CN105695033B - 污泥生物质燃料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及污水处理中产生的污泥综合利用方法，具体是污泥生物质燃料的制造方法，包括以下过程：污泥加入生石灰搅拌；再加第二批污泥搅拌均匀作为低层污泥并加入生物质发酵料；最后再加入第三批污泥、生物质发酵料和污泥发酵剂，发酵后的上层污泥种植速生植物；将所种植的植物和污泥一起搅拌加入生物质发酵料；发酵得到发酵污泥生物质混合物；再加入焦煤粉、生石灰制成生物燃料块。本发明提供的污泥生物质燃料的制造方法，添加助剂少，成本低，充分利用污泥本身含有微生物的作用，和生物质一起进行多次发酵处理，种植植被，提高了可燃物含量，同时还能对污泥自身起到一定降解、减少水分的作用，制得的污泥生物质燃料，具有良好的燃烧率。

Description

污泥生物质燃料的制造方法
技术领域
本发明涉及污水处理中产生的污泥综合利用方法，具体是污泥生物质燃料的制造方法。
背景技术
用城市污泥制备燃料的方法，虽然现在已经有所研究，但是处理成本较高。首先体现在污泥脱水成本，虽然经过污水厂的压滤法或用叠螺机进行脱水，但是出厂的污泥含水率一般都在80％以上。要降低含水率，势必要加入更多絮凝剂和延长压滤时间，造成成本过高。另外为了满足燃烧需要，对污泥制成的燃料需要进行干燥，这主要还是对污泥进行干燥，而污泥干燥难度大，由于污泥表层容易板结，造成内部水分难以散出，自然风干是不可行的，烘干消耗的能源太大。最后现有的污泥制备燃料中，添加的助剂也很多，进一步抬高了生产成本。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种利用污泥制备燃料的低成本方法。
具体的技术方案为：
污泥生物质燃料的制造方法，包括以下过程：
(1)含水量为80～90％的污泥放入发酵池内底部，加入生石灰搅拌，调节污泥酸碱度至中性；污泥和生石灰重量比为100∶12～15，优选地，重量比为100∶13；
(2)加入生石灰后的污泥温度降至50～60℃时候，再加第二批污泥到发酵池内搅拌均匀，第二批污泥的质量与步骤(1)中污泥质量相同，搅拌均匀后的污泥作为低层污泥，低层污泥中还加入生物质发酵料；低层污泥和生物质发酵料质量比为100∶50～60，优选地，质量比为100∶55；
(3)最后再加入第三批污泥为上层污泥，第三批污泥为第二批污泥重量比为1.2∶1；上层污泥中加入生物质发酵料和污泥发酵剂，搅拌均匀后铺设在低层污泥上，根据污泥发酵剂的使用说明进行发酵处理；
该步骤中加入的生物质发酵料为步骤(2)中加入生物质发酵料0.8～1倍。
(3)发酵后的上层污泥种植速生植物；
(4)速生植物生长率开始降低时候，将所种植的植物和上层污泥、低层污泥一起搅拌均匀；搅拌过程中加入生物质发酵料；
该步骤中加入的生物质发酵料为步骤(2)中加入生物质发酵料1～1.5倍。
(5)搅拌混合后的混合物堆置1～2天后，对上层污泥曝气8～10小时，再次堆静置3天，每隔12小时翻料通风一次，得到发酵污泥生物质混合物；
(6)发酵污泥生物质混合物中加入焦煤粉、生石灰搅拌混合，制成生物燃料块。该步骤中加入的生石灰、焦煤粉与发酵污泥生物质混合物质量比为1∶50～80∶140～200。
生石灰、焦煤粉加入量根据对发酵污泥生物质混合物的含水率和碳含量测试结果决定。
以上过程中加入的生物质发酵料，由以下方法制备所得，将脱水污泥、生物质料、煤渣按照质量比1∶2∶1配比混合均匀后，进行厌氧发酵，发酵温度为30-50℃，发酵时间10-12天；所述的脱水污泥含水率为30～50％。
所述的生物质料为，树木和采伐加工剩余物，刨花、木屑、碎木等林业加工废弃物等资源，农作物的秸秆、草类、壳类以及农副产品加工过程中的废渣等。
