CN115321771B - 一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法。该方法，包括如下步骤：(1)将微生物调理剂加入污泥中进行一次调质，再使用有机絮凝剂溶液加入到污泥中进行二次调质使污泥颗粒絮凝并聚沉，获得絮凝态污泥；(2)依次利用压滤、热压榨、真空抽湿直接对步骤(1)调质后的絮凝态污泥进行深度干化，经过三步梯级脱水，获得深度干化污泥；(3)步骤(2)得到的深度干化污泥通过破碎、混合、搅拌均匀后，进行挤压造粒，经筛分后获得成型污泥颗粒燃料。本发明在实现污泥深度脱水的情况下，通过造粒技术获得高能量密度、高稳定性、低污染性的颗粒燃料，该方法高效节能且能实现污泥高效资源化利用。
Description
技术领域：
本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法。
背景技术：
随着社会经济的发展，污水处理厂产生的污泥量越来越大，目前该类污泥的处理方式主要是将经过一次干化处理后的污泥送至焚烧发电厂经二次干化后焚烧处理。但是该处理方式不仅会耗费大量的运输资源，还容易污染环境。
发明内容：
本发明解决了现有技术存在的问题，提供一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法，本发明可在实现污泥深度脱水的情况下，通过造粒技术获得高能量密度、高稳定性、低污染性的颗粒燃料(含水率20％)，该方法高效节能且能实现污泥高效资源化利用。
本发明的目的是提供一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法，包括如下步骤：
(1)污泥调质：将微生物调理剂加入浓缩污泥中进行一次调质，再使用有机絮凝剂溶液加入到污泥中进行二次调质使污泥颗粒絮凝，获得絮凝态污泥；
(2)深度干化：依次利用压滤、热压榨、真空抽湿直接对步骤(1)调质后的絮凝态污泥进行深度干化，经过三步梯级脱水，获得含水率为35-40wt％的深度干化污泥；
(3)干化污泥制颗粒燃料：步骤(2)得到的深度干化污泥通过破碎、混合、搅拌均匀后，进行挤压造粒，经筛分后获得含水率为20-25wt％的成型污泥颗粒燃料。
步骤(1)中的微生物调理剂进行一次调质，通过破壁并释放污泥中的细胞水、结构水及晶胞水实现有机物种的降解，再加入有机絮凝剂进行二次调质，使污泥颗粒快速絮凝，获得絮凝态污泥。步骤(2)中经过压滤、热压榨、真空抽湿三个步骤梯级脱水，可获得含水率35-40wt％的深度干化污泥，与传统干化技术(压滤+热干化)相比，可节约能耗40％-50％。步骤(3)中以干化污泥为主要原料，通过破碎、混合、搅拌均匀后，进行挤压造粒，造粒过程可实现污泥两次脱水：一方面使污泥在挤压过程中摩擦升温，获得的热态污泥颗粒在真空环境下水分挥发；另一方面热态污泥颗粒冷却过程中，污泥颗粒中部分水分解析进入冷却风，进一步降低污泥颗粒的含水率。
优选地，步骤(1)所述的微生物调理剂包括耐冷草假单胞菌和鞘脂单胞菌，以待处理污泥的含水率为80％来计算，微生物调理剂与污泥的质量之比为0.01-0.05:1，一次调质处理时间12-24h。
进一步优选，耐冷草假单胞菌和鞘脂单胞菌的质量比为1:1。
优选地，步骤(1)所述的有机絮凝剂为PAM(聚丙烯酰胺)，以待处理污泥的含水率为80％来计算，有机絮凝剂与污泥的质量之比为0.10-0.25:1，二次调质处理时间15-30min。
进一步优选，絮凝态污泥的含水率为94-96wt％。
进一步优选，有机絮凝剂溶液的质量分数为0.18-0.22wt％。
优选地，步骤(2)所述的压滤具体步骤为：将步骤(1)调质后的絮凝态污泥泵入新型板框机内进行压滤脱水，进料压力维持0.8MPa，进料时间20min。
