CN107022387A - 一种污泥高掺入的污泥水煤浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥高掺入的污泥水煤浆及其制备方法，污泥处理方法为：①污泥超声波处理；②超声后污泥用碱性印染废水调pH值，并在螺旋高速搅拌器下搅拌；③将调好pH值的污泥输送至球磨机内和碱性印染废水、煤、分散剂混合，磨矿后即得污泥水煤浆。污泥水煤浆的成分组成为：以重量份计，污泥15‑30份，分散剂0.005‑0.01份，煤粉40‑60份，碱性印染废水15‑45份。本发明的污泥处理方法可有效将污泥中的聚丙烯酰胺高分子降解为小分子，从而提高在水煤浆制备时的污泥掺入量，制得的产品的稳定性和流动性均较好，同时利用碱性印染废水，减少了废水的排放，为污泥的资源化、减量化、无害化处理提供了有效的技术途径。

Description

一种污泥高掺入的污泥水煤浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种污泥高掺入的污泥水煤浆及其制备方法，具体涉及一种污泥高掺入的污泥水煤浆及其制备方法。
背景技术
随着我国城市化的快速发展，工业发展越来越快，各行各业均产生大量的废水和污泥，目前污水处理厂排放的干污泥产量约600万吨/年，且每年以超过10％的速度增加，环境污染日益严重。工业废水及污泥由于水分、灰分含量高，成分复杂，难以处置和利用。但它们都含有一定量的有机可燃物，具有一定的热值，也是一种有价值的资源。可用废水和污泥制取水煤浆，得以高效燃烧，不仅可以为废水、及污泥的资源化、减量化和无害化处理提供一个新的途径，还可以节约用煤、节约用水，从而降低水煤浆制浆成本。水煤浆是一种新型煤基燃料，是20世纪70年代世界石油危机发展起来的，具有运输方便、燃烧效率高、污染物排放量低等优点，可代替燃料油用于电站锅炉、工业锅炉及工业窑炉。目前我国已经广泛应用，取得了较好的经济效益和环境效益。截止2016年底，全国各类制浆厂设计生产能力已超过1亿吨/年，然而，水煤浆技术在发展过程中存在着制浆煤种局限、污泥掺入量较少、水煤浆价格偏高等问题，制约着水煤浆技术产业化的进一步发展。随着社会对环保要求的不断提高，水煤浆技术必须在现有的基础上不断创新并取得突破，使其能适应当今社会对经济效益和环境保护的要求。
国内对污泥制浆的研究较多，有的是将污泥直接和煤进行配比制备煤浆，有的是在污泥中加入固体化工原料进行改性后再制备煤浆，这些方法都存在污泥添加量少(10％以下)、煤浆浓度低(热值小于4000kcal/kg)、污泥不能流动，只能在磨矿之后与成品煤浆搅拌成污泥煤浆或必须使用制浆通用量的添加剂。尤其是污泥在处理过程中会加入聚丙烯酰胺，由于聚丙烯酰胺大分子的存在导致污泥的掺入量受到极大程度的限制，如何将聚丙烯酰胺大分子降解为小分子是制约煤浆中掺入污泥量的一个关键因素，目前国内的好多制备水煤浆的专利都没有涉及到聚丙烯酰胺大分子降解问题的处理，因此均不同程度的存在污泥添加量低，分散剂添加量过多，造成制浆成本增加，污泥处理能力小。
发明内容
本发明提供的一种污泥高掺入的污泥水煤浆的制备方法，不像普通方法中将污泥掺入煤粉或煤浆中，添加量较低，由于聚丙烯酰胺大分子的存在导致污泥的掺入量受到极大程度的限制，污泥中需要较多的分散剂，生产成本较高，影响着污泥的使用。
本发明提供的一种污泥高掺入的污泥水煤浆的制备方法，通过对污泥进行预处理，将污泥中的聚丙烯酰胺大分子降解为小分子，从而提高了污泥在水煤浆中的掺入量，相应的减少了分散剂和稳定剂的用量，不仅对污泥的资源化、减量化和无害化处理提供一个新的途径，还可以节约用煤、节约用水，节约用剂从而降低水煤浆的制浆成本。
本发明同时提供了水煤浆的制备方法。
一种污泥高掺入的污泥水煤浆，按重量份计，该水煤浆成分包括，污泥15-30份，分散剂0.005-0.01份，煤粉40-60份，碱性印染废水15-45份。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述污泥为市政污泥，污泥含水率为：80-85％。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述碱性印染废水，pH为9.0-14.0。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述分散剂为萘系磺酸盐、木质素磺酸盐中的一种或者两种的混合物；所述煤粉为烟煤粉、无烟煤粉中的一种或者两种的混合物。
一种污泥高掺入的污泥水煤浆的制备方法，包括以下步骤：
a、原料准备：以重量份计，污泥15-30份，分散剂0.005-0.01份，煤粉40-60份，碱性印染废水15-45份；
b、预处理：将待处理污泥进行超声波处理；
c、调pH：经过超声处理的污泥用碱性印染废水调节pH值；
d、螺旋高速搅拌：将调好pH值的污泥进行螺旋高速搅拌剪切处理；
