CN108178478A - 一种污泥热干化过程的臭气减排添加剂及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥热干化过程的臭气减排添加剂及方法，属于气体污染净化领域。方法为：(1)臭气减排添加剂制备：将碱与醋酸盐物理混合，碱与醋酸盐摩尔比为0～1:1；(2)臭气减排添加剂添加：向湿污泥中添加臭气减排添加剂，混合均匀，添加剂与湿污泥中的干污泥质量比0.1～0.5:1；(3)湿污泥热干化：对加有添加剂的湿污泥进行热干化处理。通过本发明，可以获得一种减少污泥热干化过程中含硫、氮及挥发性有机物臭气的方法，流程简单，减少臭气效率高，并且除臭添加剂可作为污泥后续热利用的催化剂，实现再利用，节能环保。

Description

一种污泥热干化过程的臭气减排添加剂及方法
技术领域
本发明属于气体污染净化领域，更具体地，涉及一种污泥热干化过程的臭气减排添加剂及方法。
背景技术
目前污泥产量巨大，含有大量有机物和病菌等，对环境危害严重。热处理，包括焚烧、热解、气化等，是有效的减量化、资源化、无害化处置方式。但污泥含水率在80％以上，限制了其热处理过程的进行，因此在对其进行热处理前需要对湿污泥进行热干化，将其含水率下降至20％或更低。然而在此热干化过程中，部分不稳定的有机物由于受热分解，产生大量的恶臭含硫、氮气体及部分挥发性有机物。其中含硫气体以H2S为主，包括SO2、COS、CS2、CH3SH等，含氮气体以NH3为主，包含HCN，NOx等。这些臭气若不经处理直接排放到大气中，将对人体健康和环境产生极大的危害。
在污泥干化过程中臭气减排方法包括两大类，一种是通过在污泥中进行药剂的添加，减少热干化过程的臭气产生，另一种则是在热干化臭气产生后通过物理、化学、生物等手段进行脱除，例如吸附法、化学洗涤法、热氧化和生物过滤等。传统污泥的除臭工艺中，物理法效率较低，化学吸收法运行费用较高，生物法投资高，而且对于污泥干化过程产生的含有大量水蒸气、高浓度的复杂成分臭气，均存在一定局限性。常规的药剂添加控制臭气的产生则是利用碱性的生石灰、粉煤灰等，通过酸碱中和，减少酸性含硫气体的产生，虽然可以控制H2S等酸性含硫气体的释放，但同时会促进碱性含氮气体如NH3的生成。因此有必要寻找一种同时适用于含硫和含氮气体的、效率和经济性兼顾的、适用于污泥热干化过程臭气的减排方法。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可同时去除含硫和含氮臭气的、效率和经济性兼顾的、适用于污泥热干化过程臭气处理的减排剂及方法。
一种污泥热干化过程臭气减排的方法，包括以下步骤：
(1)臭气减排添加剂制备：将碱与醋酸盐物理混合，碱与醋酸盐摩尔比为0～1:1；
(2)臭气减排添加剂添加：向湿污泥中添加臭气减排添加剂，混合均匀，添加剂与湿污泥中的干污泥质量比0.1～0.5:1；
(3)湿污泥热干化：对加有添加剂的湿污泥进行热干化处理。
进一步地，所述碱与醋酸盐摩尔比为0.1～1:1。
进一步地，添加剂与湿污泥中的干污泥质量比0.2～0.4:1。
进一步地，在热干化气氛中引入空气或氧气。
进一步地，热干化气氛中含氧量大于或等于1％。
进一步地，所述碱为生石灰、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁中一种或多种。
进一步地，所述醋酸盐为醋酸钙、醋酸钠、醋酸钾、醋酸镁中一种或多种。
进一步地，所述热干化利用所述燃煤电厂或水泥窑尾部烟气完成，尾部烟气温度大于等于200℃。
一种用于污泥热干化过程的臭气减排添加剂，包括物理混合的碱与醋酸盐，碱与醋酸盐摩尔比为0～1:1。
