仅解决困扰污泥干化及焚烧过程中的恶臭处理难题，而且可以以废治废，减少大气PM2.5类物质排放总量。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种污泥除臭剂的制备方法，包括以下步骤：
A、分选：将餐厨垃圾去除无机杂物，分选出含油水+固形物；
B、油脂提炼：将经过分选后的含油水+固形物放入立式分级容器内，在蒸煮温度115~130℃常压条件下蒸煮，立式分级容器上方有溢流孔，油脂从上方溢流孔溢流出后，收集在容器内；
C、萃取：将含有纤维素及木质素的原料粉碎至粒径5~10cm，放入步骤B所得的油脂中萃取，所述含有纤维素及木质素的原料与油脂的质量比为1:3~1:1，油脂温度≥150℃，搅拌混匀，萃取20~40min，得到油浸的含有纤维素及木质素的原料，即萃取后基础物质；
D、粉磨：将萃取后基础物质送入球磨机，粉磨至粒径≤1mm，得到均匀基础物质；
E、调和：在均匀基础物质中添加0.5%~1.5%的表面活性剂和0.5%~1.5%发泡剂，制备成污泥除臭剂。
进一步的，步骤C所述含有纤维素及木质素的原料为林业废弃物、农业秸秆、稻壳、木屑、树皮、甘蔗渣其中一种或几种。
进一步的，步骤E所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸盐，所述发泡剂为造纸厂排出的碱性纸浆废液。
进一步的，步骤B中的蒸煮温度为120℃。
进一步的，步骤C油脂温度为180℃。
所述污泥除臭剂的使用方法：将所述污泥除臭剂加水制备成悬浊液，使用前稀释至质量浓度10%~30%，采用超声波喷雾装置将所述污泥除臭剂喷在污泥料仓，除臭剂添加量为污泥质量的3%~7%，采用混合机将污泥与除臭剂搅拌3~10min。
进一步的，所述污泥除臭剂加水制备成悬浊液，使用前稀释至质量浓度20%，除臭剂添加量为污泥质量的5%。
所述污泥除臭剂应用于适用焚烧处理的污泥的除臭。
本发明具有以下优点和效果：
1）原位除臭：采用超声波喷雾装置将除臭剂喷在污泥料仓，除臭剂添加量为5%左右，采用高效混合机将污泥与除臭剂充分搅拌5min，红外扫描结果表明：污泥中的恶臭物质立即转化为非臭味物质；
2）焚烧过程除臭：添加了除臭剂的污泥，在200℃~900℃焚烧过程中，周边环境中的臭气浓度均低于国家标准限值；
3）增加热值：添加除臭剂后，污泥的热值增加了4%以上；
4）降低大气PM2.5排放总量：采用本除臭药剂，污泥储存及焚烧过程中，PM2.5排放总量减少70%以上。
5）采用的原料是餐厨垃圾及园林农业废弃物，实现了以废治废。减少了地沟油的食物链循环。
利用本发明制备的除臭剂其原理是改变恶臭物质的化学结构，无论在常温下及升温状态下均可控制污泥的臭气，减少污泥焚烧过程中的PM2.5排放总量，使得燃煤锅炉及水泥窑协同处置污泥设施不再受到周边居民的抵制。此外，除臭剂还可以增加污泥的热值，提高污泥的焚烧利用率。
具体实施方式
实施例1
一种污泥除臭剂的制备方法，包括以下步骤：
A、分选：将餐厨垃圾去除无机杂物，分选出含油水+固形物；
B、油脂提炼：将经过分选后的含油水+固形物放入立式分级容器内，在115~130℃常压条件下蒸煮，立式分级容器上方有溢流孔，油脂从上方溢流孔溢流出后，收集在容器内；
C、萃取：将含有纤维素及木质素的原料粉碎至粒径5~10cm，放入步骤B所得的油脂中萃取，所述含有纤维素及木质素的原料与油脂的质量比为1:3~1:1，油脂温度≥150℃，搅拌混匀，萃取20~40min，得到油浸的含有纤维素及木质素的原料，即萃取后基础物质；
D、粉磨：将萃取后基础物质送入球磨机，粉磨至粒径≤1mm，得到均匀基础物质；
E、调和：在均匀基础物质中添加0.5%~1.5%的表面活性剂和0.5%~1.5%发泡剂，制备成污泥除臭剂。
步骤C所述含有纤维素及木质素的原料为林业废弃物、农业秸秆、稻壳、木屑、树皮、甘蔗渣其中一种或几种。
步骤E所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸盐，所述发泡剂为造纸厂排出的碱性纸浆废液，主要成分是木质素、聚戊糖和碱液。
所述污泥除臭剂的使用方法：将所述污泥除臭剂加水制备成悬浊液，使用前稀释至质量浓度10%~30%，采用超声波喷雾装置将所述污泥除臭剂喷在污泥料仓，除臭剂添加量为3%~7%，采用高效混合机将污泥与除臭剂搅拌3~10min。
实施例2
在实施例1的基础上进一步优化。
