CN108219887A - 一种利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法 - Google Patents

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仪献福
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Abstract

本发明提供了一种利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法，其包括以下工艺步骤：1）制作农业废弃物混合物：将农业废弃物粉碎，制作成废弃物混合物；2）污泥发酵：将污泥发酵菌群和水按1:40‑70份的比例充分混合形成喷洒液，将污泥以及废弃物混合物堆积于发酵室中，堆积方式为污泥层和废弃物混合物层间隔分布，发酵完成后形成发酵物，发酵物的含水率不大于30%；3）成型：将发酵物经过过滤筛过滤，去除未分解物，未分解物包括塑料袋、铁块等杂物，使用成型机将筛除后的发酵物高温挤压成棒状的燃烧块。本发明具有有效降解污泥且大量减少散发恶臭现象、并且生成生物质燃料从而变废为宝的优点。

Description

一种利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法
技术领域
本发明涉及一种利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法。
背景技术
曝气的目的在于将空气中的氧溶解于水中，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。 污泥污水处理厂常采用曝气法充分混合污水、增加污水污泥与氧的接触面积从而促进污泥污水中生物充分降解。
刚从污水处理厂出来的新鲜污泥是从水中沉淀下来的，基本不臭，过后由于污泥中的有机质在厌氧菌的作用下迅速进行厌氧发酵，产生大量的氨气、硫化氢、沼气等臭气，散发出来造成恶臭，不仅污染周围的空气，而且对生产和维护人员的健康也极其不利。现在还不能将污泥转废为宝。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用生物技术有效降解污水厂污泥且制作成生物质燃料的利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法。
为解决上述技术问题，所提供的利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法，包括以下工艺步骤：
1）制作农业废弃物混合物：将农业废弃物粉碎，制作成废弃物混合物；
2）污泥发酵：将污泥发酵菌群和水按1:40-70份的比例充分混合形成喷洒液，将污泥以及废弃物混合物堆积于发酵室中，堆积方式为污泥层和废弃物混合物层间隔分布，向每层的废弃物混合物上喷洒上述喷洒液，污泥层的厚度为8-15cm，废弃物混合物层的厚度为2-5cm，堆积的总高度为1.8-2.5m，发酵时堆积物内的温度为60-85℃，发酵完成后形成发酵物，发酵物的含水率不大于30%；
3）成型：将发酵物经过过滤筛过滤，去除未分解物，使用成型机将筛除后的发酵物高温挤压成棒状的燃烧块。
所述污泥发酵菌群的成分重量份数为硝化菌群12-16份，放线菌18-22份，丝状菌8-12份，光合菌14-16份，副干酪乳杆菌3-6份，植物乳酸杆菌2-5份，枯草芽胞杆菌5-9份，啤酒酵母菌5-8份，地衣芽孢杆菌18-22份。
污泥发酵的步骤中，发酵时间与污泥和秸秆混合物总重量的比值为3天/吨。
