一种基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法技术

技术编号:15055600 阅读:143 留言:0更新日期:2017-04-06 01:32
一种基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法,其特征在于:在离心脱水后的污泥中投入膨化调理剂混合均匀后进行布料,进入太阳能夹层干化系统,利用所述膨化调理剂的调理作用,结合太阳能夹层干化过程,完成骨架构建、植入膨化调理剂和光催化反应,从而在强化污泥干化速率基础上实现所述污泥的低收缩干化;所述的膨化调理剂是由碳酸铵/碳酸氢铵、氧化镁/氯化镁/氧化钙、海带粉/海藻粉/蓝藻粉和UEA硫铝酸钙膨胀剂充分搅拌均匀而成,其组分质量比例为40-60%:10-20%:10-30%:5-10%,该膨化调理剂的投加量为污泥干基的5-20%。本发明专利技术利用了太阳能制热干燥效果和膨化调理剂调理污泥的联合作用,既构建了污泥干化的基本结构,又有利于后续污泥热处理时的造孔和抗收缩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固体废物处理方法,具体涉及一种在太阳能辅助下用于污泥低收缩的干化脱水方法,属于环保

技术介绍
一般污水厂二沉池污泥的含水率为97%~99%,其中间隙水约占70%,毛细水占20%左右,吸附水约为7%,胞内水约为3%。剩余污泥处理处置前,需将污泥中的高含水进行有效去除,而通过一般的脱水处理,如离心脱水、板框压滤等,其最终含水率仍在75-85%之间,此时污泥中水分形态主要为吸附水和胞内水。因此普通压滤机和离心脱水机无法对污泥进行深度脱水。无法满足后续处理的要求,例如填埋处理需要含水率在60%以下,又如焚烧等,则污泥的含水率需要在<30%,甚至到20%以下,才能满足后续污泥焚烧、热解制碳等热处理需求。为了后续的资源化途径,污泥类生物质类物质在干化过程中将会发生明显收缩,一般污泥从机械脱水后的含水率80%通过热干化到20%以下,体积大幅度缩小(大概为原始体积的9%左右,密度也从开始的1.04增加到1.07g/cm3),这主要是因为随着水分降低,污泥弹性模量变小,污泥表面水分的蒸发所引起的收缩及它内部的约束,造成最终干化块具有非常结实的结构,类似于石头。该类剩余有机质形成的致密物质,不利于后续热解制成高品位碳,也严重影响焚烧过程中与空气充分混合,不利于其完全燃烧。因此,如何在污泥干化过程中减少其体积的大幅度收缩,减少污泥等泥质生物质垃圾干化过程的收缩导致缺乏相应的气体输送孔道,成为污泥干化过程需要解决的问题,也有利于后续污泥的最终处理处置。如果通过在干化收缩过程中植入部分物质构建骨架,再辅以添加部分膨胀剂,在后续热处理中(如热解和焚烧),遇到高温再得到有效释放,使得泥质垃圾建立起一定的骨架,并在一定高温条件下得到有效膨胀和扩充,则会有利于后续热处理的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,解决现有污泥干化方法中,由于水分逸散形成的致密干化污泥,不利于后续热处理的问题,采用膨化剂、骨料等外加膨化调理造孔药剂的方法,结合太阳能夹层干化,达到有利于改善污泥干化后的性质,并利于后续资源化利用的效果,从而极大地提高社会效益和经济效益。本专利技术的原理是,污泥中含有大量的有机质,有机质中含有淀粉、类脂物、蛋白质、腐殖质、纤维素和大量的微生物及微生物残体等;这些有机质是亲水性物质,具有积蓄和吸附水的能力,但污泥类物质缺乏骨架,而在干化过程,由于水分溢出使得整个体系坍塌,形成致密的石块结构。本专利技术通过外加少量的膨化调理剂,一方面为污泥颗粒提供支架,同时添加的物料在太阳光作用下发生光催化作用,对污泥本身的物质产生一定的改性作用,另一方面植入的膨化调理剂在热处理过程中容易分解,有利于污泥的造孔作用,为后续的污泥资源化过程奠定基础。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法,其特征在于:在离心脱水后的污泥中投入膨化调理剂混合均匀后进行布料,进入太阳能夹层干化系统,利用所述膨化调理剂的调理作用,结合太阳能夹层干化过程,完成骨架构建、膨化调理和光催化反应,从而实现所述污泥的节能低收缩干化。作为进一步改进,所述的膨化调理剂是由碳酸铵/碳酸氢铵、氧化镁/氯化镁/氧化钙、海带粉/海藻粉/蓝藻粉和UEA硫铝酸钙膨胀剂充分搅拌均匀而成,其组分质量比例为40-60%:10-20%:10-30%:5-10%,该膨化调理剂的投加量为污泥干基的5-20%。作为进一步改进,所述的污泥是市政污水厂的剩余污泥,或者是湖泊、河道、排水管道或泵站中的清淤淤泥,或者是湖泊中富营养化产生的包括蓝藻在内的含水率较高的生物质,该污泥进入干化系统的含水率在80-95%之间。作为进一步改进,所述的污泥干化到含水率<20%。作为进一步改进,所述的太阳能夹层干化系统包括从上到下依次排列的透光层、柔性输送带、刚性输送带、中水源热泵加热系统和保温层,四周侧面围置有保温材料以减少热量逸散,该保温材料与最顶层的透光层和最底层的保温层形成一保温的夹层空间;脱水后的污泥首先在所述柔性输送带上,受透过所述透光层的太阳光的照射,通过太阳能直接加热预干化成型、脱臭、杀菌和光催化变性作用,然后通过重力自动从所述柔性输送带脱落到刚性输送带上,单独利用所述夹层空间内的空气源或者共同利用该空气源及其下方的所述中水源热泵加热系统进行再次加热,进一步实现干化。作为进一步改进,所述的干化方法包括下列步骤:步骤一,将制备好的膨化调理剂与脱水后的污泥进行混合,该膨化调理剂的投加量为脱水后的污泥干基的5-20%,搅拌均匀;步骤二,将步骤一获得的污泥用布料器或者高压泵直接输送到柔性输送带,进入太阳能夹层干化系统,泥层厚度保持在1-10cm之间,污泥随柔性输送带间歇性向前移动并进行干化,到达柔性输送带的尽头后,辅助以机械刮板,使污泥自动脱落到下层的刚性输送带上进一步干化,直至污泥含水率<20%;步骤三,步骤二过程中产生的水蒸气在透光层的冷凝作用下化为冷凝水,通过自流或者冷凝水去除装置收集后进入太阳能夹层干化系统,降低冷凝水对太阳光的屏蔽效应;步骤四,利用刮泥板将步骤二获得的污泥送入自动收料系统进行打包,然后外运,或就地进行焚烧和热解。与现有技术相比,本专利技术充分利用了太阳能制热干燥效果和污泥膨胀剂调理污泥中的联合作用,通过膨化调理剂的调理,既可以利用骨料构建污泥干化的基本结构,又可以植入部分气化组分,有利于后续污泥热处理时的造孔和抗收缩,然后借助于太阳能夹层干化系统,将其晾晒,达到干化目的,从而有利于污泥类物质在后续制碳或者制作RDF等热处理特点。本专利技术的优点主要体现在以下几个方面:1)充分利用了太阳能作用,将污泥等均匀晾铺在太阳能夹层干化系统的夹层区间,既实现了太阳能的直接利用,又同时利用夹层微小空间对其有效保温,可大幅度提高干化速率。2)充分利用了膨胀剂对污泥的调理作用,既可以加速污泥的干化脱水,也通过植入可生成气氛和骨料等组分,使得干化后污泥形成特定的结构,达到利于后续热处理的效果。该太阳能污泥干化系统首先通过添加污泥膨胀剂,将其与污泥混合反应,同时部分膨胀剂的加入有利于加速太阳能干化速效率,因此本专利技术既可以通过太阳能直接加热干化,又可以起到杀菌、造粒等功能,同时解决了污泥干化、光催化变性、杀菌和存储需要,实现污泥减量,为资源化过程做准备,达到了环境、社会和经济效益的有效统一。附图说明图1本专利技术的干化工艺示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法,在离心脱本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法,其特征在于:在离心脱水后的污泥中投入膨化调理剂混合均匀后进行布料,进入太阳能夹层干化系统,利用所述膨化调理剂的调理作用,结合太阳能夹层干化过程,完成骨架构建、膨化调理和光催化反应,从而实现所述污泥的节能低收缩干化。

