CN112174475B - 一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法 - Google Patents

一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112174475B
CN112174475B CN201910590962.XA CN201910590962A CN112174475B CN 112174475 B CN112174475 B CN 112174475B CN 201910590962 A CN201910590962 A CN 201910590962A CN 112174475 B CN112174475 B CN 112174475B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sludge
treatment
low
extraction
temperature drying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910590962.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112174475A (zh
Inventor
朱芬芬
韩媚玲
董仪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renmin University of China
Original Assignee
Renmin University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renmin University of China filed Critical Renmin University of China
Priority to CN201910590962.XA priority Critical patent/CN112174475B/zh
Publication of CN112174475A publication Critical patent/CN112174475A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112174475B publication Critical patent/CN112174475B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/002—Sludge treatment using liquids immiscible with water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/10—Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting

Abstract

本发明提供一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，包括：利用正己烷和乙醇的混合溶剂对污泥进行提取处理，得到污泥残留物和提取液；对提取液进行浓缩处理，回收溶剂；将经过所述浓缩处理回收得到的溶剂循环利用。该方法不仅能够使处理后的污泥的含水率不高于10％，而且耗能低、处理成本低，适宜工业化推广应用。

Description

一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法
技术领域
本发明涉及一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，属于污泥资源化处理技术领域。
背景技术
目前我国的污泥处理方法主要有填埋、焚烧、制肥、建材及其他资源化利用。但是无论对污泥进行何种方式的处理利用，都需要对污泥进行脱水处理，通过降低污泥含水率以降低污泥的体积以及质量，从而既便于后续处理流程的进行也能够进一步控制处理成本。一般的，污水处理厂的污泥经过机械脱水后含水率在80％左右，但该含水率对于后续的运输转移和处理来说还是较高，污泥体积和重量依旧很大。
目前，污泥热干化作为一种能够显著降低污泥含水率的方法被广泛使用，一般的，污泥干化可以使污泥含水率降到30％～50％并使污泥体积减少4～5倍，且干化后剩余物质比较稳定，恶臭味和病原生物得到极大的去除。
但是，目前常用的污泥热干化是一个能量净消耗的过程，具有设备投资大、温度高(不低于100℃)、能耗高、运行费用高、存在爆炸风险等缺点。因此，面对日益突出的能源危机和环境压力，污泥节能降耗干燥脱水技术应是污泥干燥系统研究及改进的重点。
发明内容
本发明提供一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，该方法不仅能够使处理后的污泥的含水率不高于10％，而且耗能低、处理成本低，适宜工业化推广应用。
本发明提供一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，包括：利用正己烷和乙醇的混合溶剂对污泥进行提取处理，得到污泥残留物和提取液；
对提取液进行浓缩处理，回收溶剂；
将经过所述浓缩处理回收得到的溶剂循环利用。
如上所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其中，所述提取处理的温度为20-80℃。
如上所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其中，所述提取处理的时间为0.2-12h。
如上所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其中所述污泥与所述混合溶剂的质量体积比为1：(5-40)。
如上所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其中所述混合溶剂中，所述正己烷与乙醇的体积比为(1-3)：(1-3)。
如上所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其中，所述提取处理为索氏提取处理。
如上所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其中，所述索氏提取处理的温度为70-80℃。
如上所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其中，所述索氏提取处理的时间为4-12h。
如上所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其中，所述污泥为城市污泥。
如上所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其中，所述污泥残留物的含水率不高于10％。
本发明的实施，至少包括以下优势：
1、本发明对污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，能够实现对污泥的干化/失水，使处理后的污泥残留物含水率不高于10％；
2、本发明对污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，成本投入低，并且能够对处理过程中使用的物料进行循环利用，进一步降低了处理成本，适宜工业化推广应用；
3、本发明对污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，处理温度低，处理时间短，处理工序简单易操作，因此不仅能够有效降低能耗，避免高温爆炸的风险，还能显著提高处理效率；
4、本发明对污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，不仅能够降低污泥的含水率，还能从污泥中得到脂类物质，有效的实现了对污泥的资源化利用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，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。
