CN116854325B - 一种待焚烧污泥的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污泥处理技术领域，具体提供了一种待焚烧污泥的处理方法，包括：步骤一：将待焚烧污泥、产气载体和蜗牛酶放入螺条式混合机中混合，得混合污泥；步骤二：将所述混合污泥保温反应后，降温至18~22℃反应4~6h，得含气污泥；步骤三：将所述含气污泥使用叠螺式脱水机脱水，产出块状污泥后在表面喷洒含7%重量分数的贻贝粘蛋白的甘油溶液，晾干表面得泥饼；步骤四：将所述泥饼置于阴凉储存，焚烧前半小时对所述泥饼使用超声波发生器作用。本发明利用细菌发酵和本发明的独特工艺，产生并存储可燃气体进入页岩，增加了污泥热值，同时用粘性膜包被泥块提高了污泥的保存时间，焚烧前由超声释放可燃气体，方便焚烧节省辅助燃料。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种待焚烧污泥的处理方法。
背景技术
污泥由水中悬浮固体经不同方式胶结凝聚而成，结构松散、比表面积与孔隙率极高。其特点是含水率高、脱水性差、易腐败、颗粒较细，从外观上看具有类似绒毛的分支与网状结构。
焚烧法能将污泥中的水分和有机质全部去除，杀灭一切病原体，并能最大限度地降低污泥体积。焚烧污泥的装置有多种型式，流化床焚烧炉是其中常用的一种装置。然而，焚烧时因污泥热值低，需添加大量辅助燃料，极大提高了焚烧的成本和工艺难度。同时，污泥收集量往往多于焚烧炉可处理量，焚烧前污泥需要几天乃至几周的存放等待。
因此，需要一种处理待焚烧污泥的方法，使污泥热值增加并保持较长时间，节省辅助燃料的消耗。
发明内容
为了解决上述问题，本发明目的是提供一种待焚烧污泥的处理方法，包括如下步骤：
步骤一：将含水量为90%的所述待焚烧污泥、重量分数为所述待焚烧污泥的0.3~0.5%的产气载体和重量分数为所述待焚烧污泥的0.3%的蜗牛酶放入螺条式混合机中装填系数0.6~0.8，混合4~7min，得混合污泥；
步骤二：将所述混合污泥保温45~49℃反应90~120h后，降温至18~22℃反应4~6h，得含气污泥；
步骤三：将所述含气污泥使用叠螺式脱水机以周边线速度0.7~0.9m/min脱水，产出块状污泥后在表面喷洒含7%重量分数的贻贝粘蛋白的甘油溶液，晾干表面得泥饼；
步骤四：将所述泥饼置于阴凉储存，焚烧前半小时对所述泥饼使用超声波发生器25~30kHz下2500~2800W作用15~20min，完成处理；
所述产气载体的制备方法为：
步骤一：将钙质页岩敲碎为0.4cm3的碎片，将140g/m2的聚丙烯无纺布制成6cm3容积的口袋，将所述口袋装满所述碎片后使用热熔胶封口，向封口的所述口袋表面喷淋含3%重量分数的防水剂DTM-648-2的纯水溶液，130℃烘干得防水布袋；
步骤二：将所述防水布袋浸入含4%重量分数的贻贝粘蛋白的甘油溶液中，5s后取出，在其表面均匀涂抹含0.5~1.5%重量分数的ATCC35608热沼菌、4~7%重量分数的甲烷嗜热杆菌和2~5%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌的CM-M2培养基，得所述产气载体。
进一步地，所述产气载体的重量分数为所述待焚烧污泥的0.4%。
进一步地，所述螺条式混合机中装填系数0.7，混合6min。
进一步地，所述待焚烧污泥的处理方法的步骤二中，将所述混合污泥保温47℃反应110h后，降温至20℃反应5h，得含气污泥。
进一步地，所述待焚烧污泥的处理方法的步骤三中，叠螺式脱水机以周边线速度0.8m/min脱水。
进一步地，所述待焚烧污泥的处理方法的步骤四中，焚烧前半小时对所述泥饼使用超声波发生器28kHz下2600W作用17min。
进一步地，所述产气载体的制备方法的步骤二中，CM-M2培养基含1%重量分数的ATCC35608热沼菌、5%重量分数的甲烷嗜热杆菌和3%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌。
通过本发明能够带来如下有益效果：
