[发明专利]一种用污水处理厂污泥制备固体燃料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用污水处理厂污泥制备固体燃料的方法。

背景技术

污泥是指在污水处理过程中产生的初次沉淀污泥、剩余活性污泥、腐殖污泥、消化污泥和化学污泥，不包括格栅栅渣、浮渣和沉砂池沉砂。污泥中含有植物营养素氮、磷、钾和有机物及水分等，也含有大量的有毒有害物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子；另外，污泥易于腐化发臭，颗粒较细，相对密度较小，含水率高且不易脱水，属于胶状结构的亲水性物质，将其任意堆放可造成二次污染。目前污水处理厂对污泥处理的主要方法是填埋，填埋主要采取两种方式：一种是付费给垃圾填埋场，由垃圾场填埋处置；二是置地挖坑填埋，成本大，浪费土地资源。污泥本身含有大量可用资源，填埋法是对可利用资源的巨大浪费。

污泥中的有机物含有大量潜在能量，其干物质的高位热值可达15000KJ/Kg～20000KJ/Kg，可以用来制备燃料。用污泥制备燃料，已有的研究主要采用合成燃料法和直接热化学液化法。由于脱水污泥中含水率一般高达80％左右，上述两种方法并没有解决预脱水问题，污泥中的水将消耗大量能量。因此，如果能解决污泥预脱水及去除重金属等问题，用污泥制备固体燃料将具有良好的环境效益和经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种用污水处理厂污泥制备固体燃料的方法。

本发明的目的是通过如下方式实现的：一种用污水处理厂污泥制备固体燃料的方法，其特征在于：

(1)污泥预处理：取污水处理厂经机械脱水后的湿污泥，按水与湿污泥的体积质量比(L/Kg)0.5～1∶1加入水，按工业级硫酸(质量浓度93％～98％)与湿污泥的体积质量比(L/Kg)5～20∶1000加入硫酸，按工业级双氧水(质量浓度为27.5％～35％)与湿污泥的体积质量比(L/Kg)10～50∶1000加入双氧水，将加入了硫酸和双氧水的污泥浆进行搅拌并加热至45℃～95℃，对污泥进行预处理，预处理时间5min～90min。预处理后对污泥浆进行过滤并用水洗涤，洗涤水用量与湿污泥的体积质量比(L/Kg)为1～4∶1，过滤洗涤后得泥饼和滤液；

(2)泥饼制备固体燃料：用石灰粉将泥饼的pH值调节至6.5～7.5，将调节了pH值的泥饼装入干馏罐中进行干馏，干馏所需热源为用凸透镜聚焦太阳光所得的太阳能，将聚焦太阳光直接辐射在装有泥饼的干馏罐上。当干馏罐中的干馏产品的水分含量小于1.0％时，表示干馏完成，取出干馏产品，其热值大于等于20000KJ/Kg，是一种优质固体燃料。

本发明具有如下的有益效果：(1)通过对污水处理厂污泥进行预处理，能使污泥中含水率显著降低，并有效去除湿污泥中的重金属，为污泥的利用创造前提条件；(2)利用太阳能对预处理后的污泥进行干馏，是一种环境友好的绿色技术，降低了工艺过程的运行成本；(3)干馏产物中重金属含量低，发热量较大，热值大于等于20000KJ/Kg，是一种优质的固体燃料。

附图说明

图1是本发明的工艺原则流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1污泥样品取自湖南湘潭市某污水处理厂，样品为脱水后的剩余污泥，含水率为80.5％，固含量为19.5％。分析用样品在105℃下干燥至恒重后的成分分析如表1。

表1污泥样品(干基)的成分分析(mg/Kg)

取湿污泥10Kg，加水10L，加入质量浓度98％的工业级硫酸0.1L，加入质量浓度30％的工业级双氧水0.3L，将污泥浆加热至75℃，搅拌60min，过滤并用20L水洗涤，得泥饼和滤液，泥饼质量3.53K g，滤液体积36.5L；泥饼用石灰粉调节pH值至7.0，然后将泥饼装入用1mm厚的铝板制成的干馏罐中，用直径为200mm的凸透镜聚焦太阳光，将聚焦太阳光直接辐射在干馏罐上对泥饼进行干馏，干馏完成后，取出干馏产品，干馏产品质量为1.24Kg，其中水分含量0.5％，热值21500KJ/Kg，重金属检测结果如表2；滤液用石灰调节pH值至7.0，加入5g工业级CaS，过滤，得废渣和清液，清液返回污水处理厂，废渣中含有重金属，交给有资质的专业公司处理。清液中的重金属检测结果如表3。

表2干馏产品的重金属成分分析(mg/Kg)