本发明提供一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，包括：利用正己烷和乙醇的混合溶剂对污泥进行提取处理，得到污泥残留物和提取液；
对提取液进行浓缩处理，回收溶剂；
将经过所述浓缩处理回收得到的溶剂循环利用。
本发明的处理方法可以适用于需要干化脱水的污泥原料，尤其对于含水率为80-90％的污泥具有更加显著的干化效果。
本发明方法所针对的污泥原料尤其可以是城市污泥。
利用本发明的处理方法能够有效降低污泥的含水率，通过对上述污泥残留物进行含水率检测证明，本发明能够使污泥残留物中的含水率不高于10％，进一步能使污泥残留物中的含水率低于5％。
具体在对污泥进行处理时，将污泥置于正己烷和乙醇的混合溶剂中，并可以将体系加热至20-80℃进行一定时间的提取操作，例如0.2-12h，随后结束该提取处理。
当上述提取处理结束后，可以对整个反应体系进行固液分离，例如过滤，得到污泥残留物(基本上为固态)以及提取液。
并且在处理过程中，本发明的方法无需利用大型仪器协助，只需要利用提取设备对体系进行低温加热(20-80℃)，显著降低了处理能耗以及安全隐患，是一种成本低、安全性能高且具有显著干化效率的污泥处理方法。
对于固液分离后的提取液，可以利用减压蒸馏的方式对其进行浓缩处理，将分离出的有机溶剂循环利用，从而进一步降低污泥的处理成本。而浓缩后得到的油状残余物，经检测，为污泥中的脂类物质。
脂类物质是一种重要的有机质，不仅在生物细胞中起着异常重要的作用，还能够通过酯化或酯交换转换为生物柴油，从而促进生物柴油的生产。
本发明的污泥处理方法，不仅能够有效降低污泥含水率，还能对污泥进行资源化利用，对其中的脂类物质进行提取分离。因此，利用本发明的方法对污泥进行处理时，能够同时实现污泥的干化和资源化利用，是一种高效的污泥处理方法。
在处理的过程中，可以进一步对污泥和混合溶剂的质量体积比进行限定，从而能够以合理的处理成本最大限度降低污泥的含水率。
具体地，污泥和混合溶剂的质量体积比为1：(5-40)，即每千克污泥可以用5-40升的混合溶剂进行处理。
本发明还对混合溶剂中正己烷与乙醇的配合比例进行了研究，当正己烷与乙醇的体积比为(1-3)：(1-3)时，不仅有利于污泥含水率的降低，还能够对污泥中的脂类物质进行高效提取。在本发明具体实施过程中，一般控制正己烷与乙醇的体积比为1：1左右。
在利用本发明的方法进行提取时，为了进一步保证污泥含水率的有效降低，可以具体采用索氏提取处理。以下，对索氏提取处理方法的工艺参数进行详细介绍。
在索氏提取中，将污泥用滤纸包裹后放入索氏提取器的提取管中，混合溶剂放入索氏提取器的提取瓶中，随后对索氏提取器进行加热提取，并在提取过程中用水(例如去离子水)冷却循环。
在选取索氏提取器时，可以以待处理污泥的具体体积进行筛选。一般在实验室中进行处理时，10g污泥可以选用100-500ml规格的索氏提取器；而在实际工业应用中，可以针对性的选取5L/10L/20L/50L/100L的索氏提取器进行处理。
具体地，索氏提取时，加热提取温度为70-80℃，进一步为75℃；冷却循环的用水温度为10-25℃；加热提取时间为4-12h，进一步为8h；污泥和混合溶剂的质量体积比为1：(10-40)，进一步为1：20；混合溶剂中，正己烷与乙醇的体积比为(1-3)：(1-3)，进一步为1：1。
本发明对污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，能够直接在低温的条件下同时实现对污泥的干化以及资源化利用，显著降低了处理能耗以及处理成本。
以下，通过具体实施例对本发明污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法进行详细的介绍。
实施例1
本实施例采用索氏提取对污泥进行处理，包括以下步骤：
将含水率为82.5％的污泥(来自污水处理厂)用滤纸包裹后放入索氏提取器的提取管中，正己烷与乙醇的混合溶剂放入索氏提取器的提取瓶中，随后对索氏提取器进行加热提取，并在提取过程中去离子水冷却循环。
提取处理结束后，对体系进行过滤，得到固态污泥残留物与提取液。
在上述索氏提取过程中：
加热提取温度为80℃，冷却循环的用水温度为20℃；
索氏提取时间为8h；
污泥和混合溶剂的质量体积比为1：40；
混合溶剂中，正己烷与乙醇的体积比为1：1。
对污泥残留物与提取液分别进行下述处理：
1、将污泥残留物在105℃下烘干2h后，取出冷却称重，直至恒重为止后对其进行含水率检测，结果显示该污泥残留物的含水率为9.1％；
2、将提取液在20℃、0.08-0.098Mpa下进行减压浓缩，其中，分离的溶剂进行回收利用；
分离得到的浓缩物则为成分复杂的粗脂，具体成分包括蜡质脂类、脂肪酸、磷脂、甘油酯等。
实施例2
本实施例采用索氏提取对污泥进行处理，包括以下步骤：
将含水率为86.7％的污泥(来自污水处理厂)用滤纸包裹后放入索氏提取器的提取管中，正己烷与乙醇的混合溶剂放入索氏提取器的提取瓶中，随后对索氏提取器进行加热提取，并在提取过程中去离子水冷却循环。
提取处理结束后，对体系进行过滤，得到污泥残留物与提取液。
在上述索氏提取过程中：
加热提取温度为80℃，冷却循环的用水温度为20℃；
索氏提取时间为12h；
污泥和混合溶剂的质量体积比为1：20；
混合溶剂中，正己烷与乙醇的体积比为1：1。
对污泥残留物与提取液分别进行下述处理：
1、将污泥残留物在105℃下烘干2h后，取出冷却称重，直至恒重为止后对其进行含水率检测，结果显示该污泥残留物的含水率为8.0％；
2、将提取液在20℃、0.08-0.098Mpa下进行减压浓缩，其中，分离的溶剂进行回收利用；
分离得到的浓缩物则为成分复杂的粗脂，具体成分包括蜡质脂类、脂肪酸、磷脂、甘油酯等。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其特征在于，包括：
利用正己烷和乙醇的混合溶剂对污泥进行索氏提取处理，得到污泥残留物和提取液；
对提取液进行浓缩处理，回收溶剂；
将经过所述浓缩处理回收得到的溶剂循环利用；
所述索氏提取处理的温度为70-80℃，所述索氏提取处理的时间为4-12h；
所述污泥残留物的含水率不高于10%。
2.根据权利要求1所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其特征在于，所述污泥与所述混合溶剂的质量体积比为1kg：（5-40）L。
3.根据权利要求1所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其特征在于，所述混合溶剂中，所述正己烷与乙醇的体积比为（1-3）：（1-3）。
4.根据权利要求1-3任一所述的污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法，其特征在于，所述污泥为城市污泥。
CN201910590962.XA 2019-07-02 2019-07-02 一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法 Active CN112174475B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910590962.XA CN112174475B (zh) 2019-07-02 2019-07-02 一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910590962.XA CN112174475B (zh) 2019-07-02 2019-07-02 一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112174475A CN112174475A (zh) 2021-01-05
CN112174475B true CN112174475B (zh) 2022-11-08