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法,其特征在于:在离心脱水后的污泥中
投入膨化调理剂混合均匀后进行布料,进入太阳能夹层干化系统,利用所述膨化调理剂的调
理作用,结合太阳能夹层干化过程,完成骨架构建、膨化调理和光催化反应,从而实现所述
污泥的节能低收缩干化。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法,其特征在于:所述
的膨化调理剂是由碳酸铵/碳酸氢铵、氧化镁/氯化镁/氧化钙、海带粉/海藻粉/蓝藻粉和UEA
硫铝酸钙膨胀剂充分搅拌均匀而成,其组分质量比例为40-60%:10-20%:10-30%:5-10%,
该膨化调理剂的投加量为污泥干基的5-20%。
3.根据权利要求1所述的基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法,其特征在于:所述
的污泥是市政污水厂的剩余污泥,或者是湖泊、河道、排水管道或泵站中的清淤淤泥,或者
是湖泊中富营养化产生的包括蓝藻在内的含水率较高的生物质,该污泥进入干化系统的含水
率在80-95%之间。
4.根据权利要求1所述的基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法,其特征在于,所述
的污泥干化到含水率<20%。
5.根据权利要求1所述的基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法,其特征在于:所述
的太阳能夹层干化系统包括从上到下依次排列的透光层、柔性输送带、刚性输送带、中水源
热泵加热系统和保温层,四周侧...

【专利技术属性】
技术研发人员:楼紫阳朱南文周品尹常凯胡静王辉袁海平
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:上海;31

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