CN105217918B

CN105217918B - 污泥生物质球团化、燃料化处理方法

Info

Publication number: CN105217918B
Application number: CN201510595177.5A
Authority: CN
Inventors: 高明逊; 郭鹏; 高紫东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: CN105217918A

Abstract

污泥生物质球团化、燃料化处理方法，包括以下步骤：步骤1、将污泥、生物质粉、1%钠基膨润土、0.8%氧化钙粉、0.5%羧甲基纤维素混合搅拌，搅拌到压制成球团条件，直接压制成球。步骤2、然后采用竖窑进行干燥，即得污泥球团燃料，污泥球团燃料作为干燥热源。本发明提供的污泥生物质球团化、燃料化处理方法，首次提出污泥团化处理模式，即污泥复合球团燃料化处理，有效增加了污泥的表面积，提高干燥效率，能耗降低；同时将污泥燃料化，使得污泥处理的更彻底，燃烧区温度大于1200℃，优于普通的焚烧法；其制成的污泥生物质球团燃料，可使用于工业层燃炉窑和民用采暖。

Description

污泥生物质球团化、燃料化处理方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及污泥生物质球团化、燃料化处理方法。

背景技术

目前污泥的处理方法有：直接填埋、农业利用、干化和直接焚烧。

污泥直接填埋：此种方式是早期污泥处理的方式，由于污泥本身难分解，造成污染严重，尤其是地下水资源污染严重，且往往会占用大量土地，造成周边环境的污染，所以这种处置方式最终将被淘汰。

污泥堆肥农用：根据污泥本身成分的分析，污泥富含大量微量元素，对于土地有一定的肥沃作用，加入添加剂消除有害元素，使其通过物理或者化学方式成为一种肥料，作为农用或者城市绿化用肥，这是一种理想的污泥处理方式。但是，添加剂或者发酵用酶的寻找和制造是其难点，因为污泥本身性质和成分的不确定因素，没有万能的添加剂，所以污泥堆肥农用的处理方式没有广泛推广开来，这种处置方式日渐被边缘化。

污泥干化：在污泥机械脱水后，进一步进行干燥，经过干化后的污泥或者利用或者焚烧。干化的目的是使污泥进一步脱水，从机械脱水后含水率大概为80%的状态，进一步脱水到10%～50%，一方面进行了有效的减容，另一方面干化后的污泥运输、利用都很方便。但是，此种方法处理成本和技术要求高，干化后污泥依然存在出路问题。

污泥的焚烧：可以直接焚烧高含水率的污泥，也可以焚烧干化后低含水率的、污泥，焚烧可以使污泥的体积减少，焚烧后需要处置的物质很少，焚烧后的物质可再利用制成有用的成品；另外，焚烧处理速度快，减少了污泥存储时间；焚烧可以使有机物全部碳化，杀死病原体，消除有害物质；焚烧释放污泥所含的化学能量，可以有效回收，用于污泥自身的干化或者供热发电，真正实现污泥减量化、无害化和资源化处理，是一种比较安全有效的污泥处置方式，代表了当前国际上污泥处理的主流方向，也是国内目前发展的主要方向。

上述中提到的污泥处理方式中唯污泥干化和焚烧是国内外的首选方式，但是，这种处理方式最关键的问题是都必须对污泥进行干燥。

通常把采用热物理方式将热量传给含水的物料，并将此热量作为潜热而使水分蒸发、分离操作的过程称为干燥。污泥的大规模、工业化处理工艺中需要干燥。目前，污泥干燥系统有转鼓式、立式、多盘式、盘式、桨叶式、流化床干化等。近年来，也有采用增钙干化技术，采用含生石灰（碱性）和硫酸铁铝（酸性）双组分发热剂，通过污泥高效干燥系统对有机酸腐污泥进行干燥、脱水、改性后，向稳定化无机材料转化。