进一步地，所述碱与醋酸盐摩尔比为0.1～1:1。
本发明利用碱性的臭气减排添加剂减少酸性气体的释放(主要为各类含硫气体)，并促进不稳定的脂肪族和芳香族有机硫氧化为更稳定的亚砜和砜类物质，从而减少含硫臭气的释放；通过臭气减排添加剂中的醋酸盐受热分解产生的丙酮捕捉NH3，从而减少主要的含氮气体的释放。此外，通过控制热干化气氛中含有不少于1％的氧气，从而抑制还原性H2S、CH3SH的生成，进一步减少含硫恶臭气体的产生。最后，残留在污泥中的添加剂，由于其阳离子均为碱金属或碱土金属，因此具有良好的催化热解、气化性能，能在后续的污泥热处理过程中继续加以利用。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于采用碱与醋酸盐作为添加剂，并控制干化气氛中含有微量氧气，具有以下有益效果：
1、碱与醋酸盐分别作用与不同的恶臭气体，能同时控制最大的两类恶臭气体产生。
2、采用燃煤电厂或水泥窑等尾部烟气余热干化污泥，节约能源，经济性更好。
3、残留在污泥中的添加剂能作为后续热解、气化过程的催化剂使用，节能环保。
本发明通过臭气减排添加剂的添加，以及干化气氛的控制，可减少60％以上的含硫、含氮恶臭气体的排放，是一种高效、简单、安全、经济的减少污泥热干化过程臭气排放的有效方法，将在污泥热干化领域具有广阔应用前景。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种污泥热干化过程臭气的减排方法，包括以下步骤：
(1)将碱与醋酸盐进行摩尔比0～1:1的物理混合，作为臭气减排添加剂；
(2)将所述步骤(1)获得的臭气减排添加剂按照添加剂与干污泥质量比0.1～0.5:1进行添加，并将添加剂与湿污泥混合均匀；
(3)将所述步骤(2)获得的加有添加剂的湿污泥，利用燃煤电厂或水泥窑等处尾部烟气热干化。
按照一种较佳实施方式，所述碱与醋酸盐摩尔比为0.1～1:1，更有选0.83～1:1，添加剂与湿污泥中的干污泥质量比0.2～0.4:1，去臭气效果最佳。
按照一种较佳实施方式，在热干化气氛中引入空气或氧气，最好使得热干化气氛中含氧量大于或等于1％，抑制还原性H2S、CH3SH的生成，进一步减少含硫恶臭气体的产生。
下面详细说明实施例：
实施例1
(1)将氢氧化钙与醋酸钙进行摩尔比1:1的物理混合，作为臭气减排添加剂；
(2)将所述步骤(1)获得的臭气减排添加剂按照添加剂与干污泥质量比0.3:1进行添加，并将添加剂与湿污泥混合均匀；
(3)将所述步骤(2)获得的加有添加剂的湿污泥，利用燃煤电厂或水泥窑等处尾部烟气热干化，尾部烟气温度230℃，并在热干化的气氛中引入5％空气。
实施例2
(1)将氢氧化钠与醋酸钠进行摩尔比0.9:1的物理混合，作为臭气减排添加剂；
(2)将所述步骤(1)获得的臭气减排添加剂按照添加剂与干污泥质量比0.4:1进行添加，并将添加剂与湿污泥混合均匀；
(3)将所述步骤(2)获得的加有添加剂的湿污泥，利用燃煤电厂或水泥窑等处尾部烟气热干化，尾部烟气温度200℃，并在热干化的气氛中引入0.9％氧气。
实施例3
(1)将氢氧化钠与醋酸钠进行摩尔比0.83:1的物理混合，作为臭气减排添加剂；
(2)将所述步骤(1)获得的臭气减排添加剂按照添加剂与干污泥质量比0.5:1进行添加，尾部烟气温度250℃，并将添加剂与湿污泥混合均匀；
(3)将所述步骤(2)获得的加有添加剂的湿污泥，利用燃煤电厂或水泥窑等处尾部烟气热干化，尾部烟气温度200℃，并在热干化的气氛中引入1％氧气。
实施例4
(1)将氢氧化镁与醋酸镁进行摩尔比0.1:1的物理混合，作为臭气减排添加剂；