Family

ID=73915848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910590962.XA Active CN112174475B (zh) 2019-07-02 2019-07-02 一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112174475B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4981579A (en) * 1986-09-12 1991-01-01 The Standard Oil Company Process for separating extractable organic material from compositions comprising said extractable organic material intermixed with solids and water
US20140001121A1 (en) * 2012-04-18 2014-01-02 Gene F. DeShazo Method for Reclaiming Usable Products from Biosolids
CN105219418A (zh) * 2015-10-20 2016-01-06 上海应用技术学院 一种采用市政污泥制备生物柴油的方法
CN109306287A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 中国人民大学 一种以污泥为原料制备生物柴油的方法
CN107629812A (zh) * 2017-11-09 2018-01-26 沈阳航空航天大学 一种超临界萃取液化制备生物油的工艺方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112174475A (zh) 2021-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101560440B (zh) 一种微生物油脂的制备方法
CN108147489B (zh) 物理方法预处理高盐高浓度有机污染物废水工艺
CN101885713B (zh) 一种毒三素链霉菌发酵液中分离提取利普司他汀的工艺
CN210085330U (zh) 用于二甲基亚砜回收的分离装置
CN102267890B (zh) 从丙烯酸酯生产废水中萃取回收丙烯酸的方法
CN102553886A (zh) 一种餐厨垃圾全生物量资源化利用的方法
CN109721471B (zh) 一种从生产生物柴油的副产物中提纯甘油的方法
CN109810159B (zh) 一种能从鸭胆汁中提高别胆酸收率的方法
CN103992371A (zh) 利用超声法和酸法组合循环提取脱水剩余污泥中蛋白质及腐殖质的方法
CN211170524U (zh) 一种己二酸二元酯的制备系统
CN108298752B (zh) 一种高含盐有机废水处理系统及处理废水的方法
CN108017109A (zh) 一种资源化处置bdo废液的方法
CN112174475B (zh) 一种污泥的低温干化协同脂质提取的处理方法
CN109369389A (zh) 高纯度α-亚麻酸乙酯的制备工艺
CN105055563A (zh) 基于蒸汽爆破枣核黄酮的提取方法
CN109825359B (zh) 一种利用造纸黑液制备生物基润滑油的方法及专用生产装置
CN109503526B (zh) 利用有机废弃物同步制备5-羟甲基糠醛及水热炭的装置及方法
CN104843850A (zh) 将工业有机污水转化处理的方法
CN100491347C (zh) 从大蒜深加工废水中提取大蒜素的方法及用于大蒜素提取的大蒜素吸附树脂
CN105669386A (zh) 一种从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法
CN102642946B (zh) 甲苯法生产己内酰胺工艺废水的处理方法
TW201434758A (zh) 一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法
CN210419808U (zh) 一种bdo装置废液中的杂醇回收系统
CN100569913C (zh) 利用城市潲水工业化生产生物柴油的工艺
CN111517924A (zh) 一种用单宁酸生产焦性没食子酸的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant