CN112080327B - 一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法，包括如下步骤：S1，将硫粉与燃料重油按一定重量比在容器中进行混合；S2，将步骤S1制备所得的混合物与燃料重油还按步骤S1中的比例在容器中进行混合；S3，将步骤S2制备所得的混合物与燃料重油仍按步骤S1中的比例在容器中混合。本发明，通过将硫粉与燃料重油进行超细混合后，再按相应的比例加入到污泥燃料中，使硫粉以极小的粒径、极其均匀的分布在污泥燃料中，使污泥中的重金属通过燃料燃烧硫与重金属反应转化成重金属硫化物。再通过除尘设备将重金属硫化物进行回收，由于重金属硫化物很稳定极易处理。从而达到了污泥中重金属无害化处理的目的。

Description

一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法
技术领域
本发明涉及环境保护和废物资源化新能源技术领域，具体为一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法。
背景技术
国家城市化进程进一步加快，城市生活污水和工业废水对环境的污染越来越严重，为减轻水域污染压力，全国各大、中、小城市均大量的增建了污水处理厂。使污水处理过程中产生的污泥大量的增加。污泥中含有丰富的N、P、K 及植物所需的微量元素。但是，污泥中同时还含有对人畜产生危害的重金属，而重金属与其它污染物不同不能被微生物所降解，一旦进入土壤极易被作物吸收。而且会在植物体内累积，最终通过食物链对人畜产生危害。因而污泥中的重金属成为限制污泥有效利用的主题因素。
环境污染方面所说的重金属是指密度大于5g/cm3具有明显的生物毒性的一类金属元素。重金属具有毒性大、生物富集性强、不可自然降解及来源复杂等特点，主要包括镉、铬、汞、铅、铜、锌、银、锡、砷、铝等，按毒性来分列汞、镉、铅、铬、砷毒性较强号称五毒。
重金属的危害主要表现在：
①抑制动、植物生长，动、植物通过饮用或浇灌受污染的水而影响生长导致动、植物生病死亡。
②通过饮水或食物危害人体健康。重金属可以经过生物链的生物放大作用，在较高的生物体内成千万倍的富集起来，然后通过食物进入人体，在人体的某个器官积蓄起来造成慢性中毒，危害人体健康。
③重金属在土壤中存留会造成土壤板结，致使地力下降。
当前处理污泥中重金属的方法有两种即：生物处理法和非生物处理法。
本技术涉及的是非生物法中的焚烧处理技术。
目前，我国处理生活污泥的方法中能够进行规模化的还是以不同形式的焚烧为主。如有的将生活污泥烘干后压制成型，如公开的专利技术申请号为CN10 6281560A一种污泥环保燃料专利技术在污泥中加入一定量的硫磺粉后经烘干或风干再压制成型，该技术加入硫磺粉的目的是增加燃料的热值起到助燃剂的作用。然后用循环流化床焚烧炉进行焚烧。有的利用水泥窑(或砖窑)进行焚烧。将生活污泥制备成燃料比较有应用优势的技术包括本发明人与相关专家合作2014年研发的专利技术专利号《zL200410017577.X》一种超细污泥燃料及其生产方法。是以污泥、煤、燃料重油为原料按相应(可调)的比例经超细粉碎到20um以下的粒度。所生产的一种新燃料来处理污泥的相关技术。该技术经进一步的研发发现这些技术都是想通过高温焚烧将污泥中的有害物质达到无害化处理。但是，结果污泥中的重金属并没有达到无害化处理。原因是，污泥危害最大的是污泥中的重金属，而重金属又是以离子状态存在于污泥当中，当燃料燃烧达到一定温度时重金属离子气化随烟气排放到空中，然后随雨水又回到地面给土壤和水造成了二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法，包括如下步骤：
S1，将硫粉与燃料重油按一定重量比在容器中进行混合；
S2，将步骤S1制备所得的混合物与燃料重油还按步骤S1中的比例在容器中进行混合；
S3，将步骤S2制备所得的混合物与燃料重油仍按步骤S1中的比例在容器中混合；
S4，将上述步骤制得的混合物进行循环研磨、粉碎、均质使混合物中硫粉均匀、以细小的粒径分布在混合物当中；
S5，将上述步骤中制得的混合物与重油以及生活污泥通过旋转脉动超细微粒粉溶机加工制得污泥燃料。