优选地，步骤(2)所述的热压榨具体步骤为：待压滤步骤进料完成后，在该板框机内进行热压榨脱水，隔膜进水温度60℃-80℃，隔膜进水压力1.5MPa，隔膜压滤时间60-100min。
优选地，步骤(2)所述的真空抽湿具体步骤为：在该板框机内保持隔膜进水压力0.5-1.0MPa，隔膜进水温度60℃-80℃，抽真空时间30-60min。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明引入耐冷草假单胞菌和鞘脂单胞菌试剂对污泥进行调理，可明显提高污泥的脱水效率；本发明所述三级梯级脱水均在同一板框机进行，可在保证污泥深度脱水的前期下降低能耗；本发明以深度脱水污泥为原料通过造粒技术可获得高能量密度、高稳定性、低污染性的颗粒燃料(含水率20％)。该方法高效节能且能实现污泥高效资源化利用。
附图说明：
图1为本发明污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法流程图。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。除特别说明，本文中的实验材料和试剂均为本技术领域常规市购产品。
下述实施例中，微生物调理剂为包括耐冷草假单胞菌和鞘脂单胞菌的微生物菌群，其特性为能排斥杂菌、病菌、病毒，不断自身提纯，形成具有对动植物腐败蛋白物质有效吞吃并自身快速繁衍的良性微生物菌群，耐冷草假单胞菌和鞘脂单胞菌的质量比为1:1，有机絮凝剂为PAM。
实施例1
如图1所示，一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法，包括如下步骤：
1、污泥调质
首先利用微生物调理剂(掺量：1wt％，微生物调理剂质量与折计80wt％含水率污泥质量之比)破壁并释放污泥中的细胞水、结构水及晶胞水，处理时间12h，然后将有机絮凝剂溶于水配制0.2wt％的有机絮凝剂溶液，有机絮凝剂溶液加入到污泥中进行二次调理(掺量：25wt％，有机絮凝溶液与折计80％含水率污泥质量之比)，调理时间30min，使污泥颗粒快速絮凝，获得絮凝态污泥(含水率约95％)。
2、深度干化
依次利用压滤、热压榨、真空抽湿技术直接对调质后污泥(絮凝态污泥)进行深度干化。首先将絮凝态污泥泵入板框机内进行压滤脱水，进料压力维持0.8MPa，进料时间20min；待进料完成后，进行热压榨(隔膜压滤)脱水，隔膜进水温度80℃，隔膜进水压力1.5MPa，隔膜压滤时间60min；最后进行抽真空除湿，同时保持隔膜进水压力0.5MPa，隔膜进水温度80℃，抽真空时间60min。经过以上三个步骤梯级脱水，可获得深度干化污泥(含水率38wt％)。与传统干化技术(压滤+热干化(干化温度80℃；干化时间120min))相比，可节约能耗48％。
3、干化污泥制颗粒燃料
以干化污泥为主要原料，通过破碎、混合、搅拌均匀后，进行挤压造粒，造粒过程可实现污泥两次脱水：一、污泥在挤压过程中摩擦升温，获得的热态污泥颗粒在真空环境下水分挥发；二、热态污泥颗粒冷却过程中，污泥颗粒中部分水分解析进入冷却风，进一步降低污泥颗粒的含水率。最终经筛分后可获得成型污泥颗粒燃料(含水率：23wt％)。
实施例2
如图1所示，一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法，包括如下步骤：
1、污泥调质
首先利用微生物调理剂(掺量：5wt％，微生物调理剂质量与折计80wt％含水率污泥质量之比)破壁并释放污泥中的细胞水、结构水及晶胞水，处理时间24h，然后将有机絮凝剂溶于水配制0.2wt％的有机絮凝剂溶液，将有机絮凝剂溶液加入到污泥中进行二次调理(掺量：10wt％，有机絮凝溶液与折计80％含水率污泥质量之比)，调理时间15min，使污泥颗粒快速絮凝，获得絮凝态污泥(含水率约95％)。
2、深度干化
