CN107098727A - 一种处理畜禽粪便中重金属的方法 - Google Patents

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刘强
曹庆祥
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Abstract

本发明公开了、一种处理畜禽粪便中重金属的方法，其特征在于：将烘干后的畜禽粪便与秸秆混合，把混合后的畜禽粪便与秸秆在负压及厌氧环境下进行高温裂解，裂解温度为750℃～900℃，再将含有重金属的木焦油进行收集，最后将木焦油中的重金属分离，本发明随着热解重金属分离到木焦油中，由焦油精馏工艺进一步提取出来，去除重金属达到52%～65%。

Description

一种处理畜禽粪便中重金属的方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，尤其涉及一种处理畜禽粪便中重金属的方法。
背景技术
畜牧养殖粪污已经成为环境污染的重要来源。为治理养殖粪污造成的环境污染，2014年国务院颁布了《畜禽规模化养殖污染防治条例》，为养殖粪污的防治提供了法律基础；2015年新修订的《环境保护法》也对养殖粪污提出了针对性条款；2015年4月实施的 《水污染防治行动计划》（“水十条”）更对养殖粪污的治理提出年度目标和实施措施。由此，越来越严格的一系列环境法律法规对养殖企业的粪污处理提出了全新的要求，也对养殖粪污养分的合理排放提出了更高的要求。我国大部分饲料重金属含量都超标，畜禽对其利用率很低，排出体外的部分成为畜禽粪便中重金属残留的主要来源。
有中国专利号为200810071567.2，公开了一种猪粪便中重金属去除技术，即将粪便污水通过排污管网集中到集污池，然后，用搅拌机将粪团打散均化，均化后污水通过无堵塞污泥泵送到网筛，进行过滤，将粗渣从污水中分离出来，经过分筛后的粪渣再通过螺旋挤压机挤干去除污水，使猪粪便干渣中的重金属被去除。本发明采用结合水冲式的清粪模式，将猪粪便进行处理，技术实施简单、方便、快捷，处理成本低廉，安全环保，猪粪便中重金属去除效果显著，实现了猪粪便的安全再利用，适合大规模的推广应用，具有显著的经济效益和环境效益。上述发明仍然采用常规的物理方法，粪便中的重金属处理效果差。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种处理畜禽粪便中重金属的方法，该方法利用秸秆炭化的高温对畜禽粪便中重金属进行有效的分离。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种处理畜禽粪便中重金属的方法，其特征在于：将烘干后的畜禽粪便与秸秆混合，把混合后的畜禽粪便与秸秆在负压及厌氧环境下进行高温裂解，裂解温度为750℃～900℃，再将含有重金属的木焦油进行收集，最后将木焦油中的重金属分离。本方法畜禽粪便重金属处理成本低，因为在粪便与其他生物质废弃物（比如果壳，药渣，秸秆等等）转变成炭基肥的裂解过程中本身就是利用自身能量相互纠缠升温裂解的；高温裂解去除能力强，随着分解过程的进行，畜禽粪便中的重金属分离到木焦油中，由木焦油精馏工艺进一步提取出来，在这个过程中去除重金属达到52%～65%。
成本低是因为我们热解能源的应用，它采用了农业废弃物（秸秆为介质）与粪便科学融合，利用秸秆和粪便本身所蕴含的能量在连续裂解仓内不断的相互纠缠高温分解，而裂解仓可以在无须任何外部能源加热的前提下产生750-1008度的热裂解温度。畜禽粪便中的重金属大部分被分解到木焦没中，并通蒸馏进一步处理。秸秆裂解过程产生的稳定高温给规模化养殖业连续大批量粪便无害处理提供了工艺支持，实现了一举两得，即对秸秆进行了炭化处理，又能高效的处理畜禽粪便中的重金属。
进一步的，畜禽粪便与秸秆的质量比为1∶2，秸秆的质量是畜禽粪便的2倍，在高温裂解过程中，可以提供足够的能量裂解畜禽粪便中的重金属。
所述的分离是将裂解得到的木焦油进行精馏，提取木焦油中的重金属。
混合后的畜禽粪便与秸秆高温裂解时负压环境的气压为0.01-0.05Mpa，负压环境可以提高裂解的温度。
混合后的畜禽粪便与秸秆在高温裂解时厌氧环境的含氧量为10%--12%，厌氧环境可以防止秸秆与畜禽粪便化为灰烬，最终产品为炭粉或做肥料，一举两得。
还包括将高温裂解后的畜禽粪便与秸秆混合物冷却，冷却后在隔氧环境下储存，防止复燃。
所述畜禽粪便与秸秆的裂解时间为10-30分钟。
本发明具有以下优点：
1，畜禽粪便重金属处理可以不计成本，因为在粪便与其他生物质废弃物（比如果壳，药渣，秸秆等等）转变成炭基肥的裂解过程中本身就是利用自身能量相互纠缠升温裂解的。
2，高温裂解去除能力强，在这个过程中去除重金属达到52%～65%，随着热解重金属分离到木焦油中，由焦油精馏工艺进一步提取出来。
3，生物炭自身的独特吸附性能把剩下的重金属牢牢的吸附在强大的活性炭间隙中。 具体实施方式
实施例1
一种处理畜禽粪便中重金属的方法，将烘干后的畜禽粪便与秸秆混合，把混合后的畜禽粪便与秸秆在负压及厌氧环境下进行高温裂解，裂解温度为750℃～900℃，畜禽粪便中的重金属被热解析出，同时秸秆高温裂解产生木焦油，析出的重金属溶入木焦油中，再将含有重金属的木焦油进行收集，最后将木焦油中的重金属分离，在这个过程中去除重金属达到52%～65%。
将高温裂解后的畜禽粪便与秸秆混合物冷却（即活性炭粉），冷却后在厌氧环境下储存，预备进入炭基肥造粒生产过程。
其工艺方法为：
将收集的畜禽粪便烘干至含水量为5%，现将秸秆（如油菜杆等）与烘干的畜禽粪便混合，然后把混合后的混合物送入分解仓内点火进行裂解，使分解仓内处于负压状态，且分解仓内为厌氧状态，其氧含量为10%--12%，裂解温度为750℃～900℃，时间为10-30分钟，经过上述裂解，畜禽粪便中的大部分重金分离到秸秆裂解后产生的木焦油中，将含有重金属的木焦没收集，再将其中的重金属进行分离(采用精馏的方法提取重金属)，裂解后的秸秆与畜禽粪便被炭化成炭粉。可作为有机肥料。
具体步骤为：
(1)将畜禽粪便以速度0.8米/min均速通过直径Ф219余热回收烘干螺旋管，温度设定90～105℃，烘干过程产生的水蒸气进行冷却回收。干燥后的畜禽粪便含水率为5%，进入混合仓内，与干燥的秸秆（油菜杆）以1:2进行持续不断的混合。
(2)混合后的秸秆畜禽粪便先预量75～90kg进入裂解仓，仓体形成0.01-0.05Mpa的负压环境。秸秆与畜禽粪便和10%--12%厌氧进行融合，利用秸秆与畜禽粪便自身能量进行纠缠升温至750～900℃。保持高温环境820～880℃。
(3)上述高温环境稳定后，开始自动连续进料进行0.45～0.5kg/min的速度进行裂解。自动裂解过程中需要保证进料仓不能有空气进入，保持裂解仓0.01-0.05Mpa的负压环境。
(4)收集秸秆裂解过程中产生的木焦油，并对木焦油中重金属采用精馏的方法进行提取。
(5)连续裂解过程中其出料口的出料量0.25～0.3kg/min处于210～265℃。陆续进入排列式双层冷却螺旋管进行冷却处理，温度45～50℃。裂解好的畜禽粪便在不与空气接触直接进行24小时隔氧储存，然后预备进入炭基肥造粒生产过程，制作有机肥料。