优选的，所述步骤S1中的一定重量比是1∶10。
优选的，所述步骤S4中硫粉的细小粒径为1-3um。
优选的，所述混合物与重油的总质量与生活污泥的质量比为1∶1。
优选的，所述污泥燃料中重金属与硫含量之克原子比为1∶3。
优选的，所述污泥燃料的热值在5000大卡/公斤以上，所述污泥燃料的水含量应在35-40％之间。
优选的，所述污泥燃料燃烧时的雾化指标应达到污泥燃料流量为11.75kg/ M3至68.76kg/M3，SMD为72.2±12.1至149.5±19.7um微米，N为1.63±0.33至1. 77±0.10之间。
优选的，所述混合物与重油以及生活污泥加入到旋转脉动超细微粒粉溶机中的方式为通过计量泵将三者连续不断的加入或者混合物与重油以及生活污泥在容器中混合后通过泵加入。
优选的，所述污泥燃料中污泥颗粒粒径为10-20um。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明，通过将硫粉与燃料重油进行超细混合后，再按相应的比例加入到污泥燃料中，使硫粉以极小的粒径、极其均匀的分布在污泥燃料中。在生产加工过程中在旋转脉动超细微粒粉溶机的特殊作用下使硫粉与污泥中的重金属充分接触，当污泥燃料燃烧达到反应条件时为首先进行反应创造了有利条件。使污泥中的重金属转化成重金属硫化物。再通过除尘设备将重金属硫化物进行回收，由于重金属硫化物很稳定极易处理。从而达到了污泥中重金属无害化处理的目的。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法，包括如下步骤：
S1，将硫粉与燃料重油按重量比1∶10在容器中进行混合；
S2，将步骤S1制备所得的混合物与燃料重油还按步骤S1中的比例在容器中进行混合；
S3，将步骤S2制备所得的混合物与燃料重油仍按步骤S1中的比例在容器中混合；
S4，将上述步骤制得的混合物进行循环研磨、粉碎、均质使混合物中硫粉均匀、以1um的粒径分布在混合物当中；
S5，将上述步骤中制得的混合物与重油以及生活污泥通过旋转脉动超细微粒粉溶机加工制得污泥燃料，混合物与重油以及生活污泥在容器中混合后通过泵加入，混合物与重油的总质量与生活污泥的质量比为1∶1，污泥燃料中污泥颗粒粒径为10um，所选用的旋转脉动超细微粒粉溶机本发明人发明的″旋转脉动超细微粒粉溶机″(专利号ZL99204774.9)。
污泥燃料燃烧时烧炉内温度达到1000度以上以利于无机物熔融包裹住部分重金属，超细污泥燃料的热值应设定在5000大卡/公斤以上，同时污泥燃料燃烧时的雾化指标应达到污泥燃料燃烧时的雾化指标应达到污泥燃料流量为11.75kg /M3至68.76kg/M3，SMD为72.2±12.1至149.5±19.7um微米，N为1.63±0.33至 1.77±0.10之间。
为了使焚烧炉内温度达到1000度以上污泥燃料中水的含量最佳应控制在3 5％之间；
污泥燃料中重金属与硫含量之克原子比为1∶3，使污泥燃料中的重金属在燃料燃烧的过程中转化为比较稳定的硫化物。
实施例2
本发明提供一种技术方案：一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法，包括如下步骤：
S1，将硫粉与燃料重油按重量比1∶10在容器中进行混合；
S2，将步骤S1制备所得的混合物与燃料重油还按步骤S1中的比例在容器中进行混合；
S3，将步骤S2制备所得的混合物与燃料重油仍按步骤S1中的比例在容器中混合；
S4，将上述步骤制得的混合物进行循环研磨、粉碎、均质使混合物中硫粉均匀、以2um的粒径分布在混合物当中；
S5，将上述步骤中制得的混合物与重油以及生活污泥通过旋转脉动超细微粒粉溶机加工制得污泥燃料，混合物与重油以及生活污泥加入到旋转脉动超细微粒粉溶机中的方式为通过计量泵将三者连续不断的加入，混合物与重油的总质量与生活污泥的质量比为1∶1，污泥燃料中污泥颗粒粒径为15um，所选用的旋转脉动超细微粒粉溶机本发明人发明的″旋转脉动超细微粒粉溶机″(专利号Z L99204774.9)。