依次利用压滤、热压榨、真空抽湿技术直接对调质后污泥进行深度干化。首先将絮凝态污泥泵入板框机内进行压滤脱水，进料压力维持0.8MPa，进料时间20min；待进料完成后，进行热压榨(隔膜压滤)脱水，隔膜进水温度60℃，隔膜进水压力1.5MPa，隔膜压滤时间100min；最后进行抽真空除湿，同时保持隔膜进水压力1MPa，隔膜进水温度60℃，抽真空时间30min。经过以上三个步骤梯级脱水，可获得深度干化污泥(含水率37wt％)。与传统干化技术(压滤+热干化)相比，可节约能耗46％。
3、干化污泥制颗粒燃料
以干化污泥为主要原料，通过破碎、混合、搅拌均匀后，进行挤压造粒，造粒过程可实现污泥两次脱水：一、污泥在挤压过程中摩擦升温，获得的热态污泥颗粒在真空环境下水分挥发；二、热态污泥颗粒冷却过程中，污泥颗粒中部分水分解析进入冷却风，进一步降低污泥颗粒的含水率。最终经筛分后可获得成型污泥颗粒燃料(含水率：22wt％)。
实施例3
如图1所示，一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法，包括如下步骤：
1、污泥调质
首先利用微生物调理剂(掺量：3wt％，微生物调理剂质量与折计80wt％含水率污泥质量之比)破壁并释放污泥中的细胞水、结构水及晶胞水，处理时间18h，然后将有机絮凝剂溶于水配制0.2wt％的有机絮凝剂溶液，将有机絮凝剂溶液加入到污泥中进行二次调理(掺量：18wt％，有机絮凝溶液与折计80％含水率污泥质量之比)，调理时间25min，使污泥颗粒快速絮凝，获得絮凝态污泥(含水率约95％)。
2、深度干化
依次利用压滤、热压榨、真空抽湿技术直接对调质后污泥进行深度干化。首先将絮凝态污泥泵入板框机内进行压滤脱水，进料压力维持0.8MPa，进料时间20min；待进料完成后，进行热压榨(隔膜压滤)脱水，隔膜进水温度80℃，隔膜进水压力1.5MPa，隔膜压滤时间80min；最后进行抽真空除湿，同时保持隔膜进水压力0.8MPa，隔膜进水温度80℃，抽真空时间45min。经过以上三个步骤梯级脱水，可获得深度干化污泥(含水率36wt％)。与传统干化技术(压滤+热干化)相比，可节约能耗44％。
3、干化污泥制颗粒燃料
以干化污泥为主要原料，通过破碎、混合、搅拌均匀后，进行挤压造粒，造粒过程可实现污泥两次脱水：一、污泥在挤压过程中摩擦升温，获得的热态污泥颗粒在真空环境下水分挥发；二、热态污泥颗粒冷却过程中，污泥颗粒中部分水分解析进入冷却风，进一步降低污泥颗粒的含水率。最终经筛分后可获得成型污泥颗粒燃料(含水率：21wt％)。
实施例4
如图1所示，一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法，包括如下步骤：
1、污泥调质
首先利用微生物调理剂(掺量：1wt％，微生物调理剂质量与折计80wt％含水率污泥质量之比)破壁并释放污泥中的细胞水、结构水及晶胞水，处理时间12h，然后将有机絮凝剂溶于水配制0.2wt％的有机絮凝剂溶液，将有机絮凝剂溶液加入到污泥中进行二次调理(掺量：10wt％，有机絮凝溶液与折计80％含水率污泥质量之比)，调理时间15min，使污泥颗粒快速絮凝，获得絮凝态污泥(含水率约95％)。
2、深度干化
依次利用压滤、热压榨、真空抽湿技术直接对调质后污泥进行深度干化。首先将絮凝态污泥泵入板框机内进行压滤脱水，进料压力维持0.8MPa，进料时间20min；待进料完成后，进行热压榨(隔膜压滤)脱水，隔膜进水温度60℃，隔膜进水压力1.5MPa，隔膜压滤时间60min；最后进行抽真空除湿，同时保持隔膜进水压力0.5MPa，隔膜进水温度60℃，抽真空时间60min。经过以上三个步骤梯级脱水，可获得深度干化污泥(含水率40wt％)。与传统干化技术(压滤+热干化)相比，可节约能耗50％。
3、干化污泥制颗粒燃料
