CN104711070B

CN104711070B - 食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料及其加工工艺

Info

Publication number: CN104711070B
Application number: CN201510146624.9A
Authority: CN
Inventors: 徐苏; 廖文超; 陶永贵; 陈晓青; 严滨
Original assignee: Xiamen University of Technology
Current assignee: Xiamen University of Technology
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: CN104711070A

Abstract

本发明公开了一种食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料，将按重量百分比为：食用菌废弃培养基质30‑40%、污泥20‑30%、园林绿化废弃物25‑35%、废弃油脂8‑16%和淀粉胶4%‑12%进行混合压制得到固定燃料。本发明不但解决了食用菌废弃培养基质、园林绿化废弃物以及污水处理厂有机质污泥的处理问题，而且根据本发明压制出的食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料，具有高热值、成型效果好的特点。

Description

食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料及其加工工艺

技术领域

本发明涉及一种食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料及其加工工艺，属于固体废弃物的处理与处置，以及固体燃料制备的技术领域。

背景技术

在我国，污水处理问题日益得到重视，污水处理量和处理率逐年上升。随之而来的是大量的污泥。污泥是污水处理的副产品，目前主要处理方式为填埋处理及焚烧处理。在土地资源紧缺的情况下，填埋处理不利于生态化城市的发展，且有污染地下水的危害，目前已逐渐被焚烧处理所取代。焚烧处理效率高，污泥本身具有一定热值，焚烧处理可充分利用，将污泥资源化。但污泥焚烧厂，大多直接将污泥进行燃烧，污泥热值较低，含水率高，燃烧效果差，可获取热量少，经济效益低，运输难度较大，且仅仅是减量化处理，污泥资源化的目的并未达到。因此污泥焚烧厂的推广阻力较大，难以进一步达到发电的目的。

食用菌培养基质采用破碎后的农副产品下脚料（如木屑、棉籽壳、玉米芯等）进行加工，制成培养基质，含有大量蛋白质、多糖及氮、磷等微量元素。食用菌生长收割完后，培养基质除部分被还田或加工为饲料外，大部分被废弃，对环境造成影响。实际上，食用菌废弃培养基质为生物质，具有碳中和及可燃烧特性，且热值较高，若利用其可燃烧的特点，加工成为替代煤炭的燃料，不但可节能减排，还可减少废弃物，将其资源化利用。

园林绿化废弃物是指在城市绿化美化过程中产生的枝干、落叶、草屑及其他绿化修剪物。随着城市化发展和对绿化环境的追求，园林绿化废弃物的产量也在快速增长，已成为继城市生活垃圾之后的第二大城市固体废弃物。据有关专家和部门估计，目前我国每年有1.3~1.5亿吨的树皮、锯末、枝桠等林业废弃物有待利用。目前处理园林绿化废弃物的途径主要有两种，填埋和直接焚烧，但填埋及直接焚烧均会对环境造成影响，因此将园林绿化废弃物转化为固体燃料，使其资源化是较有利的处理途径。

我国每年产生的废弃油脂量大，但处理效果较差。加工转化为生物柴油成本高，工艺复杂。若利用其高热值特点，将其加入颗粒燃料中，可大大提高颗粒燃料的燃烧性能，具有点火快、燃烧迅速且放热量大的特点。

经过检索，大致有如下相关文献：中国专利申请号200810020127.4公开了一种“污泥质废弃物颗粒燃料及其制备工艺”，该专利是利用若干行业产生的废物制备颗粒燃料；中国专利申请号200910070715.3公开了一种“污泥资源化的处理方法”，该专利申请是利用植物性废弃物与污泥饼混合制备燃料颗粒；中国专利申请号201010237545.6公开了“一种农林废弃物/生活垃圾制备固型再生清洁燃料的方法”，该专利是利用农林废弃物和生活垃圾制备再生燃料；中国专利申请号201110281592.5公开了一种“生物质污泥再生燃料炭的制备方法”，该专利申请利用污泥和各种废弃物（生物质燃料）制备燃料炭；中国专利申请号201210248243.8公开了一种“利用食品废弃物和禽畜粪便的燃料制备方法”，该专利利用食品废弃物和禽畜粪尿制造燃料；中国专利申请号201110079915.2公开了一种“生物质燃料秸秆淀粉联产工艺及设备”，该专利把玉米皮制成淀粉胶，再把玉米秸杆或植物生物质与淀粉胶混合制成块状燃料；本申请人申请的中国专利申请号201310164261.2公开了“一种复合生物质颗粒燃料及其加工工艺”，该专利利用农林废弃物花生壳、稻壳和木屑中加入了废弃油脂和煤矸石粉制备生物质颗粒燃料。