将餐厨垃圾通过滚筒筛（天津百利，10t/h）、振动筛分机（平桂管理区西湾兴业矿山机械厂，型号：1200*2400；）及磁选机（东阳天力磁电有限公司，型号：CTB-712）去除无机杂物后，分成无机组分、含油水+固形物两类，滚筒筛筛下物是含油水，筛上物是固形物，振动筛及磁选后除去无机物；将含油水及固形物放入立式分级容器内，温度120℃，常压条件下蒸煮，所得的油脂从立式分级容器上方溢流孔溢流出来后，收集在容器内；将50kg甘蔗渣及50kg松树枝粉碎至5~10cm，放入150kg加热至150℃以上的油脂中（优选180℃），以1r/min的速度保持不断地搅拌，萃取30min，得到萃取后基础物质并送入球磨机粉磨至1mm以下，再添加1%的十二烷基苯磺酸钠和1%纸浆废液，制备成除臭剂。将污泥与煤混合发电的热电厂污泥接受仓改造，仓顶增加超声波喷雾装置，仓内安装犁刀搅拌装置，使用前将污泥除臭剂稀释至质量浓度20%，喷入污泥质量5%的除臭剂后，充分搅拌5min，嗅觉臭气强度从5度下降为1度以下（嗅觉测定，参考日本的6级臭气强度法），而且在焚烧过程中，污泥的热值增加了4%以上（氧弹全自动量热仪测定，ZDHW-8000），周边环境中没有臭味，厂内、厂界臭气浓度均低于国家标准（采用三点比较式臭袋法测定，恶臭污染物排放标准，GB 14554-93）限值，热电厂的PM2.5排放总量减少80%。
实施例 3
在实施例1的基础上进一步优化，所用仪器与实施例2仪器型号相同。
将餐厨垃圾滚筒筛、振动筛分机及磁选机去除无机杂物后，分成无机组分、含油水+固形物两类；将含油水及固形物放入立式分级容器内，在120℃常压条件下蒸煮，所得的油脂从立式分级容器上方溢流孔溢流出来后，收集在容器内；将200kg野生蒿子草粉碎至5~10cm并与200kg稻壳混合，放入600kg加热至150℃以上的油脂中混匀萃取30min，得到萃取后基础物质并送入球磨机粉磨至1mm以下，再添加1%的十二烷基苯磺酸钙和1%纸浆废液，制备成除臭剂。将水泥厂的污泥接受仓改造，仓顶增加超声波喷雾装置，仓内安装犁刀搅拌装置，喷入5%的除臭剂后，充分搅拌5min，臭气强度从5度下降为1度以下（嗅觉测定，参考日本的6级臭气强度法），而且在污泥干化和焚烧过程中，周边环境中没有臭味，厂内、厂界臭气浓度均低于国家标准限值（恶臭污染物排放标准，GB 14554-93）。水泥窑燃煤节约5%以上，氮氧化物排放总量减少50%以上，厂界的PM2.5排放总量减少80%。
本发明污泥除臭剂作用原理：此除臭剂为混合物质，其作用机理是除臭剂的有效成分与恶臭进行了化学反应：例如：H2S与除臭剂中的R-NH2物质反应生成无臭的R-NH3+：
R-NH2 + H2S→R-NH3+ + SH-
含氮化合物在除臭剂的作用下，生成含氮多聚物和共聚物。
Claims (8)
1.一种污泥除臭剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、分选：将餐厨垃圾去除无机杂物，分选出含油水+固形物；
B、油脂提炼：将经过分选后的含油水+固形物放入立式分级容器内，在蒸煮温度115~130℃常压条件下蒸煮，立式分级容器上方有溢流孔，油脂从上方溢流孔溢流出后，收集在容器内；
C、萃取：将含有纤维素及木质素的原料粉碎至粒径5~10cm，放入步骤B所得的油脂中萃取，所述含有纤维素及木质素的原料与油脂的质量比为1:3~1:1，油脂温度≥150℃，搅拌混匀，萃取时间20~40min，得到油浸的含有纤维素及木质素的原料，即萃取后基础物质；
D、粉磨：将萃取后基础物质送入球磨机，粉磨至粒径≤1mm，得到均匀基础物质；
E、调和：在均匀基础物质中添加0.5%~1.5%的表面活性剂和0.5%~1.5%发泡剂，制备成污泥除臭剂。
2.根据权利要求1所述的污泥除臭剂的制备方法，其特征在于：步骤C所述含有纤维素及木质素的原料为林业废弃物、农业秸秆、稻壳、木屑、树皮、甘蔗渣其中一种或几种。
3.根据权利要求1所述的污泥除臭剂的制备方法，其特征在于：步骤E所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸盐，所述发泡剂为造纸厂排出的碱性纸浆废液。
4.根据权利要求1所述的污泥除臭剂的制备方法，其特征在于：步骤B中的蒸煮温度为120℃。
5.根据权利要求1所述的污泥除臭剂的制备方法，其特征在于：步骤C油脂温度为180℃。
6.基于权利要求1~5中任意一项方法制备的污泥除臭剂的使用方法，其特征在于：将所述污泥除臭剂加水制备成悬浊液，使用前稀释至质量浓度10%~30%，采用超声波喷雾装置将所述污泥除臭剂喷在污泥料仓，除臭剂添加量为污泥质量的3%~7%，采用混合机将污泥与除臭剂搅拌3~10min。
7.根据权利要求6所述的污泥除臭剂的使用方法，其特征在于：所述污泥除臭剂加水制备成悬浊液，使用前稀释至质量浓度20%，除臭剂添加量为污泥质量的5%。
8.基于权利要求1~5中任意一项制备方法制备的污泥除臭剂应用于适用焚烧处理的污泥的除臭。
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