[发明专利]一种制造复合固态废弃物衍生燃料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种衍生燃料的制造方法，特别涉及一种制造复合固态废弃物衍生燃料的方法。

背景技术

我国是人口众多，正处于工业高速发展阶段，而且又是农业大国，因此，城乡生活垃圾产量大，工农林业废弃物也相当多，目前，全国城市生活垃圾年产量已超过1亿吨，全国工业固体垃圾年产量也超过7亿吨，而废弃生物质中仅农作物秸秆年产量约为5～6亿吨，如果不对其处理，则垃圾与废弃物的污染将对人类环境造成极大危害，并将严重制约着社会经济的发展和人民生存与生活质量的提高，此外也是资源与能源的巨大浪费。虽然在野地烧荒变肥是一种利用，但严重污染环境。乡村生活垃圾与废弃的生物质复合压制成型块燃料，既使生物质再生能源得到充分利用，同时又可解决乡村垃圾污染问题，改善乡村生活质量。目前，我国二氧化碳的排放总量已超出美国居世界第一位，二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的66.7%均来自燃煤。生物质能源来自绿色植物，在进行光合作用时消耗的二氧化碳与它燃烧时的排放量相当，所以被称为零排放能源。以生物质燃料替代煤炭，可减少二氧化碳排放，减少碳氢化物、氮氧化物等对大气的污染，减少酸雨现象的发生。将为改善能源结构、提高能源利用效率、减轻环境压力作出巨大的贡献。

城市污水处理厂是城市的重要基础设施，也是目前国内外用以“防治污染，保护环境”的重要措施之一。据初步统计，到2008年，我国城镇污水处理率大约为30%，日处理量约5000万吨，年产生污泥大约900万吨，预计未来5年内，污泥产量将达到2700万吨/年。如何处理污水处理厂的污泥，成了影响城市污水处理的重要因素。城市污水处理过程中剩余污泥的主要成分是水份（含水率约70％～85％），以及其他微生物及其残渣（以有机物为主，约60％～70％）。 污泥成分与污水水质及处理工艺有关，生活污水污泥含有氮、磷等营养物质和有机质，使其具备了制造肥料和作为燃料的基本条件。城市混合污水（含生活污水和工业废水）污泥一般也含有重金属离子或有毒有害化学物质，如可吸附性有机卤素（AOX）、阴离子合成洗涤剂（LAS）、多环芳烃（PAH）、多氯联苯（PCB）等。目前，提高城市污水处理率已成为各地共识，然而污水处理残留的高浓度污染物遗留在污泥中,被随意抛弃、填埋,造成严重的二次污染。这是中国水务系统长期存在的“重水轻泥”问题。中国的污泥无害化处理率非常低，污水处理厂中有污泥无害化处置设施的还不到1/4,即使在北京和上海,污泥处理率也仅为20%至25%。随着城市污水处理率不断提高,污泥的污染隐患日益凸显。国内对污水处理厂污泥大多采取抛弃、填埋等简单处理方式。这种不规范的处置方式不仅占用宝贵的土地资源,还会产生二次污染,影响周围环境、河道和地下水源。国内某污水处理厂,每天产生污泥1500吨左右,每年堆放占地250亩，年处理费用高达1亿元。目前世界上有卫生填埋、生物堆肥、再发酵沼气发电、干化焚烧等多种污泥处置方式。为了避免污泥中含有的重金属等污染成分通过肥料-瓜果蔬菜-食品的途径进入人体，日本、欧洲等地一般都采用高温焚烧方式。传统的脱水污泥填埋、堆肥、弃置等方法处理污泥会带来如下问题：（1）污泥含水率高会带来运输费用高，大量占用填埋空间，影响垃圾压实操作等系列问题；（2）简易填埋、堆肥，易使污泥受雨水冲刷，漫流到地表水体或渗入地下引起污染；（3）露天堆放的污泥易产生恶臭、滋生蚊蝇，严重影响周边环境卫生。随着规划中污水处理厂的陆续建成，污泥量将越来越多，污泥的处理处置将成为污水处理行业健康发展的瓶颈问题。污水厂污水处理，污泥处理和污泥处置是三个独立又相互紧密联系的组成部分，是一个完整的体系。实现污泥“减量化”、“无害化”、“资源化”处理，才能保证污水治理系统工程真正达到保护环境，造福人类的目的。目前国内污泥处理技术一般可以划分为两大类：一是抛弃型技术，采用填埋等方法处理，把污泥作为废物不再利用；二是资源化技术，充分利用污泥中的有益成分，实现变废为宝。后者符合可持续发展的战略方针，近年来得到广泛关注。（1）污泥堆肥，堆肥化是利用微生物的作用，将不稳定的有机质降解和转化成稳定的有机质，并使挥发性有机质含量降低，减少臭气；物理性状明显改善，便于贮存、运输和使用；高温堆肥还可以杀灭堆料中的病原菌、虫卵和草籽，使堆肥产品更适合作为土壤改良剂和植物营养源。自然堆肥过程主要靠自然通风或表面扩散向堆料供氧，由于供氧不充分，不能作为大规模处理、生产高质量堆肥产品的手段。污泥堆肥过程的主要技术措施比较复杂，主要包括：调整堆料的含水率和适当的C/N比；选择填充料改变污泥的物理性状；建立合适的通风系统；控制适宜的温度和pH值等。（2）污泥制沼气，污泥厌氧消化是污泥稳定化工艺。厌氧消化较其他稳定化工艺获得广泛应用的原因是它具有如下优点：可以产生能量、减小污泥体积、可以消除部分恶臭、杀死部分病源微生物。但当处理厂规模较小，污泥数量少，综合利用价值不大时，虽然可采用污泥好氧消化，但运行费用大、能耗多。（3）污泥燃烧化技术，随着污泥量的不断增加及污泥成分的变化，现有的污泥处理技术逐渐不能满足要求，例如燃烧含水率80%的污泥，每吨污泥的辅助燃料需消耗304～565L重油，能耗大；污泥填埋必须预先脱水到含水率至少小于70%，而达到这样的含水率目前的污泥脱水技术需要消耗大量的药剂，既增加了成本，也增加了污泥量；土地还原是目前污泥消纳量最大的处理方法，但很多工业废水中含有重金属和有毒有害的有机物，不能作肥料或土壤改良剂。因此寻找一种适合处理所有污泥，又能利用污泥中有效成分，实现减量化、无害化、稳定化和资源化的污泥处理技术，是当前污泥处理技术研究开发的方向。污泥燃料化被认为是有望取代现有的污泥处理技术最有前途的方法。