Claims (7)

1.一种处理畜禽粪便中重金属的方法，其特征在于：将烘干后的畜禽粪便与秸秆混合，把混合后的畜禽粪便与秸秆在负压及厌氧环境下进行高温裂解，裂解温度为750℃～900℃，再将含有重金属的木焦油进行收集，最后将木焦油中的重金属分离。
2.根据权利要求1所述的一种处理畜禽粪便中重金属的方法，其特征在于：畜禽粪便与秸秆的质量比为1∶2。
3.根据权利要求1所述的一种处理畜禽粪便中重金属的方法，其特征在于：所述的分离是将裂解得到的木焦油进行精馏，提取木焦油中的重金属。
4.根据权利要求1所述的一种处理畜禽粪便中重金属的方法，其特征在于：混合后的畜禽粪便与秸秆高温裂解时负压环境的气压为0.01-0.05Mpa。
5.根据权利要求1所述的一种处理畜禽粪便中重金属的方法，其特征在于：混合后的畜禽粪便与秸秆在高温裂解时厌氧环境的含氧量为10%--12%。
6.根据权利要求1所述的一种处理畜禽粪便中重金属的方法，其特征在于：还包括将高温裂解后的畜禽粪便与秸秆混合物冷却，冷却后在隔氧环境下储存。
7.根据权利要求1所述的一种处理畜禽粪便中重金属的方法，其特征在于：所述畜禽粪便与秸秆的裂解时间为10-30分钟。
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