上述的方法存在投资大、运行费用高、干燥耗能大、效率低等缺点。主要原因为：（1）污泥具有粘性，不易破碎，被加热表面积小，无法将热量快速传递到污泥中。（2）污泥初加热时，污泥表面很快被烘干，烘干的表面结成硬壳，犹如一层保温层，热量很难传导到内部，需长时间烘干才能达到要求，干燥热效率很低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供污泥生物质球团化、燃料化处理方法，将高含水污泥直接用生物质粉吸水，使其具备压制成球团的条件，压制球团前无需对污泥进行干燥，更加方便快捷，有效解决了现有污泥处理方式中存在的对污泥进行干燥的技术问题。

为实现本发明的上述目的，本发明提供污泥生物质球团化、燃料化处理方法，包括如下步骤。

步骤1、将污泥、生物质粉、钠基膨润土、氧化钙粉、羧甲基纤维素混合搅拌，搅拌到具备压球条件，直接压制成球。

步骤2、然后采用竖窑进行干燥，即得污泥球团燃料。

所述生物质粉为木粉、秸秆粉、稻壳粉等，所述生物质粉细度为20目。

所述生物质粉与污泥的质量比为1:（2～3），所述钠基膨润土、氧化钙粉、羧甲基纤维素的添加量分别为生物质粉与污泥总重量的1%、0.8%、0.5%。

所述1%钠基膨润土的细度为90目、0.8%氧化钙粉的细度为90目。

所述压球条件是将搅拌好的混合物料倒入直径50mm、高50mm的杯中，上表面施加1.5公斤/cm²压力，3s后，将物料从杯中倒出，如仍能保持容器形状即为具备压制条件。

所述球团最大直径处50mm，最小直径处25mm。

所述污泥为污水处理厂产生的污泥，含水量75%～90%。

所述污泥球团燃料可以供应干燥炉、层燃工业锅炉或民用采暖，所述干燥炉为层燃机械化炉排。

与现有技术相比本发明的有益效果。

本发明提供的污泥生物质球团化、燃料化处理方法，首次提出污泥团化处理模式，即污泥复合球团燃料化处理，将高含水污泥直接用生物质粉吸水，使其具备压制成球团的条件，压制球团前无需对污泥进行干燥，更加方便快捷；在污泥和生物质粉球团中加入钠基膨润土、氧化钙粉和羧甲基纤维素，冷强度大于40公斤/平方厘米。该处理方法将污泥球团化，有效增加了污泥的表面积，提高干燥效率，能耗降低；同时将污泥燃料化，使得污泥处理的更彻底，燃烧区温度大于1200℃，优于普通的焚烧法；其制成的污泥生物质球团燃料，可使用于工业层燃炉窑和民用采暖。

附图说明

图1为本发明污泥生物质球团化、燃料化处理方法流程图。

图2为采用本发明处理方法制备的污泥球团燃料产品图。

图3为污泥球团燃料的燃烧图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。

实施例1。

本实施例提供污泥生物质球团化、燃料化处理方法，包括：

步骤1、将污泥（含75%～90%水）、木粉、钠基膨润土（细度为90目）、氧化钙粉（细度为90目）、羧甲基纤维素混合搅拌，搅拌到压制成球团条件，通过压球机直接压制成球，所得球团的最大直径处50mm，最小直径处25mm。

所述木粉与污泥的质量比为1:3，所述钠基膨润土、氧化钙粉、羧甲基纤维素的添加量分别为木粉与污泥总重量的1%、0.8%、0.5%。

步骤2、然后采用竖窑进行干燥，即得污泥球团燃料。

采用竖窑干燥，产生的热风或热烟气从底部进入，湿球团从竖窑上部加入，干球团从底部流出，连续运行，干燥后球团含水量小于5%。因为污泥已经做成球团，在竖窑中，球团间有空隙，热风或热烟气能从空隙中流通，实现污泥的快速干燥。

