一种污泥颗粒燃料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种污泥颗粒燃料及其制备方法。污泥颗粒燃料，包括干燥污泥、辅助燃料和改性添加剂，其中干燥污泥的质量百分比为47%~77%，辅助燃料的质量百分比为20%~50%，改性添加剂的质量百分比为3%~5%。辅助燃料包括锯末、木屑或秸秆中的任一种或多种混合物。干燥污泥的含水率小于30%。改性添加剂选用木质素改性添加剂。将脱水污泥干燥获得干燥污泥，辅助燃料破碎到10mm以下，加上配置的改性添加剂混合后压缩成型。本发明专利技术将污泥干燥后与生物质混合制备污泥生物质混合颗粒燃料作为能源使用，既充分利用了污泥的热值，又有效降低污泥处理的成本，是实现污泥无害化、资源化的有效途径。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥颗粒燃料及其制备方法
本专利技术涉及一种污泥颗粒燃料及其制备方法，属于环保领域的固体废弃物处理

技术介绍
城镇污水处理厂产生的污泥含水率高（75%～99%），有机物含量高，易腐烂。污泥中含有具有潜在利用价值的有机质，氮、磷、钾和各种微量元素，寄生虫卵、病原微生物等致病物质，铜、锌、铬等重金属，以及多氯联苯、二噁英等难降解有毒有害物质，如不妥善处理，易造成二次污染。一方面为了达到最大程度减量化和无害化污泥处理处置的目的，另一方面为了利用污泥中的有机质实现资源化，目前对污泥的处理逐渐倾向于1）将污泥稳定化和脱水处理后或污泥堆肥或热干化颗粒进行土地利用；2）通过厌氧消化进行稳定化并获得沼气回收能源；3）利用脱水污泥或焚烧后的灰烬制砖实现工业化再利用；4）焚烧。也有尝试利用脱水污泥制作燃料，如专利文献CN1080481480A公开了一种新能源材料的制备方法，将秸秆、植物废弃物、煤炭、生活垃圾和污泥以及少量氧化剂制作成型燃料，除氧化剂外的其它燃料成分比例接近均分。CN101250457A公开了一种污泥质废弃物颗粒燃料及其制备工艺，燃料包括40~65%的干燥污泥、10~30%的废白土、15~30%的木质碎粒、4~10%的脱硫剂或固硫剂以及5~20%的热值添加剂。污泥为印染废水污泥或造纸厂污泥或金属表面污水污泥。CN102002410A公开了一种复合生物颗粒燃料的制备方法，对含油污泥浓缩、絮凝脱水后与生物质燃料及防腐剂混合成型，含油污泥只占10~30%，生物质燃料占65~88%。CN102786997A公开了一种沼渣、城市污泥和秸秆粉制取固体成型燃料的方法，分别将含水80~82%的沼渣和含水75~80%的脱水污泥与秸秆粉混合成含水率<60%的混合物，然后再分别烘干至含水率20~25%，分别制成颗粒燃料和压块燃料，其实际上是两种成型燃料的制备。CN1045602590B公开了一种生物质成型颗粒燃料的制备方法及系统，用高温蒸汽将生物质和污泥分别干燥，粉碎后再用高温烟气烘干生物质原料，然后再添加污泥添加剂与污泥原料和生物质粉料混合，污泥与生物质的干基质量比为(45~70):(55~30)。这些方法或是基于解决生物质成型燃料存储和强度问题，或是为了处理及合理利用工业废弃物或含油污泥，或是提供城市污水污泥的一种利用途径。大部分混合燃料中污泥的含量低于生物质成分含量或两者相当。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种污泥颗粒燃料及其制备方法。本专利技术通过如下技术方案实现：一种污泥颗粒燃料，所述颗粒燃料包括干燥污泥、辅助燃料和改性添加剂，其中所述干燥污泥的质量百分比为47%~77%，辅助燃料的质量百分比为20%~50%，改性添加剂的质量百分比为3%~5%。上述技术方案中，所述辅助燃料包括锯末、木屑或秸秆中的任一种或多种混合物。上述技术方案中，所述干燥污泥的含水率小于30%。上述技术方案中，所述改性添加剂选用木质素改性添加剂。一种污泥颗粒燃料的制备方法，所述方法包括：污泥干燥：将来自污水处理设施的脱水污泥进行取样分析得到其含水率；根据脱水污泥的含水率进行脱水处理和/或晾晒烘干，使其含水率小于30%，收集作为干燥污泥；辅助燃料预处理：将辅助燃料进行晾晒至其含水率低于15%；将干燥后的辅助燃料采用粉碎机进行粉碎处理，使粉碎后的辅助燃料尺寸小于10mm；改性添加剂的制备：将适量木质素溶于水得到木质素水溶液；在木质素水溶液中，分别加入甲醛和对氨基苯磺酸进行交联和缩聚改性，得到改性添加剂；挤压成型：将干燥污泥、破碎后的辅助燃料及改性添加剂按(47%~77%):(20%~50%):(3%~5%)的比例混合，并充分搅拌成为混合燃料，然后将混合燃料放入压制机中挤压成型，得到污泥颗粒燃料。上述技术方案中，所述改性添加剂制备的原材料组分及其质量份数为：水：40～60份；木质素：5～20份；甲醛：7.5～15份；对氨基苯磺酸：8～25份。上述技术方案中，所述制备改性添加剂的原料组分优选配比为：水:木质素:甲醛:对氨基苯磺酸为4:1:1:1.4。上述技术方案中，所述甲醛浓度为35~42%。