e、球磨机磨矿：将调好pH值且经过高速搅拌剪切的污泥、剩余碱性印染废水、分散剂以及煤粉分别加入至球磨机内进行混合，混合后进行球磨得到水煤浆。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤b所述超声波处理频率为：30-60KHz，超声处理时间为60-120min。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤c所述碱性印染废水，pH值为9.0-14.0。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤c所述调节污泥pH值为9.0-11.0。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤d所述螺旋高速搅拌速率为：1000-3000r/min，处理时间为15-30min。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤e所述分散剂为萘系磺酸盐；所述煤粉为烟煤粉；所述球磨机磨矿时温度为80-100℃，磨矿时间为10-20min。
本发明的有益效果在于：按照本发明的方法对污泥分别进行了超声波处理、高速搅拌剪切处理以及球磨粉碎挤压处理等，将污泥中的聚丙烯酰胺大分子降解为小分子，从而提高了污泥在水煤浆中的掺入量，相应的减少了分散剂和稳定剂的用量，不仅对污泥的资源化、减量化和无害化处理提供一个新的途径，还可以节约用煤、节约用水，节约用剂从而降低了水煤浆制浆成本。可利用现有的水煤浆生产线前面增加一道污泥超声处理和高速搅拌剪切处理环节；制浆工艺简单，制浆成本低；污泥添加量高，污泥煤浆成浆浓度可达60％，并具有较好的流动性、稳定性和流变性，在充分利用污泥的热值的同时，为污泥的资源化、减量化、无害化提供了有效的技术途径。
具体实施例
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例1
一种污泥高掺入的污泥水煤浆及其制备方法，该方法包括以下步骤：
a、原料准备：以重量份计，污泥15份，分散剂0.005份，煤粉60份，碱性印染废水45份；
b、预处理：将待处理污泥进行超声波处理；超声处理条件为30KHz，120min；
c、调pH：经过超声处理的污泥用碱性印染废水调节pH值到9.0-9.3之间；
d、螺旋高速搅拌：将调好pH值的污泥进行螺旋高速搅拌剪切处理：处理条件为：1000r/min，30min
e、球磨机磨矿：将调好pH值的污泥、剩余的碱性印染废水、萘系磺酸盐以及烟煤粉加入至球磨机内进行混合，混合后进行球磨，磨矿温度为100℃，磨矿10min得到水煤浆。
实施例2
一种污泥高掺入的污泥水煤浆及其制备方法，该方法包括以下步骤：
a、原料准备：以重量份计，污泥20份，分散剂0.007份，煤粉50份，碱性印染废水30份；
b、预处理：将处理待污泥进行超声波处理，超声处理条件为45KHz，90min；
c、调pH：经过超声处理的污泥用碱性印染废水调节pH值到10.0-10.3；
d、螺旋高速搅拌：将调好pH值的污泥进行螺旋高速搅拌剪切处理：处理条件为：2000r/min，20min；
e、球磨机磨矿：将调好pH值的污泥、剩余的碱性印染废水、萘系磺酸盐以及烟煤粉加入至球磨机内进行混合，混合后进行球磨，磨矿温度为95℃，磨矿13min得到水煤浆。
实施例3
一种污泥高掺入的污泥水煤浆及其制备方法，该方法包括以下步骤：
a、原料准备：以重量份计，污泥25份，分散剂0.008份，煤粉45份，碱性印染废水35份；
b、预处理：将待处理污泥进行超声波处理，超声处理条件为50KHz，80min；
c、调pH：经过超声处理的污泥用碱性印染废水调节pH值到9.7-10.0；
d、螺旋高速搅拌：将调好pH值的污泥进行螺旋高速搅拌剪切处理：处理条件为：2000r/min，25min；
e、球磨机磨矿：将调好pH值的污泥、剩余的碱性印染废水、萘系磺酸盐以及烟煤粉加入至球磨机内进行混合，混合后进行球磨，磨矿温度为85℃，磨矿15min得到水煤浆。
实施例4
一种污泥高掺入的污泥水煤浆及其制备方法，该方法包括以下步骤：
a、原料准备：以重量份计，污泥30份，分散剂0.01份，煤粉40份，碱性印染废水15份；
b、预处理：将待处理污泥进行超声波处理，超声处理条件为60KHz，60min；
c、调pH：经过超声处理的污泥用碱性印染废水调节pH值到10.7-11.0；
d、螺旋高速搅拌：将调好pH值的污泥进行螺旋高速搅拌剪切处理：处理条件为：3000r/min，15min；
e、球磨机磨矿：将调好pH值的污泥、剩余的碱性印染废水、萘系磺酸盐以及烟煤粉加入至球磨机内进行混合，混合后进行球磨，磨矿温度为80℃，磨矿20min得到水煤浆。
实施例5
一种污泥高掺入的污泥水煤浆及其制备方法，该方法包括以下步骤：
a、原料准备：以重量份计，污泥18份，分散剂0.006份，煤粉55份，碱性印染废水40份；