(2)将所述步骤(1)获得的臭气减排添加剂按照添加剂与干污泥质量比0.5:1进行添加，并将添加剂与湿污泥混合均匀；
(3)将所述步骤(2)获得的加有添加剂的湿污泥，利用燃煤电厂或水泥窑等处尾部烟气热干化，尾部烟气温度200℃，并在热干化的气氛中引入1.3％氧气。
实施例5
(1)将氢氧化钾与醋酸钾进行摩尔比0.83:1的物理混合，作为臭气减排添加剂；
(2)将所述步骤(1)获得的臭气减排添加剂按照添加剂与干污泥质量比0.3:1进行添加，并将添加剂与湿污泥混合均匀；
(3)将所述步骤(2)获得的加有添加剂的湿污泥，利用燃煤电厂或水泥窑等处尾部烟气热干化，尾部烟气温度210℃。
实施例6
(1)将醋酸钙作为臭气减排添加剂；
(2)将所述步骤(1)获得的臭气减排添加剂按照添加剂与干污泥质量比0.3:1进行添加，并将添加剂与湿污泥混合均匀；
(3)将所述步骤(2)获得的加有添加剂的湿污泥，利用燃煤电厂或水泥窑等处尾部烟气热干化，尾部烟气温度235℃，并在热干化的气氛中引入1.2％氧气。
实验结果分析：
分别将实施例1～5获得的臭气减排添加剂，与不添加臭气减排添加剂的污泥进行热干化过程含硫、含氮臭气释放的总量进行对比。干化温度为150—550℃，纯氩气气氛。测试结果表明，在250℃及以下可以近零排放，在350℃及以上可以减少75％的含硫及含氮气体释放。通入氧气的效果优于未通入氧气的效果，臭气减排添加剂加碱的效果优于不加碱的效果。氧含量大于1％效果较优。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污泥热干化过程臭气减排的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)臭气减排添加剂制备：将碱与醋酸盐物理混合，碱与醋酸盐摩尔比为0～1:1；
(2)臭气减排添加剂添加：向湿污泥中添加臭气减排添加剂，混合均匀，添加剂与湿污泥中的干污泥质量比0.1～0.5:1；
(3)湿污泥热干化：对加有添加剂的湿污泥进行热干化处理。
2.根据权利要求1所述的污泥热干化过程臭气减排的方法，其特征在于，所述碱与醋酸盐摩尔比为0.1～1:1。
3.根据权利要求1或2所述的污泥热干化过程臭气减排的方法，其特征在于，添加剂与湿污泥中的干污泥质量比0.2～0.4:1。
4.根据权利要求1所述的污泥热干化过程臭气减排的方法，其特征在于，在热干化气氛中引入空气或氧气。
5.根据权利要求2所述的污泥热干化过程臭气减排的方法，其特征在于，热干化气氛中含氧量大于或等于1％。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的污泥热干化过程臭气减排方法，其特征在于，所述碱为生石灰、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁中一种或多种。
7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的污泥热干化过程臭气减排方法，其特征在于，所述醋酸盐为醋酸钙、醋酸钠、醋酸钾、醋酸镁中一种或多种。
8.根据权利要求1所述的污泥热干化过程臭气减排方法，其特征在于，所述热干化利用所述燃煤电厂或水泥窑尾部烟气完成，尾部烟气温度大于等于200℃。
9.一种用于污泥热干化过程的臭气减排添加剂，其特征在于，包括物理混合的碱与醋酸盐，碱与醋酸盐摩尔比为0～1:1。
10.根据权利要求9所述的用于污泥热干化过程的臭气减排添加剂，其特征在于，所述碱与醋酸盐摩尔比为0.1～1:1。
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