以干化污泥为主要原料，通过破碎、混合、搅拌均匀后，进行挤压造粒，造粒过程可实现污泥两次脱水：一、污泥在挤压过程中摩擦升温，获得的热态污泥颗粒在真空环境下水分挥发；二、热态污泥颗粒冷却过程中，污泥颗粒中部分水分解析进入冷却风，进一步降低污泥颗粒的含水率。最终经筛分后可获得成型污泥颗粒燃料(含水率：25wt％)。
实施例5
如图1所示，一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法，包括如下步骤：
1、污泥调质
首先利用微生物调理剂(掺量：5wt％，微生物调理剂质量与折计80wt％含水率污泥质量之比)破壁并释放污泥中的细胞水、结构水及晶胞水，处理时间24h，然后将有机絮凝剂溶于水配制0.2wt％的有机絮凝剂溶液，将有机絮凝剂溶液加入到污泥中进行二次调理(掺量：10wt％，有机絮凝溶液与折计80％含水率污泥质量之比)，调理时间15min，使污泥颗粒快速絮凝，获得絮凝态污泥(含水率约95％)。
2、深度干化
依次利用压滤、热压榨、真空抽湿技术直接对调质后污泥进行深度干化。首先将絮凝态污泥泵入板框机内进行压滤脱水，进料压力维持0.8MPa，进料时间20min；待进料完成后，进行热压榨(隔膜压滤)脱水，隔膜进水温度80℃，隔膜进水压力1.5MPa，隔膜压滤时间100min；最后进行抽真空除湿，同时保持隔膜进水压力1MPa，隔膜进水温度80℃，抽真空时间30min。经过以上三个步骤梯级脱水，可获得深度干化污泥(含水率35wt％)。与传统干化技术(压滤+热干化)相比，可节约能耗40％。
3、干化污泥制颗粒燃料
以干化污泥为主要原料，通过破碎、混合、搅拌均匀后，进行挤压造粒，造粒过程可实现污泥两次脱水：一、污泥在挤压过程中摩擦升温，获得的热态污泥颗粒在真空环境下水分挥发；二、热态污泥颗粒冷却过程中，污泥颗粒中部分水分解析进入冷却风，进一步降低污泥颗粒的含水率。最终经筛分后可获得成型污泥颗粒燃料(含水率：20wt％)。
实施例6
如图1所示，一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法，包括如下步骤：
1、污泥调质
首先利用微生物调理剂(掺量：3wt％，微生物调理剂质量与折计80wt％含水率污泥质量之比)破壁并释放污泥中的细胞水、结构水及晶胞水，处理时间24h，然后将有机絮凝剂溶于水配制0.2wt％的有机絮凝剂溶液，将有机絮凝剂溶液加入到污泥中进行二次调理(掺量：25wt％，有机絮凝溶液与折计80％含水率污泥质量之比)，调理时间30min，使污泥颗粒快速絮凝，获得絮凝态污泥(含水率约95％)。
2、深度干化
依次利用压滤、热压榨、真空抽湿技术直接对调质后污泥进行深度干化。首先将絮凝态污泥泵入板框机内进行压滤脱水，进料压力维持0.8MPa，进料时间20min；待进料完成后，进行热压榨(隔膜压滤)脱水，隔膜进水温度80℃，隔膜进水压力1.5MPa，隔膜压滤时间100min；最后进行抽真空除湿，同时保持隔膜进水压力1MPa，隔膜进水温度80℃，抽真空时间60min。经过以上三个步骤梯级脱水，可获得深度干化污泥(含水率36wt％)。与传统干化技术(压滤+热干化)相比，可节约能耗40％。
3、干化污泥制颗粒燃料
以干化污泥为主要原料，通过破碎、混合、搅拌均匀后，进行挤压造粒，造粒过程可实现污泥两次脱水：一、污泥在挤压过程中摩擦升温，获得的热态污泥颗粒在真空环境下水分挥发；二、热态污泥颗粒冷却过程中，污泥颗粒中部分水分解析进入冷却风，进一步降低污泥颗粒的含水率。最终经筛分后可获得成型污泥颗粒燃料(含水率：21wt％)。
实施例7
如图1所示，一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法，包括如下步骤：
1、污泥调质