上述技术方案中，所述辅助燃料包括锯末、木屑或秸秆中的任一种或多种混合物。本专利技术具有以下优点及有益效果：1）污泥的热值比较低，适当加入生物质可提高其热值；2）通过对木质素进行交联、缩聚等化学改性制备得到改性添加剂产品应用于颗粒燃料的成型制备中，极大地提高产品的成型率和产品强度；3）污泥燃烧能较为彻底地消除污泥的污染，达到最大的减量化，燃烧后的废渣可回归大自然做肥料，也可做环保砖的原料；4）本专利技术制备的颗粒燃料制作简单，拥有良好的推广优势。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。一种污泥颗粒燃料，包括干燥污泥、辅助燃料和改性添加剂，其中干燥污泥的质量百分比为47%~77%，辅助燃料的质量百分比为20%~50%，改性添加剂的质量百分比为3%~5%。辅助燃料包括锯末、木屑或秸秆中的任一种或多种混合物。干燥污泥的含水率小于30%。改性添加剂选用木质素改性添加剂。木质素基本结构单元为苯丙烷，主要有3种单体：愈创木基丙烷、紫丁香基丙烷和对羟基苯丙烷。这些单体之间通过C-O键和C-C键连接在一起，形成具有无规三维网维体型结构的天然酚类非结晶性的复状聚合物。木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、羧基等多种活性基团，因而可发生多种化学反应。污泥干燥：将来自污水处理设施的脱水污泥进行取样分析得到其含水率；根据脱水污泥的含水率计算脱水剂需量，将脱水剂加入到脱水污泥中，混合均匀后进一步脱水处理，使其含水率小于30%；将脱水处理后的污泥，自然晾晒后收集作为干燥污泥；或直接将脱水污泥晾晒烘干处理，使其含水率小于30%，收集作为干燥污泥。辅助燃料预处理：将辅助燃料进行晾晒至其含水率低于15%；将干燥后的辅助燃料采用粉碎机进行粉碎处理，使粉碎后的辅助燃料尺寸小于10mm。改性添加剂的制备：将适量木质素溶于水得到木质素水溶液；在木质素水溶液中，分别加入甲醛和对氨基苯磺酸进行交联和缩聚改性，得到改性添加剂。改性添加剂制备的原材料组分及其质量份数（总和100份）为：水：40～60份；木质素：5～20份；甲醛：7.5～15份；对氨基苯磺酸：8～25份。上述制备改性添加剂的原料组分优选配比为：水:木质素:甲醛:对氨基苯磺酸为4:1:1:1.4。其中甲醛浓度为35~42%，优选37%。挤压成型：将干燥污泥、破碎后的辅助燃料及改性添加剂按(47%~77%):(20%~50%):(3%~5%)的比例混合，并充分搅拌成为混合燃料，然后将混合燃料放入压制机中挤压成型，得到污泥颗粒燃料。以下比较几种不同配比实施例下所得燃料的特性。实施例1本实施例的原料按重量百分比为50%的污泥和50%的辅助燃料。实施例2本实施例的原料按重量百分比为47%的污泥、50%的辅助燃料和3%的改性添加剂。实施例3本实施例的原料按重量百分比为57%的污泥、40%的辅助燃料和3%的改性添加剂。实施例4本实施例的原料按重量百分比为67%的污泥、30%的辅助燃料和3%的改性添加剂。实施例5本实施例的原料按重量百分比为77%的污泥、20%的辅助燃料和3%的改性添加剂。测得各实施例产品的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污泥颗粒燃料，其特征在于，所述颗粒燃料包括干燥污泥、辅助燃料和改性添加剂，其中所述干燥污泥的质量百分比为47%~77%，辅助燃料的质量百分比为20%~50%，改性添加剂的质量百分比为3%~5%。

【技术特征摘要】
1.一种污泥颗粒燃料，其特征在于，所述颗粒燃料包括干燥污泥、辅助燃料和改性添加剂，其中所述干燥污泥的质量百分比为47%~77%，辅助燃料的质量百分比为20%~50%，改性添加剂的质量百分比为3%~5%。2.根据权利要求1所述的一种污泥颗粒燃料，其特征在于，所述辅助燃料包括锯末、木屑或秸秆中的任一种或多种混合物。3.根据权利要求1所述的一种污泥颗粒燃料，其特征在于，所述干燥污泥的含水率小于30%。4.根据权利要求1所述的一种污泥颗粒燃料，其特征在于，所述改性添加剂选用木质素改性添加剂。5.一种污泥颗粒燃料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：污泥干燥：将来自污水处理设施的脱水污泥进行取样分析得到其含水率；根据脱水污泥的含水率进行脱水处理和/或晾晒烘干，使其含水率小于30%，收集作为干燥污泥；辅助燃料预处理：将辅助燃料进行晾晒至其含水率低于15%；将干燥后的辅助燃料采用粉碎机进...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹涛，韩一伟，张星，薛泽宇，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，鼎格环境科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11