本发明的产气载体，在无纺布外利用热沼菌产氢产酸，为甲烷嗜热杆菌和马泽氏甲烷八叠球菌提供生产甲烷的原料，热沼菌繁殖较快，三种细菌的特定比例，是为了将蜗牛酶分解和污泥本身的氨基酸和糖转化为酸，进而转化为甲烷的同时，不剩余过多的酸，使反应区域的ph维持在6.5到7.5的偏中性，有利于整体反应的进行；在无纺布上采用防水剂喷淋，使无纺布透气不透水，避免前期水分渗入页岩孔隙使页岩无法存气，无纺布短暂浸入含贻贝粘蛋白的甘油溶液后，能够在一定时间加强对含菌的CM-M2培养基的粘附效果的同时，在细菌生长后被利用、破坏而不影响无纺布的透气性；无纺布内，利用页岩的多孔隙结构，使细菌产生的甲烷等可燃气体能够有部分存储在页岩的细小孔隙中，本发明页岩的大小在提高填装密度的同时又最大保留了页岩的孔隙结构。
本发明特定的产气载体的比例，既反应生成和存储足够可燃气体的同时，又不因为页岩的过量添加而降低处理后的污泥的热值；蜗牛酶是从蜗牛的嗦囊和消化道中制备的混合酶，它含有纤维素酶，果胶酶，淀粉酶，蛋白酶、半纤维素酶、甘露糖酶、蔗糖酶、半乳聚糖酶、氨基酸转移酶等20多种酶，本发明蜗牛酶的比例，是为后面三种细菌提供原料和配合后面保温阶段来解离污泥的需要决定的；本发明螺条式混合机的装填系数和混合时间，既将产气载体和蜗牛酶均匀混合入污泥，又避免了污泥过量掺入氧气影响产气载体上厌氧菌的活力。
本发明的混合污泥，先升温，配合本发明的三种细菌的耐热性，抑制其他菌种的活性，使本发明的三种细菌成为优势菌种并大量繁殖；等反应产生足够甲烷等可燃气体后，降温以降低已经留存在页岩孔隙中的可燃气体的移动，稳定页岩固定的可燃气体。
本发明叠螺式脱水机采用周边挤压脱水，控制周边线速度，既使污泥脱水可焚烧，又避免过度破坏产气载体的结构使可燃气体脱离页岩而逸散；对泥块喷洒含贻贝粘蛋白的甘油溶液，在泥块表面产生一层有粘性的膜，避免水分继续散失而使泥块散落暴露产气载体的同时，减缓了泥块内气体的散失，提高了泥块的存储时间。
本发明在焚烧前半小时对所述泥饼使用超声波处理，适当破坏泥饼表面粘性膜，疏松泥饼结构，使页岩中的可燃气体活跃化，为后面焚烧提供燃料的同时避免破坏过度可燃气体过早逸出。
本发明利用细菌发酵和本发明的独特工艺，产生并存储可燃气体进入页岩，增加了污泥热值，同时用粘性膜包被泥块提高了污泥的保存时间，焚烧前由超声释放可燃气体，方便焚烧节省辅助燃料。
具体实施方式
此处为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面以实施例的方式对本发明的整体方案进行详细说明；在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解；然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施；在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
本发明中：蜗牛酶购自肽爱生物科技(西安)有限公司，货号TA-22022108；螺条式混合机来自上海重野实业有限公司，货号RB-300；叠螺式脱水机购自德州望景环保设备有限公司，型号304；贻贝粘蛋白购自西安新怡然生物科技有限公司，货号XYR-23031701；聚丙烯无纺布购自温州精泰化纤有限公司；货号001；热熔胶购自温州鑫达热熔胶有限公司；超声波发生器购自深圳市太和达科技有限公司，型号THD-T6；焚烧污泥用循环流化床锅炉来自太康县银城阳光锅炉有限公司，型号WNS2-1.25-YQ；防水剂DTM-648-2购自广州佳尼斯有限公司；ATCC35608 热沼菌购自武汉华尔纳生物科技有限公司，货号WN-13414；甲烷嗜热杆菌购自北京北纳创联生物技术研究院有限公司，货号ACCC00006；马泽氏甲烷八叠球菌购自诺安基因科技（武汉）有限公司，货号NA-JR114678；CM-M2培养基购自诺安基因科技（武汉）有限公司，货号0483。上述三种细菌用前检测活细菌数均为1×105~1×106个每毫升。
如未特殊说明，下述实施例中各原料组分均可通过商业途径购得，所使用的实验仪器均为实验室常规实验仪器，性能测试方法为本领域已知测试方法。
优选的实施方式如下：
实施例1：
采用以下方法制备获得产气载体：
步骤一：将钙质页岩敲碎为0.4cm3的碎片，将140g/m2的聚丙烯无纺布制成6cm3容积的口袋，将口袋装满碎片后使用热熔胶封口，向封口的口袋表面喷淋含3%重量分数的防水剂DTM-648-2的纯水溶液，130℃烘干得防水布袋；
步骤二：将防水布袋浸入含4%重量分数的贻贝粘蛋白的甘油溶液中，5s后取出，在其表面均匀涂抹含1%重量分数的ATCC35608热沼菌、5%重量分数的甲烷嗜热杆菌和3%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌的CM-M2培养基，得产气载体；