然而，现有技术均未有同时利用污泥、食用菌废弃培养基质和园林绿化废弃物制备燃料的报告及文献，本案发明人从此点出发，旨在解决污泥及食用菌废弃培养基质和园林绿化废弃物的处理问题，并利用这些废弃物，制备热值高且易成型的固体燃料，本案由此而产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料及其加工工艺，能有效的解决污泥、食用菌废弃培养基质和园林绿化废弃物的处理问题，且利用这些废弃物，压制成热值高、易成型的固定燃料。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料，将按重量百分比为：食用菌废弃培养基质30-40%、污泥20-30%、园林绿化废弃物25-35%、废弃油脂8-16%和淀粉胶4%-12%进行混合压制得到固定燃料；所述食用菌废弃培养基质的含水率在30%以内；所述的污泥为污水处理厂有机质含水污泥，其含水率在30%以内；所述园林绿化废弃物的含水率在15%以内。

优选地，所述的淀粉胶由以下方法制备：以重量百分比计，将木薯淀粉30-40%和水50-60%，在75℃-80℃下搅拌混合，加入0.5-1%的CaCl₂及5-8%的α-淀粉酶搅拌均匀，温度回调至55℃-60℃，加入3-5%硼酸搅拌均匀。

一种食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料的加工工艺，包括如下步骤：

（1）预处理：食用菌废弃培养基质的含水率需控制在30%以内、粒径需控制在1~4mm；污泥为污水处理厂有机质含水污泥，加入少量生石灰将其进行脱水、除菌、除杂质，含水率控制在30%以内；园林绿化废弃物含水率控制在15%以内，粒径需控制在1~4mm；

（2）淀粉胶的备制：以重量百分比计，木薯淀粉40%和水50%，在80℃下搅拌混合，加入0.5%的CaCl₂及5%的α-淀粉酶搅拌均匀，温度回调至60℃，加入4.5%硼酸搅拌均匀；

（3）混合：按重量百分比计，将经步骤（1）预处理的食用菌废弃培养基质30-40%、污泥20-30%、园林绿化废弃物25-35%以及废弃油脂8-16%和由步骤（2）制备的淀粉胶4%-12%进行混合；

（4）压制：将混合后的物料送入压制机，即可得到固体燃料。

进一步包括步骤（5）：制备的固体燃料经过振筛机，去除破碎物料，密封装袋。

优选地，所述的固体燃料根据压制机类型不同，压制成块状、棒状及颗粒状固体燃料。

采用上述方案后，本发明的关键点在于原料的选择，食用菌废弃培养基质热值比污泥高，且属于固体废弃物，材质较松散，易碎，单独压制，不易成型。而污泥具有一定粘合作用，但热值低。园林绿化废弃物量大易收集，以现有处理方式，如焚烧、堆肥等，再利用效率比较低，处理量也较少，经济效益不佳。园林绿化废弃物虽然热值低，且材质疏松，单独压制，成型效果较差；但其主要由碎草、落叶、树枝、树皮等组成，具有丰富的混合纤维特性，能有效的将其他泥状、粉状物料缠绕包裹在内，有利于整体物料的成型。废弃油脂则起到提高热值的作用，而且废弃油脂有一定粘性，可以将各组分粘合在一起。通过淀粉胶将提高原料的成型效果，这是因为淀粉胶粘合效果好，并且比较环保，是碳水化合物，燃烧放出的大部分是水、二氧化碳这类对人体无害的物质，燃烧无异味，目前淀粉胶是比较多用在卷烟上面。

总之，本发明不但解决了食用菌废弃培养基质、园林绿化废弃物以及污泥的处理问题，而且根据本发明压制出的食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料，具有高热值、成型效果好的特点。固体废弃物的减量化和资源化通过本发明得到了较好的实现，可为污泥焚烧发电厂提供优质高效的燃料，对污泥及固体废弃物处置与处理起到积极的推动作用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详述。

预处理以及淀粉胶的制备：

（1）预处理：食用菌废弃培养基质的含水率需控制在30%以内、粒径需控制在1~4mm；污泥为污水处理厂有机质含水污泥，加入少量生石灰将其进行脱水、除菌、除杂质，含水率控制在30%以内；园林绿化废弃物含水率控制在15%以内，粒径需控制在1~4mm。