球团的形成，增加了污泥表面积，提高了干燥效率；球团中加入的20目木粉，使球团变得疏松，加热时不会在外部形成硬壳，热量能很快传递到内部，通过同等条件下纯污泥球团和加入木粉的球团干燥实验，达到同样效果时，后者耗能是前者耗能的1/2。

所述木粉的细度为20目，有很高的吸水性，可以直接与污水处理厂的污泥（含水量75%～90%）制成球团，极大地简化了生产工艺，有效改变了现有的需将污泥干燥到水分小于40%才能成型的做法。

干燥后的污泥球团燃料的热值在12.5～14.6MJ/kg，采用竖窑干燥时，可用本发明制备的干燥后的污泥球团做燃料，干燥炉为层燃机械化炉排，产生热风或热烟气作为干燥热源，来干燥其他湿球团，实现污泥球团燃料的循环利用。

干燥炉燃用的污泥球团燃料占总量的40%，剩余的污泥球团燃料可以供应层燃工业锅炉或民用采暖。

实施例2。

本实施例提供污泥生物质球团化、燃料化处理方法，包括。

步骤1、将污泥（含75%～90%水）、秸秆粉、钠基膨润土（细度为90目）、氧化钙粉（细度为90目）、羧甲基纤维素混合搅拌，搅拌到压制成球团条件，压制成球。

步骤2、然后采用竖窑进行干燥，即得球团燃料。

所述秸秆粉与污泥的质量比为1:2.5，所述钠基膨润土、氧化钙粉、羧甲基纤维素的添加量分别为秸秆粉与污泥总重量的1%、0.8%、0.5%。

实施例3。

本实施例提供污泥生物质球团化、燃料化处理方法，包括。

步骤1、将污泥（含75%～90%水）、稻壳粉、钠基膨润土（细度为90目）、氧化钙粉（细度为90目）、羧甲基纤维素混合搅拌，搅拌到压制成球团条件，压制成球。

步骤2、然后采用竖窑进行干燥，即得球团燃料。

所述稻壳粉与污泥的质量比为1:2，所述钠基膨润土、氧化钙粉、羧甲基纤维素的添加量为稻壳粉与污泥总重量的1%、0.8%、0.5%。

Claims

1.污泥生物质球团化、燃料化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将污泥、生物质粉、钠基膨润土、氧化钙粉、羧甲基纤维素混合搅拌，搅拌到压球条件，直接压制成球；

步骤2、然后采用竖窑进行干燥，即得污泥球团燃料；

所述生物质粉与污泥的质量比为1:（2～3），所述钠基膨润土、氧化钙粉、羧甲基纤维素的添加量分别为生物质粉与污泥总重量的1%、0.8%、0.5%；所述生物质粉为木粉，或秸秆粉，或稻壳粉，所述生物质粉细度为20目，所述钠基膨润土细度为90目，所述氧化钙粉细度为90目；

所述压球条件是将搅拌好的混合物料倒入直径50mm、高50mm的杯中，上表面施加1.5公斤/cm²压力，3s后，将物料从杯中倒出，仍能保持容器形状。

2.如权利要求1所述的污泥生物质球团化、燃料化处理方法，其特征在于，所述木粉与污泥的质量比为1:3。

3.如权利要求1所述的污泥生物质球团化、燃料化处理方法，其特征在于，所述秸秆粉与污泥的质量比为1:2.5。

4.如权利要求1所述的污泥生物质球团化、燃料化处理方法，其特征在于，所述稻壳粉与污泥的质量比为1:2。

5.如权利要求1所述的污泥生物质球团化、燃料化处理方法，其特征在于，所述球团最大直径处50mm，最小直径处25mm。

6.如权利要求1所述的污泥生物质球团化、燃料化处理方法，其特征在于，所述污泥为污水处理厂产生的污泥，含水量75%～90%。

7.如权利要求1所述的污泥生物质球团化、燃料化处理方法，其特征在于，所述污泥球团燃料可以供应干燥炉、层燃工业锅炉或民用采暖，所述干燥炉为层燃机械化炉排。