采用以下方法处理待焚烧污泥：
步骤一：将含水量为90%的待焚烧污泥、重量分数为待焚烧污泥的0.4%的产气载体和重量分数为待焚烧污泥的0.3%的蜗牛酶放入螺条式混合机中装填系数0.7，混合6min，得混合污泥；
步骤二：将混合污泥保温47℃反应110h后，降温至20℃反应5h，得含气污泥；
步骤三：将含气污泥使用叠螺式脱水机以周边线速度0.8m/min脱水，产出块状污泥后在表面喷洒含7%重量分数的贻贝粘蛋白的甘油溶液，晾干表面得泥饼；
步骤四：将泥饼置于阴凉储存，焚烧前半小时对泥饼使用超声波发生器28kHz下2600W作用17min，完成处理。
实施例2-29：
实施例2与实施例1的区别仅在于，产气载体的重量分数为待焚烧污泥的0.3%；
实施例3与实施例1的区别仅在于，产气载体的重量分数为待焚烧污泥的0.5%；
实施例4与实施例1的区别仅在于，螺条式混合机中装填系数0.6；
实施例5与实施例1的区别仅在于，螺条式混合机中装填系数0.8；
实施例6与实施例1的区别仅在于，螺条式混合机混合4min；
实施例7与实施例1的区别仅在于，螺条式混合机混合7min；
实施例8与实施例1的区别仅在于，混合污泥保温45℃；
实施例9与实施例1的区别仅在于，混合污泥保温49℃；
实施例10与实施例1的区别仅在于，混合污泥反应90h；
实施例11与实施例1的区别仅在于，混合污泥反应120h；
实施例12与实施例1的区别仅在于，降温至18℃；
实施例13与实施例1的区别仅在于，降温至22℃；
实施例14与实施例1的区别仅在于，降温至20℃反应4h；
实施例15与实施例1的区别仅在于，降温至20℃反应6h；
实施例16与实施例1的区别仅在于，叠螺式脱水机以周边线速度0.7m/min脱水；
实施例17与实施例1的区别仅在于，叠螺式脱水机以周边线速度0.9m/min脱水；
实施例18与实施例1的区别仅在于，超声波发生器25kHz下2600W作用17min；
实施例19与实施例1的区别仅在于，超声波发生器30kHz下2600W作用17min；
实施例20与实施例1的区别仅在于，超声波发生器28kHz下2500W作用17min；
实施例21与实施例1的区别仅在于，超声波发生器28kHz下2800W作用17min；
实施例22与实施例1的区别仅在于，超声波发生器28kHz下2600W作用15min；
实施例23与实施例1的区别仅在于，超声波发生器28kHz下2600W作用20min；
实施例24与实施例1的区别仅在于，CM-M2培养基含0.5%重量分数的ATCC35608热沼菌、5%重量分数的甲烷嗜热杆菌和3%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌；
实施例25与实施例1的区别仅在于，CM-M2培养基含1.5%重量分数的ATCC35608热沼菌、5%重量分数的甲烷嗜热杆菌和3%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌；
实施例26与实施例1的区别仅在于，CM-M2培养基含1%重量分数的ATCC35608热沼菌、4%重量分数的甲烷嗜热杆菌和3%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌；
实施例27与实施例1的区别仅在于，CM-M2培养基含1%重量分数的ATCC35608热沼菌、7%重量分数的甲烷嗜热杆菌和3%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌；
实施例28与实施例1的区别仅在于，CM-M2培养基含1%重量分数的ATCC35608热沼菌、5%重量分数的甲烷嗜热杆菌和2%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌；
实施例29与实施例1的区别仅在于，CM-M2培养基含1%重量分数的ATCC35608热沼菌、5%重量分数的甲烷嗜热杆菌和5%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌。
对比例1-22：
对比例1与实施例1的区别仅在于，产气载体的重量分数为待焚烧污泥的1%；
对比例2与实施例1的区别仅在于，螺条式混合机中装填系数0.5；
对比例3与实施例1的区别仅在于，螺条式混合机混合10min；
对比例4与实施例1的区别仅在于，混合污泥保温52℃；
