CN108795532A - 一种污泥快速成球方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种污泥快速成球方法，包括：将污泥、植物纤维、生石灰和水玻璃、炭粉混合均匀，微波加热制球，得污泥球，即得。利用污泥自身有机物含量高，在干燥后可以起到胶凝作用，在添加物中加生石灰、炭粉和水玻璃辅助作用，利用添加植物纤维吸水和微波快速加热技术加热快速制球。步骤简单、操作方便、实用性强。

Description

一种污泥快速成球方法
技术领域
本发明属于污泥资源化领域，具体涉及一种利用生物自身胶粘性和微波快速加热技术使污泥团球方法。
背景技术
随着中国各地污水处理厂的建设，水污染治理的能力不断加大，污泥产量也越来越多，污泥的处理处置已成为环境综合治理工作中的新难点、新挑战。中国的污泥产量在未来的几年中还将大量增长，但是目前中国污泥处理处置水平较低，污泥经过常规的浓缩脱水后，主要是弃置，没有达到污泥“减量化、稳定化、无害化、资源化”的要求，造成环境的二次污染，同时，污泥得不到妥善处置也严重影响了污水处理厂的正常运行。
污泥所含水分性质复杂，有自由水分、间隙水分、表面水分、结合水分等存在形式。污泥干化后焚烧是常用的处理方法，通过将浓缩脱水后的污泥送至专门的热力干燥设备直接或间接干燥，使污泥的含水率降到30％以下。因此大量的水份在低温时被蒸发，不进入燃烧炉，既减少了能源的消耗，又避免了大量的水进入锅炉后对设备产生影响。但根据环保部门的最新要求，污泥直接混合焚烧或者干化后焚烧与相关环保政策相违背。因此，急需研发一种新的、高效的污泥处理方法。
李进平等《关于城市污泥微波干化工艺及干化特性研究》指出：采用微波和烘箱结合及全程烘箱2种方式对城市污泥干化进行对比研究，考察了不同粒径、微波干化预处理、预处理时间及烘箱温度对污泥干燥特性的影响。结果表明，同一温度条件下，微波预处理时间越长，污泥干化速率越快。最优条件下，全程烘箱污泥达到最大干化速率的含水率为77％。微波干燥污泥具有时间短、干燥速率大的特点，微波和烘箱结合对比全程烘箱干化速率高且能耗低。但对干化后污泥综合利用的问题未有涉及。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供一种污泥快速制球技术，制成后的污泥团球具有一定强度，可以进一步作为资源使用，特别是作为生物质燃料具有较高的热值和耐久性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明目的之一是提供一种污泥快速成球方法，包括：
将污泥、植物纤维、生石灰和水玻璃、炭粉混合均匀，微波加热制球，得污泥球，即得；
所述的植物纤维由水稻秸秆或玉米秆经干燥、粉碎、过80-150目筛而得。
最优选的，过90-140目筛。
为了有效利用废水处理厂压滤后的污泥，本申请基于污泥自身高含量有机物可进行自胶结的特点，添加高吸水性的植物纤维、生石灰、水玻璃、炭粉对污泥进行吸水、干化和粘结处理，使其能够形成污泥团球；制球后，再利用微波加热快速固化成型，获得了强度较高、密实性好的污泥团球。该污泥团球具有较好的燃烧值和耐久性，可满足作为生物质燃料的使用要求。
本申请研究过程中还发现：采用水稻秸秆或玉米秆作为吸水性的植物纤维不仅可以增强污泥团球的强度；而且由于稻秆或玉米秆在微波作用下会产生新的裂隙和孔洞，污泥可以深入孔洞进行填充，增加强度的同时，秸秆裂隙和孔洞的增加还加强了臭气的吸收，减少了污泥干燥过程中臭气的排放量。
另一方面，为了保证植物纤维对污泥的吸水效果，需要保证植物纤维吸水率可达到400-500％，因此，本申请对其进行粉碎处理，并过80～150目筛，以保证粉碎后的植物纤维具有足够的长径比和比表面积。
优选的，所述污泥、植物纤维、生石灰、水玻璃和炭粉的质量比为100：14～20：3～5：1～3：1～3。本申请中加入的炭粉不仅可以有效地提高污泥的燃烧值，满足污泥团球作为生物质燃料的要求；而且炭粉还能吸收一定量的污泥臭气，减少臭气的排放。
优选的，所述微波作用条件为：功率800-1000W，加热时间为2-3分钟。
优选的，所述污泥的含水量为含水量75-80％，污泥干粉中有机物含量为60-70％。
本发明目的之二是提供任一上述的方法制备的污泥球。
本发明目的之三是提供一种生物质燃料，包括：上述的污泥球。
优选的，所述生物质燃料中污泥球的筒压强度达1.21MPa，热值达11123千焦/公斤，含水率达0.09％。
本发明目的之四是提供污泥在制备生物质燃料中的应用。
本发明目的之五是提供水稻秸秆或玉米秆在降低污泥干燥过程中臭气排放量中的应用。
本发明的有益效果
(1)利用污泥自身高含量有机物进行自胶结，利用植物纤维进行吸水，添加生石灰、水玻璃辅助成球。制球后，再利用微波加热快速固化成。污泥团球自身强度较高，可以作为下一步制备轻质骨料利用打下基础，利用水稻秸秆或玉米秆可以增强污泥团球的强度，因为稻秆或玉米秆在微波作用下产生新的裂隙和孔洞，这样污泥可以深入空洞形成填充，可以增加强度，同时秸秆裂隙和孔洞增加可以加强吸收臭气；加入的炭粉和污泥自身快速固化，可以吸收和阻滞臭气外溢，因此微波技术处理污泥有增加自身强度和减少臭气外溢，利用这种方法制备的污泥能克服其他污泥处理方法带来的不利之处，又能为污泥得到高质量资源化利用提供思路。