（2）淀粉胶的备制：以重量百分比计，木薯淀粉30-40%和水50-60%，在75℃-80℃下搅拌混合，加入0.5-1%的CaCl₂及5-8%的α-淀粉酶搅拌均匀，温度回调至55℃-60℃，加入3-5%硼酸搅拌均匀。采用此方法制备淀粉胶，工艺较简单，添加物少，制出的淀粉胶粘性高，且还具有一定流动性，在搅拌混合过程中比较容易混合均匀。

实施例1：

将上述经过预处理的食用菌废弃培养基质30%、污泥20%和园林绿化废弃物30%，再加入废弃油脂12%以及上述制备所得的淀粉胶8%进行混合；将混合后的物料送入压制机，即可得到固体燃料；制备的固体燃料经过振筛机，去除破碎物料，密封装袋。根据上述方法压制的固体燃料，成型效果好，热值高，且可根据压制机类型不同，压制成块状、棒状及颗粒状固体燃料。

实施例2：

将上述经过预处理的食用菌废弃培养基质30%、污泥20%和园林绿化废弃物35%，再加入废弃油脂10%以及上述制备所得的淀粉胶5%进行混合；将混合后的物料送入压制机，即可得到固体燃料；制备的固体燃料经过振筛机，去除破碎物料，密封装袋。

实施例3：

将上述经过预处理的食用菌废弃培养基质30%、污泥25%和园林绿化废弃物25%，再加入废弃油脂16%以及上述制备所得的淀粉胶4%进行混合；将混合后的物料送入压制机，即可得到固体燃料；制备的固体燃料经过振筛机，去除破碎物料，密封装袋。

实施例4：

将上述经过预处理的食用菌废弃培养基质40%、污泥20%和园林绿化废弃物25%，再加入废弃油脂8%以及上述制备所得的淀粉胶7%进行混合；将混合后的物料送入压制机，即可得到固体燃料；制备的固体燃料经过振筛机，去除破碎物料，密封装袋。

实施例5：

将上述经过预处理的食用菌废弃培养基质30%、污泥30%和园林绿化废弃物25%，再加入废弃油脂11%以及上述制备所得的淀粉胶4%进行混合；将混合后的物料送入压制机，即可得到固体燃料；制备的固体燃料经过振筛机，去除破碎物料，密封装袋。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims

1.一种食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料，其特征在于将按重量百分比为：食用菌废弃培养基质30-40％、污泥20-30％、园林绿化废弃物25-35％、废弃油脂8-16％和淀粉胶4％-12％进行混合压制得到固定燃料；所述食用菌废弃培养基质的含水率在30％以内；所述的污泥为污水处理厂有机质含水污泥，其含水率在30％以内；所述园林绿化废弃物的含水率在15％以内；

所述的淀粉胶由以下方法制备：以重量百分比计，将木薯淀粉30-40％和水50-60％，在75℃-80℃下搅拌混合，加入0.5-1％的CaCl2及5-8％的α-淀粉酶搅拌均匀，温度回调至55℃-60℃，加入3-5％硼酸搅拌均匀。

2.一种食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料的加工工艺，其特征在于包括如下步骤：

(1)预处理：食用菌废弃培养基质的含水率需控制在30％以内、粒径需控制在1～4mm；污泥为污水处理厂有机质含水污泥，加入少量生石灰将其进行脱水、除菌、除杂质，含水率控制在30％以内；园林绿化废弃物含水率控制在15％以内，粒径需控制在1～4mm；

(2)淀粉胶的备制：以重量百分比计，木薯淀粉40％和水50％，在80℃下搅拌混合，加入0.5％的CaCl₂及5％的α-淀粉酶搅拌均匀，温度回调至60℃，加入4.5％硼酸搅拌均匀；

(3)混合：按重量百分比计，将经步骤(1)预处理的食用菌废弃培养基质30-40％、污泥20-30％、园林绿化废弃物25-35％以及废弃油脂8-16％和由步骤(2)制备的淀粉胶4％-12％进行混合；

(4)压制：将混合后的物料送入压制机，即可得到固体燃料。

3.根据权利要求2所述的食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料的加工工艺，其特征在于进一步包括步骤(5)：制备的固体燃料经过振筛机，去除破碎物料，密封装袋。

4.根据权利要求2或3所述的食用菌废弃培养基质与园林绿化废弃物及污泥混合固体燃料的加工工艺，其特征在于：所述的固体燃料根据压制机类型不同，压制成块状、棒状及颗粒状固体燃料。