所述污泥发酵的步骤中，间隔设定时间后使用搅拌翻动机械将污泥和秸秆混合物共同翻动使水分充分蒸发且使污泥发酵菌群与堆积物充分混合。
所述污泥发酵的步骤中，发酵室内堆积的高度为2-2.5m时，使堆积物顶部保持空气流通以使水分充分蒸发。
所述农业废弃物包括秸秆、花生秧、花生壳以及树叶中的一种或多种混合物，其粉碎后的颗粒度为10-300目。
上述污泥发酵菌群中，硝化菌群、放线菌、丝状菌、光合菌、植物乳酸杆菌、枯草芽胞杆菌、啤酒酵母菌、副干酪乳杆菌、地衣芽孢杆菌进行生物网链串接互利共生专用菌群菌，再进行特殊发酵工艺该菌群特殊驯化与培养,内生孢子可帮助微生物群菌抵抗外在严苛环境，本发明采用绿盈生技顾问有限公司（中国台湾）生产的品牌名为乐力康污泥菌群。该菌群极其耐高温，耐高温菌种可在100-120℃甚至更高温度下存活，由于堆积发酵时会产生高温，因而现有的菌群很难生存，本发明采用的菌群在高温下存活并可分泌多种酵素，针对抑制大肠杆菌生长有极强效果,对降解重金属进行有效降解，应用微生物高热散发污泥本身水分与粉化，即污泥发酵时产生热量，在高温下会蒸发掉大部分水分，同时利用酵素的分解作用以及宏观搅拌，从而利用分子重整技术使污泥粉末化，不再需要对污泥粉碎。发酵同时将污泥中的有害物质去除，充分分解氨、氮以及硫化氢等气体，从而消除臭味，抑制大肠杆菌生长，降解重金属，高温杀菌无虫卵等。
在利用该菌群发酵时，发酵产生的酵素会促使纤维素生成低分子量纤维素以及纤维双糖，同时水解β-1-4之甘露糖键结，水解β-1-3木糖键结，将发酵生成的糊精再次降解为葡萄糖，将其中的脂质分解为脂肪酸以及甘油，将其中的果胶分解为五碳糖，污泥中的有机质转化为醇类等等。经过上述酵素的降解，使污泥层以及废弃物混合物层充分降解，生成燃烧值高的物质的混合物，有利于实现污泥降解的彻底性以及提高污泥降解后的热值。并且利用发酵时产生的生物粘结剂（例如生成的壳聚糖等产物）使发酵后的产物自身具有一定的粘性，在制作燃烧块时，无需添加其他粘结剂，大大简化了工艺以及节省了生产成本。
采用上述工艺后，有益菌群对污泥污水进行充分降解，并且利用上述微生物菌群可以大大降低恶臭气体的排放，发酵过程采用先进特殊发酵技术，比一般发酵后干燥的单纯或数种菌体更富有活性,将提高其制作成燃烧块后的热量值，并且能对其中的重金属以及恶合英进行全部降解，从而使制成的燃烧块环保性能好。
综上所述，本发明具有有效降解污泥且大量减少散发恶臭现象、并且生成生物质燃料从而变废为宝的优点。
具体实施方式
本发明提供了一种利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法，其包括以下步骤：
1）制作农业废弃物混合物：将农业废弃物粉碎，制作成废弃物混合物；所述农业废弃物包括秸秆、花生秧、花生壳以及树叶中的一种或多种混合物，其粉碎后的颗粒度为10-300目；
2）污泥发酵：将污泥发酵菌群和水按1:40-70份的比例充分混合形成喷洒液，将污泥以及废弃物混合物堆积于发酵室中，堆积方式为污泥层和废弃物混合物层间隔分布，向每层的废弃物混合物上喷洒上述喷洒液，喷洒量与污泥的重量比值为1000-1500ml/吨，污泥层的厚度为8-15cm，废弃物混合物层的厚度为2-5cm，堆积的总高度为1.8-2.5m，发酵时堆积物内的温度为60-85℃，发酵完成后形成发酵物，发酵物的含水率不大于30%；发酵时间与污泥和秸秆混合物总重量的比值为3天/吨；可使菌群首先积聚在农业废弃物中大量繁衍，然后对污泥进行充分分解，由于废弃物粉碎堆积后会形成间隙，因而有利于菌群的大量繁衍，从而提高污泥分解效果；
3）成型：将发酵物经过过滤筛过滤，去除未分解物，未分解物包括塑料袋、铁块等杂物，使用成型机将筛除后的发酵物高温挤压成棒状的燃烧块。
所述污泥发酵菌群的成分重量份数为硝化菌群12-16份，放线菌18-22份，丝状菌8-12份，光合菌14-16份，副干酪乳杆菌3-6份，植物乳酸杆菌2-5份，枯草芽胞杆菌5-9份，啤酒酵母菌5-8份，地衣芽孢杆菌18-22份；所述菌种筛选的工艺为，菌种于60-80℃水浴槽放置8-15分钟后进行涂盘分离，分离出多株菌种经过鉴定，分离具耐高温并可分泌多种酵素的菌种。并通过形态鉴定以及活性分析等工艺进行分离，取得适合的菌群。
在上述发酵过程中，可以采用机械方式进行翻动，即间隔设定时间后使用搅拌翻动机械将污泥和秸秆混合物共同翻动使水分充分蒸发且使污泥发酵菌群与堆积物充分混合。
在上述发酵过程中，也可以采用自然堆积发酵的方式，发酵室内堆积的高度为2-2.5m时，使堆积物顶部保持空气流通以使水分充分蒸发。
实施例1
1）菌种培养：分别硝化菌群、放线菌、丝状菌、光合菌、植物乳酸杆菌、枯草芽胞杆菌、啤酒酵母菌、副干酪乳杆菌、地衣芽孢杆菌进行菌种筛选，再进行菌种形态鉴定，将菌种分泌的酵素进行活性分析。将硝化菌群12份，放线菌18份，丝状菌8份，光合菌14份，副干酪乳杆菌3份，植物乳酸杆菌2份，枯草芽胞杆菌5份，啤酒酵母菌5份，地衣芽孢杆菌18份皆混合制成菌群混合物；该菌群为绿盈生技顾问有限公司（中国台湾）生产的品牌名为乐力康污泥菌群。
2）制作农业废弃物混合物：将农业废弃物粉碎，制作成废弃物混合物；所述农业废弃物包括秸秆、花生秧、花生壳以及树叶中的一种或多种混合物，其粉碎后的颗粒度为10-300目；
3）污泥发酵：将上述污泥发酵菌群和水按1:40份的比例充分混合形成喷洒液，将污泥层以及废弃物混合物层堆积于发酵室中，堆积方式为污泥层和废弃物混合物层间隔分布，向每层的废弃物混合物上喷洒上述喷洒液，总喷洒量为10000ml，污泥层的厚度为8cm，秸秆混合物层的厚度为2cm，堆积的总高度为1.8m，发酵室内的混合物的总重量为10吨，发酵30天后形成发酵物；发酵过程中，间隔四小时后使用搅拌翻动机械将污泥和秸秆混合物共同翻动，翻动的深度可以为1.6m，从而使发酵时产生的水化蒸汽充分挥发；
4）将发酵物经过过滤筛过滤，去除未分解物，使用成型机将发酵物高温挤压成棒状的燃烧块，成型机的结构为现有技术，在此不再赘述，根据本发明生成的发酵物，其挤压时的温度为60-90度。
制作后的生物质燃料的热值与现有的生物质燃料的热值相比较：
现有技术的生物质燃料：
本发明的生物质燃料：
另外，经检测，本发明中的生物质燃料中的重金属含量：汞，3.87X10-3mg/l；铅，0.148 X10-3mg/l；六价铬，0.0220 X10-3mg/l，由此可见，将污泥中的重金属进行了充分降解分离。
实施例2
1）菌种培养：分别将硝化菌群、放线菌、丝状菌、光合菌、植物乳酸杆菌、枯草芽胞杆菌、啤酒酵母菌、副干酪乳杆菌、地衣芽孢杆菌进行菌种筛选，再进行菌种形态鉴定，将菌种分泌的酵素进行活性分析， 将硝化菌群16份，放线菌22份，丝状菌12份，光合菌16份，副干酪乳杆菌6份，植物乳酸杆菌5份，枯草芽胞杆菌9份，啤酒酵母菌8份，地衣芽孢杆菌22份皆混合制成菌群混合物；
所述菌种筛选的工艺为，菌种于80℃水浴槽放置15分钟后进行涂盘分离，分离出多株菌种经过鉴定，分离具耐高温并可分泌多种酵素的菌种。
2）将农业废弃物粉碎，制作成废弃物混合物；所述农业废弃物包括秸秆、花生秧、花生壳以及树叶中的一种或多种混合物，其粉碎后的颗粒度为10-300目；