本发明提供的污泥生物质燃料的制造方法，先是利用生石灰与污泥中部分水反应，去除部分水分，同时生石灰反应产生大量气泡，防止污泥板结，使得低层的污泥能够形成疏松的材料层，低层污泥加入生物质发酵料后，进行不完全的厌氧发酵，而上层污泥，加入生物质发酵料和污泥发酵剂，进行有氧发酵，有氧发酵后的污泥，更有利于速生植物的生产，选取例如速生的草种进行播种，种植速生植物，即可以将污泥中部分水分去除，同时还可以利用植物提高污泥中生物质的量；最后将污泥和速生植物一起发酵污泥生物质混合物，发酵可以将速生植物和生物质发酵料转化成易燃的成分；最后加入氧化钙，起到氧化生物质成分，易于燃烧，同时还为了降低水分，另外氧化钙反应后产生的其气体可以使得制成的燃料块中产生气孔，提高燃烧效果。在这过程中，利用污泥，预先将生物质进行发酵处理，是为了后续加入污泥中能加快污泥发酵过程。
本发明提供的污泥生物质燃料的制造方法，添加助剂少，成本低，充分利用污泥本身含有微生物的作用，和生物质一起进行多次发酵处理，种植植被，提高了可燃物含量，同时还能对污泥自身起到一定降解、减少水分的作用，制得的污泥生物质燃料，具有良好的燃烧率。
具体实施方式
结合实施例说明本发明的具体实施方式。
实施例1
首先制备生物质发酵料：将脱水污泥、生物质料、煤渣按照质量比1∶2∶1配比混合均匀后，放入厌氧池中进行厌氧发酵，发酵温度为30-50℃，发酵时间10-12天；利用压滤机将污泥脱水至含水率为30％。
污泥生物质燃料的制造方法，包括以下过程：
(1)测定污泥含水量为90％左右，污泥放入发酵池内底部，加入生石灰搅拌，加入盐酸溶液调节污泥酸碱度至中性；污泥和生石灰重量比为100∶15；
(2)加入生石灰后的污泥温度降至50～60℃时候，再加第二批污泥到发酵池内搅拌均匀，第二批污泥的质量与步骤(1)中污泥质量相同，搅拌均匀后的污泥作为低层污泥，低层污泥中还加入生物质发酵料；低层污泥和生物质发酵料质量比为100∶60；
(3)最后再加入第三批污泥为上层污泥，第三批污泥为第二批污泥重量比为1.2∶1；上层污泥中加入生物质发酵料和污泥发酵剂，搅拌均匀后铺设在低层污泥上，根据污泥发酵剂的使用说明进行发酵处理；步骤(3)中加入的生物质发酵料为步骤(2)中加入生物质发酵料1倍。污泥发酵剂为市售的污泥发酵剂。本实施例选取的发酵剂发酵时间为5～7天。
(3)发酵后的上层污泥种植速生植物；本实施例选取的速生植物为多种速生牧草。
(4)速生植物生长率开始降低时候，将所种植的植物和上层污泥、低层污泥一起搅拌均匀；搅拌过程中加入生物质发酵料；
该步骤中加入的生物质发酵料为步骤(2)中加入生物质发酵料1.5倍。
(5)搅拌混合后的混合物堆置1天后，对上层污泥曝气8小时，再次堆静置3天，每隔12小时翻料通风一次，得到发酵污泥生物质混合物；
(6)发酵污泥生物质混合物中加入焦煤粉、生石灰搅拌混合，制成生物燃料块。根据检验结果，该步骤中加入的生石灰、焦煤粉与发酵污泥生物质混合物质量比为1∶70∶200。
实施例2
首先制备生物质发酵料：将脱水污泥、生物质料、煤渣按照质量比1∶2∶1配比混合均匀后，放入厌氧池中进行厌氧发酵，发酵温度为30-50℃，发酵时间10-12天；利用压滤机将污泥脱水至含水率为50％。
污泥生物质燃料的制造方法，包括以下过程：
(1)测定污泥含水量为85％左右，污泥放入发酵池内底部，加入生石灰搅拌，加入盐酸溶液调节污泥酸碱度至中性；污泥和生石灰重量比为100∶13；
(2)加入生石灰后的污泥温度降至50～60℃时候，再加第二批污泥到发酵池内搅拌均匀，第二批污泥的质量与步骤(1)中污泥质量相同，搅拌均匀后的污泥作为低层污泥，低层污泥中还加入生物质发酵料；低层污泥和生物质发酵料质量比为100∶50；
(3)最后再加入第三批污泥为上层污泥，第三批污泥为第二批污泥重量比为1.2∶1；上层污泥中加入生物质发酵料和污泥发酵剂，搅拌均匀后铺设在低层污泥上，根据污泥发酵剂的使用说明进行发酵处理；步骤(3)中加入的生物质发酵料为步骤(2)中加入生物质发酵料1倍。污泥发酵剂为市售的污泥发酵剂。本实施例选取的发酵剂发酵时间为5～7天。
(3)发酵后的上层污泥种植速生植物；本实施例选取的速生植物为多种速生牧草。
(4)速生植物生长率开始降低时候，将所种植的植物和上层污泥、低层污泥一起搅拌均匀；搅拌过程中加入生物质发酵料；
该步骤中加入的生物质发酵料为步骤(2)中加入生物质发酵料1.5倍。
(5)搅拌混合后的混合物堆置2天后，对上层污泥曝气10小时，再次堆静置3天，每隔12小时翻料通风一次，得到发酵污泥生物质混合物；
(6)发酵污泥生物质混合物中加入焦煤粉、生石灰搅拌混合，制成生物燃料块。根据检验结果，该步骤中加入的生石灰、焦煤粉与发酵污泥生物质混合物质量比为1∶50∶140。
实施例3
首先制备生物质发酵料：将脱水污泥、生物质料、煤渣按照质量比1∶2∶1配比混合均匀后，放入厌氧池中进行厌氧发酵，发酵温度为30-50℃，发酵时间10-12天；利用压滤机将污泥脱水至含水率为40％。
污泥生物质燃料的制造方法，包括以下过程：
(1)测定污泥含水量为80％左右，污泥放入发酵池内底部，加入生石灰搅拌，加入盐酸溶液调节污泥酸碱度至中性；污泥和生石灰重量比为100∶12；
(2)加入生石灰后的污泥温度降至50～60℃时候，再加第二批污泥到发酵池 内搅拌均匀，第二批污泥的质量与步骤(1)中污泥质量相同，搅拌均匀后的污泥作为低层污泥，低层污泥中还加入生物质发酵料；低层污泥和生物质发酵料质量比为100∶55；
(3)最后再加入第三批污泥为上层污泥，第三批污泥为第二批污泥重量比为1.2∶1；上层污泥中加入生物质发酵料和污泥发酵剂，搅拌均匀后铺设在低层污泥上，根据污泥发酵剂的使用说明进行发酵处理；步骤(3)中加入的生物质发酵料为步骤(2)中加入生物质发酵料1倍。污泥发酵剂为市售的污泥发酵剂。本实施例选取的发酵剂发酵时间为5～7天。
(3)发酵后的上层污泥种植速生植物；本实施例选取的速生植物为多种速生牧草。
(4)速生植物生长率开始降低时候，将所种植的植物和上层污泥、低层污泥一起搅拌均匀；搅拌过程中加入生物质发酵料；
该步骤中加入的生物质发酵料为步骤(2)中加入生物质发酵料1.5倍。
(5)搅拌混合后的混合物堆置2天后，对上层污泥曝气8小时，再次堆静置3天，每隔12小时翻料通风一次，得到发酵污泥生物质混合物；
(6)发酵污泥生物质混合物中加入焦煤粉、生石灰搅拌混合，制成生物燃料块。根据检验结果，该步骤中加入的生石灰、焦煤粉与发酵污泥生物质混合物质量比为1∶80∶150。

Claims (3)

1.污泥生物质燃料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)含水量为80～90％的污泥放入发酵池内底部，加入生石灰搅拌，调节污泥酸碱度至中性；污泥和生石灰重量比为100∶12～15；
2)加入生石灰后的污泥温度降至50～60℃时候，再加第二批污泥到发酵池内搅拌均匀，第二批污泥的质量与步骤(1)中污泥质量相同，搅拌均匀后的污泥作为底层污泥，底层污泥中还加入本发明人经过长期实验得到的生物质发酵料；底层污泥和生物质发酵料质量比为100∶50～60；
3)最后再加入第三批污泥为上层污泥，第三批污泥与第二批污泥重量比为1.2∶1；上层污泥中加入生物质发酵料和污泥发酵剂，搅拌均匀后铺设在底层污泥上，根据污泥发酵剂的使用说明进行发酵处理；
4)发酵后的上层污泥种植速生植物；
5)速生植物生长率开始降低时候，将所种植的植物和上层污泥、底层污泥一起搅拌均匀；搅拌过程中加入生物质发酵料；
6)搅拌混合后的混合物堆置1～2天后，对上层污泥曝气8～10小时，再次堆静置3天，每隔12小时翻料通风一次，得到发酵污泥生物质混合物；
7)发酵污泥生物质混合物中加入焦煤粉、生石灰搅拌混合，制成生物燃料块。
2.根据权利要求1所述的污泥生物质燃料的制造方法，其特征在于，所述的步骤(3)中加入的生物质发酵料为步骤(2)中加入生物质发酵料0.8～1倍。
3.根据权利要求1到2任一项所述的污泥生物质燃料的制造方法，其特征在于，所述的生物质发酵料，由以下方法制备所得，将脱水污泥、生物质料、煤渣按照质量比1∶2∶1配比混合均匀后，进行厌氧发酵，发酵温度为30-50℃，发酵时间10-12天；所述的脱水污泥含水率为30～50％；其中，所述的生物质料为：树木和采伐加工剩余物，刨花、木屑、碎木林业加工废弃物资源，或农作物的秸秆、草类、壳类以及农副产品加工过程中的废渣。
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