首先将有机絮凝剂溶于水配制0.2wt％的有机絮凝剂溶液，将有机絮凝剂溶液加入到污泥中进行调理(掺量：25wt％，有机絮凝溶液与折计80％含水率污泥质量之比)，调理时间30min，使污泥颗粒快速絮凝，获得絮凝态污泥(含水率约95％)。
2、深度干化
依次利用压滤、热压榨、真空抽湿技术直接对调质后污泥进行深度干化。首先将絮凝态污泥泵入板框机内进行压滤脱水，进料压力维持0.8MPa，进料时间20min；待进料完成后，进行热压榨(隔膜压滤)脱水，隔膜进水温度80℃，隔膜进水压力1.5MPa，隔膜压滤时间100min；最后进行抽真空除湿，同时保持隔膜进水压力1MPa，隔膜进水温度80℃，抽真空时间60min。经过以上三个步骤梯级脱水，可获得深度干化污泥(含水率40wt％)。与传统干化技术(压滤+热干化)相比，可节约能耗42％。
3、干化污泥制颗粒燃料
以干化污泥为主要原料，通过破碎、混合、搅拌均匀后，进行挤压造粒，造粒过程可实现污泥两次脱水：一、污泥在挤压过程中摩擦升温，获得的热态污泥颗粒在真空环境下水分挥发；二、热态污泥颗粒冷却过程中，污泥颗粒中部分水分解析进入冷却风，进一步降低污泥颗粒的含水率。最终经筛分后可获得成型污泥颗粒燃料(含水率：25wt％)。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种污泥梯级深度干化制颗粒燃料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)污泥调质：将微生物调理剂加入污泥中进行一次调质，再使用有机絮凝剂溶液加入到污泥中进行二次调质使污泥颗粒絮凝并聚沉，获得絮凝态污泥，所述的微生物调理剂包括耐冷草假单胞菌和鞘脂单胞菌，耐冷草假单胞菌和鞘脂单胞菌的质量比为1:1，以待处理污泥的含水率为80％来计算，微生物调理剂与污泥的质量之比为0.01-0.05:1，一次调质处理时间12-24h；
(2)深度干化：依次利用压滤、热压榨、真空抽湿直接对步骤(1)调质后的絮凝态污泥进行深度干化，经过三步梯级脱水，获得含水率为35-40wt％的深度干化污泥；
(3)干化污泥制颗粒燃料：步骤(2)得到的深度干化污泥通过破碎、混合、搅拌均匀后，进行挤压造粒，经筛分后获得含水率为20-25wt％的成型污泥颗粒燃料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的有机絮凝剂为PAM，以待处理污泥的含水率为80％来计算，有机絮凝剂与污泥的质量之比为0.10-0.25:1，二次调质处理时间15-30min。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，絮凝态污泥的含水率为94-96wt％。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，有机絮凝剂溶液的质量分数为0.18-0.22wt％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的压滤具体步骤为：将步骤(1)调质后的浓缩污泥泵入板框机内进行压滤脱水，进料压力维持0.8MPa，进料时间20min。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的热压榨具体步骤为：待压滤步骤进料完成后，进行热压榨脱水，隔膜进水温度60℃-80℃，隔膜进水压力1.5MPa，隔膜压滤时间60-100min。
7.根据权利要求1或5或6所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的真空抽湿具体步骤为：
保持隔膜进水压力0.5-1.0MPa，隔膜进水温度60℃-80℃，抽真空时间30-60min。
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