3）污泥发酵：将上述污泥发酵菌群和水按1: 70份的比例充分混合形成喷洒液，将污泥层以及废弃物混合物层堆积于发酵室中，堆积方式为污泥层和废弃物混合物层间隔分布，向每层的废弃物混合物上喷洒上述喷洒液，总喷洒量为15000ml，污泥层的厚度为15cm，秸秆混合物层的厚度为5cm，堆积的总高度为2.5m，发酵完成后形成发酵物，发酵室内的混合物的总重量为22吨，发酵66天后形成发酵物；
所述污泥发酵的步骤中，发酵室内堆积的高度为2.5m时，通过自然通风的方式使堆积物顶部保持空气流通以使水分充分蒸发。
4）将发酵物经过过滤筛过滤，去除未分解物，使用成型机将发酵物高温挤压成棒状的燃烧块。
制作后的生物质燃料的热值与现有的生物质燃料的热值相比较：
现有技术的生物质燃料：
本发明的生物质燃料：
另外，经检测，本发明中的生物质燃料中的重金属含量：汞，3.85X10-3mg/l；铅，0.142X10-3mg/l；六价铬，0.0226 X10-3mg/l，由此可见，将污泥中的重金属进行了充分降解分离。
本发明还可以具有其他实施例，即根据需要调整污泥和农业废弃物的比例，从而产生不同热值的燃烧块，在权利要求书的记载中所形成的其它技术方案不再进行一一赘述，本发明不受上述实施例的限制，基于本发明上述实施例的等同变化皆在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法，其特征包括以下步骤：
1）制作农业废弃物混合物：将农业废弃物粉碎，制作成废弃物混合物；
2）污泥发酵：将污泥发酵菌群和水按1:40-70份的比例充分混合形成喷洒液，将污泥以及废弃物混合物堆积于发酵室中，堆积方式为污泥层和废弃物混合物层间隔分布，向每层的废弃物混合物上喷洒上述喷洒液，污泥层的厚度为8-15cm，废弃物混合物层的厚度为2-5cm，堆积的总高度为1.8-2.5m，发酵时堆积物内的温度为60-85℃，发酵完成后形成发酵物，发酵物的含水率不大于30%；
3）成型：将发酵物经过过滤筛过滤，去除未分解物，使用成型机将筛除后的发酵物高温挤压成棒状的燃烧块。
2.根据权利要求1所述的利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法，其特征是：所述污泥发酵菌群的成分重量份数为硝化菌群12-16份，放线菌18-22份，丝状菌8-12份，光合菌14-16份，副干酪乳杆菌3-6份，植物乳酸杆菌2-5份，枯草芽胞杆菌5-9份，啤酒酵母菌5-8份，地衣芽孢杆菌18-22份。
3.根据权利要求1所述的利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法，其特征是：污泥发酵的步骤中，发酵时间与污泥和秸秆混合物总重量的比值为3天/吨。
4.根据权利要求1所述的利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法，其特征是；所述污泥发酵的步骤中，间隔设定时间后使用搅拌翻动机械将污泥和秸秆混合物共同翻动使水分充分蒸发且使污泥发酵菌群与堆积物充分混合。
5.根据权利要求1所述的利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法，其特征是：所述污泥发酵的步骤中，发酵室内堆积的高度为2-2.5m时，使堆积物顶部保持空气流通以使水分充分蒸发。
6.根据权利要求1所述的利用污水厂污泥制作生物质燃块的生产方法，其特征是：所述农业废弃物包括秸秆、花生秧、花生壳以及树叶中的一种或多种混合物，其粉碎后的颗粒度为10-300目。
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