(2)本发明中利用植物纤维前期对污泥进行吸水，制球之后利用微波快速加热，增强自身轻度和降低臭气外散，解决了污泥难以成团，难以去水等难题。
(3)本发明制备方法简单、效率高、实用性强，易于推广。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的说明。
水玻璃、生石灰均由市购；利用二氧化硫检测仪测定二氧化硫的浓度。
污泥为某企业处理污水产物，含水量75-80％，污泥干粉中有机物含量为60-70％。
植物纤维由玉米秆自制而成，吸水率400-500％。
实施例1
1)以某污水处理厂经压滤后的新鲜污泥1000g为原料(含水量75％，污泥干粉中有机物含量为60％)，向其中添加15g的玉米秸秆(过80目筛)、4g的生石灰、2g水玻璃，2g的炭粉，搅拌混合均匀后，制成球状；
2)将上述球状混合料在800W微波干燥3分钟，即得。
3)按照相关标准要求检测了此轻质骨料的筒压强度、1h吸水率、松堆密度和粒型系数。
实施例2
1)以某污水处理厂经压滤后的新鲜污泥1000g为原料(含水量75％，污泥干粉中有机物含量为60％)，向其中添加15g的玉米秸秆(过80目筛)、4g的生石灰、2g水玻璃，2g的炭粉，搅拌混合均匀后，制成球状；
2)将上述球状混合料在1000W微波干燥2分钟，即得。
3)按照相关标准要求检测了此轻质骨料的筒压强度、1h吸水率、松堆密度和粒型系数。
实施例3
1)以某污水处理厂经压滤后的新鲜污泥1000g为原料(含水量75％，污泥干粉中有机物含量为60％)，向其中添加15g的木屑、4g的生石灰、2g水玻璃，2g的炭粉，搅拌混合均匀后，制成球状；
2)将上述球状混合料在800W微波干燥3分钟，即得。
3)按照相关标准要求检测了此轻质骨料的筒压强度、1h吸水率、松堆密度和粒型系数。
实施例4
1)以某污水处理厂经压滤后的新鲜污泥1000g为原料(含水量75％，污泥干粉中有机物含量为60％)，向其中添加15g的玉米秸秆(过80目筛)、4g的生石灰、2g水玻璃，2g的炭粉，搅拌混合均匀后，制成球状；
2)将上述球状混合料在105℃的烘箱干燥480分钟，即得。
3)按照相关标准要求检测了此轻质骨料的筒压强度、1h吸水率、松堆密度和粒型系数。
从实施例1到实施例4中所测得吸水率、表观密度结果表1中所示(各数据为多次测量后的平均值)。
实施例5
1)以某污水处理厂经压滤后的新鲜污泥1000g为原料(含水量75％，污泥干粉中有机物含量为60％)，向其中添加15g的玉米秸秆(过90目筛)、4g的生石灰、2g水玻璃，2g的炭粉，搅拌混合均匀后，制成球状；
2)将上述球状混合料在800W微波干燥3分钟，即得。
表1实施例1到4所测的固化时间、固化后筒压强度、表观密度和含水率
由此可知，本发明中采用植物纤维吸水，利用烘干箱烘干和微波技术加热，综合所测试据，利用微波加热技术可以快速使污泥成球，并能增强污泥球的强度，总量上降低臭气释放。
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种污泥快速成球方法，其特征在于，包括：
将污泥、植物纤维、生石灰和水玻璃、炭粉混合均匀，微波加热制球，得污泥球；
所述的植物纤维由水稻秸秆或玉米秆经干燥、粉碎、过90-140目筛而得。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污泥、植物纤维、生石灰和水玻璃、炭粉的质量比为100：14–20：3-5：1-3：1-3。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微波作用条件为：功率800-1000W，加热时间为2-3分钟。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污泥的含水量为含水量75-80％，污泥干粉中有机物含量为60-70％。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物纤维的吸水率为400-500％。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法制备的污泥球。
7.一种污泥基生物质燃料，其特征在于，包括权利要求6所述的污泥球。
8.如权利要求7所述的污泥基生物质燃料，其特征在于，所述污泥球的筒压强度达1.21MPa，热值达11123千焦/公斤，含水率达0.09％。
9.污泥在制备生物质燃料中的应用。
10.水稻秸秆或玉米秆在降低污泥干燥过程中臭气排放量中的应用。
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