b、预处理：将待处理污泥进行超声波处理，超声处理条件为40KHz，105min；
c、调pH：经过超声处理的污泥用碱性印染废水调节pH值到9.7-10.0；
d、螺旋高速搅拌：将调好pH值的污泥进行螺旋高速搅拌剪切处理：处理条件为：3000r/min，15min；
e、球磨机磨矿：将调好pH值的污泥、剩余的碱性印染废水、萘系磺酸盐以及烟煤粉加入至球磨机内进行混合，混合后进行球磨，磨矿温度为90℃，磨矿15min得到水煤浆。
实施例6
一种污泥高掺入的污泥水煤浆及其制备方法，该方法包括以下步骤：
a、原料准备：以重量份计，污泥27份，分散剂0.009份，煤粉42份，碱性印染废水20份；
b、预处理：将待处理污泥进行超声波处理，超声处理条件为55KHz，70min；
c、调pH：经过超声处理的污泥用碱性印染废水调节pH值到10.0-10.3；
d、螺旋高速搅拌：将调好pH值的污泥进行螺旋高速搅拌剪切处理：处理条件为：1000r/min，30min；
e、球磨机磨矿：将调好pH值的污泥、剩余的碱性印染废水、萘系磺酸盐以及烟煤粉加入至球磨机内进行混合，混合后进行球磨，磨矿温度为90℃，磨矿15min得到水煤浆。
表1本发明所举实例的结果评价
项目 浓度/％ 黏度/(mPa s) 流动性 稳定性
实施例1 60.2 1158 A B
实施例2 60.6 1196 A B
实施例3 59.9 1203 A A
实施例4 59.5 1225 A A
实施例5 60.8 1198 A B
实施例6 60.4 1201 A A
结论：根据上表可以得出通过本发明的制备方法制备出的污泥水煤浆的流动性很好，均达到了A级，另外污泥水煤浆的稳定性也较好，均达到了B级以上。
备注：水煤浆流动性用来表征浆体流动顺畅与否，是评价浆体好坏比较直观的指标，其测定方法采取目测法，可分为A，B，C，D这4个等级。其中A为流动性很好，连续流动；B为流动性较好，半连续流动；C为有一定流动性，间断流动；D为没有流动性。
水煤浆的稳定性评价方法采用传统的棒插法观测，即将被测水煤浆试样密闭静置24h后，观察水煤浆的沉淀情况。水煤浆稳定性的判定分成4个等级；A级为浆体保持其初始状态，无析水和沉淀产生；B级为存在少量析水或少许软沉淀产生；C级为有沉淀产生，密度分布不均，但经搅拌后可再生；D级为产生部分沉淀或全部硬沉淀。
应当指出的是，以上实施例仅是本发明的优选实施方式，上述实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限制的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种污泥高掺入的污泥水煤浆，其特征在于：按重量份计，该水煤浆成分包括，污泥15-30份，分散剂0.005-0.01份，煤粉40-60份，碱性印染废水15-45份。
2.根据权利要求1所述的一种污泥水煤浆，其特征在于：所述污泥为市政污泥，污泥含水率为：80-85％。
3.根据权利要求1所述的一种污泥水煤浆，其特征在于：所述碱性印染废水，pH为9.0-14.0。
4.根据权利要求1所述的一种污泥水煤浆，其特征在于：所述分散剂为萘系磺酸盐、木质素磺酸盐中的一种或者两种的混合物；所述煤粉为烟煤粉、无烟煤粉中的一种或者两种的混合物。
5.一种污泥高掺入的污泥水煤浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、原料准备：以重量份计，污泥15-30份，分散剂0.005-0.01份，煤粉40-60份，碱性印染废水15-45份；
b、预处理：将待处理污泥进行超声波处理；
c、调pH：经过超声处理的污泥用碱性印染废水调节pH值；
d、螺旋高速搅拌：将调好pH值的污泥进行螺旋高速搅拌剪切处理；
e、球磨机磨矿：将调好pH值且经过高速搅拌剪切的污泥、剩余碱性印染废水、分散剂以及煤粉分别加入至球磨机内进行混合，混合后进行球磨得到水煤浆。
6.根据权利要求5所述一种污泥高掺入的污泥水煤浆的制备方法，其特征在于，步骤b所述超声波处理频率为：30-60KHz，超声处理时间为60-120min。
7.根据权利要求5所述一种污泥高掺入的污泥水煤浆的制备方法，其特征在于，步骤c所述碱性印染废水，pH值为9.0-14.0。
8.根据权利要求7所述一种污泥高掺入的污泥水煤浆的制备方法，其特征在于，步骤c所述调节污泥pH值为9.0-11.0。
9.根据权利要求8所述一种污泥高掺入的污泥水煤浆的制备方法，其特征在于，步骤d所述螺旋高速搅拌速率为：1000-3000r/min，处理时间为15-30min。
10.根据权利要求9所述一种污泥高掺入的污泥水煤浆的制备方法，其特征在于，步骤e所述分散剂为萘系磺酸盐；所述煤粉为烟煤粉；所述球磨机磨矿时温度为80-100℃，磨矿时间为10-20min。
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