对比例5与实施例1的区别仅在于，混合污泥反应150h；
对比例6与实施例1的区别仅在于，降温至15℃；
对比例7与实施例1的区别仅在于，降温至20℃反应10h；
对比例8与实施例1的区别仅在于，叠螺式脱水机以周边线速度1.2m/min脱水；
对比例9与实施例1的区别仅在于，超声波发生器40kHz下2600W作用17min；
对比例10与实施例1的区别仅在于，超声波发生器28kHz下3000W作用17min；
对比例11与实施例1的区别仅在于，超声波发生器28kHz下2600W作用26min；
对比例12与实施例1的区别仅在于，CM-M2培养基含2%重量分数的ATCC35608热沼菌、5%重量分数的甲烷嗜热杆菌和3%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌；
对比例13与实施例1的区别仅在于，CM-M2培养基含1%重量分数的ATCC35608热沼菌、10%重量分数的甲烷嗜热杆菌和3%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌；
对比例14与实施例1的区别仅在于，CM-M2培养基含1%重量分数的ATCC35608热沼菌、5%重量分数的甲烷嗜热杆菌和9%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌；
对比例15与实施例1的区别仅在于，蜗牛酶的重量分数为待焚烧污泥的0.6%；
对比例16与实施例1的区别仅在于，产出块状污泥后在表面喷洒含15%重量分数的贻贝粘蛋白的甘油溶液；
对比例17与实施例1的区别仅在于，将钙质页岩敲碎为0.2cm3的碎片；
对比例18与实施例1的区别仅在于，将70g/m2的聚丙烯无纺布制成6cm3容积的口袋；
对比例19与实施例1的区别仅在于，将防水布袋浸入含8%重量分数的贻贝粘蛋白的甘油溶液中；
对比例20与实施例1的区别仅在于，将页岩换为等重量的活性炭；
对比例21与实施例1的区别仅在于，将三种细菌换为等质量的取自农家沼气池的沼气菌群；
对比例22与实施例1的区别仅在于，将螺条式混合机换为同公司的锥形混合机ZX-3，其他参数不变。
对上述各示例处理后的污泥各分两组，每组五吨重，第一组当天进入焚烧污泥用循环流化床锅炉焚烧，第二组置于阴凉处隔一周焚烧，焚烧条件相同；辅助燃料为天然气，计算焚烧完后的燃料消耗量，结果保留个位数有效数字，见表1。
表1：
由表1中的数据可知，相较于其他示例，本发明实施例尤其是本发明的实施例1处理的污泥在当天和隔一周焚烧时消耗的燃料量都是显著较少的。本发明实施例尤其是本发明的实施例1的技术方案能够使污泥热值增加并保持较长时间，节省辅助燃料的消耗。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明；对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。
Claims (1)
1.一种待焚烧污泥的处理方法，其特征在于，所述待焚烧污泥的处理方法包括如下步骤：
步骤一：将含水量为90%的所述待焚烧污泥、重量分数为所述待焚烧污泥的0.4%的产气载体和重量分数为所述待焚烧污泥的0.3%的蜗牛酶放入螺条式混合机中装填系数0.7，混合6min，得混合污泥；
步骤二：将所述混合污泥保温47℃反应110h后，降温至20℃反应5h，得含气污泥；
步骤三：将所述含气污泥使用叠螺式脱水机以周边线速度0.8m/min脱水，产出块状污泥后在表面喷洒含7%重量分数的贻贝粘蛋白的甘油溶液，晾干表面得泥饼；
步骤四：将所述泥饼置于阴凉储存，焚烧前半小时对所述泥饼使用超声波发生器28kHz下2600W作用17min，完成处理；
所述产气载体的制备方法为：
步骤一：将钙质页岩敲碎为0.4cm3的碎片，将140g/m2的聚丙烯无纺布制成6cm3容积的口袋，将所述口袋装满所述碎片后使用热熔胶封口，向封口的所述口袋表面喷淋含3%重量分数的防水剂DTM-648-2的纯水溶液，130℃烘干得防水布袋；
步骤二：将所述防水布袋浸入含4%重量分数的贻贝粘蛋白的甘油溶液中，5s后取出，在其表面均匀涂抹含1%重量分数的ATCC35608热沼菌、5%重量分数的甲烷嗜热杆菌和3%重量分数的马泽氏甲烷八叠球菌的CM-M2培养基，得所述产气载体。
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