污泥燃料燃烧时烧炉内温度达到1000度以上以利于无机物熔融包裹住部分重金属，超细污泥燃料的热值应设定在5000大卡/公斤以上，同时污泥燃料燃烧时的雾化指标应达到当污泥燃料流量为11.75kg/M3时，SMD≤72.2±12.1微米， N＝1.63±0.33，当污泥燃料流量为68.76kg/M3时，SMD＝149.5±19.7um，N＝1. 77±0.10。
为了使焚烧炉内温度达到1000度以上超细污泥燃料中水的含量最佳应控制在37.5％之间；
污泥燃料中重金属与硫含量之克原子比为1∶3，使污泥燃料中的重金属在燃料燃烧的过程中转化为比较稳定的硫化物。
实施例3
本发明提供一种技术方案：一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法，包括如下步骤：
S1，将硫粉与燃料重油按重量比1∶10在容器中进行混合；
S2，将步骤S1制备所得的混合物与燃料重油还按步骤S1中的比例在容器中进行混合；
S3，将步骤S2制备所得的混合物与燃料重油仍按步骤S1中的比例在容器中混合；
S4，将上述步骤制得的混合物进行循环研磨、粉碎、均质使混合物中硫粉均匀、以3um的粒径分布在混合物当中；
S5，将上述步骤中制得的混合物与重油以及生活污泥通过旋转脉动超细微粒粉溶机加工制得污泥燃料，混合物与重油以及生活污泥加入到旋转脉动超细微粒粉溶机中的方式为通过计量泵将三者连续不断的加入，混合物与重油的总质量与生活污泥的质量比为1∶1，污泥燃料中污泥颗粒粒径为20um，所选用的旋转脉动超细微粒粉溶机本发明人发明的″旋转脉动超细微粒粉溶机″(专利号Z L99204774.9)。
污泥燃料燃烧时烧炉内温度达到1000度以上以利于无机物熔融包裹住部分重金属，超细污泥燃料的热值应设定在5000大卡/公斤以上，同时污泥燃料燃烧时的雾化指标应达到当污泥燃料流量为11.75kg/M3时，SMD≤72.2±12.1微米，N＝1.63±0.33，当污泥燃料流量为68.76kg/M3时，SMD＝149.5±19.7um，N＝1. 77±1.0。
为了使焚烧炉内温度达到1000度以上超细污泥燃料中水的含量最佳应控制在40％之间；
污泥燃料中重金属与硫含量之克原子比为1∶3，使污泥燃料中的重金属在燃料燃烧的过程中转化为比较稳定的硫化物。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法，其特征在于包括如下步骤：
S1，将硫粉与燃料重油按一定重量比在容器中进行混合；
S2，将步骤S1制备所得的混合物与燃料重油还按步骤S1中的比例在容器中进行混合；
S3，将步骤S2制备所得的混合物与燃料重油仍按步骤S1中的比例在容器中混合；
S4，将上述步骤制得的混合物进行循环研磨、粉碎、均质使混合物中硫粉均匀、以细小的粒径分布在混合物当中；
S5，将上述步骤中制得的混合物与重油以及生活污泥通过旋转脉动超细微粒粉溶机加工制得污泥燃料；
所述混合物与重油的总质量与生活污泥的质量比为1∶1；
所述污泥燃料中重金属与硫含量之克原子比为1∶3；
所述污泥燃料的热值在5000大卡/公斤以上，所述污泥燃料的水含量应在35-40％之间；
将所述污泥燃料在焚烧炉内的焚烧温度控制在1000度；
所述步骤S1中的一定重量比是1∶10；
所述步骤S4中硫粉的细小粒径为1-3um。
2.根据权利要求1所述的一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法，其特征在于：所述污泥燃料燃烧时的雾化指标应达到污泥燃料流量为11.75kg/M 3 至68.76kg/M 3，SMD为72.2±12.1至149.5±19.7um微米，N为1.63±0.33至1.77±0.10之间。
3.根据权利要求1所述的一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法，其特征在于：所述混合物与重油以及生活污泥加入到旋转脉动超细微粒粉溶机中的方式为通过计量泵将三者连续不断的加入或者混合物与重油以及生活污泥在容器中混合后通过泵加入。
4.根据权利要求1所述的一种在污泥燃料中加入硫元素处理重金属的方法，其特征在于：所述污泥燃料中污泥颗粒粒径为10-20um。
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