一种用于制园林花卉基质的市政污泥碳化工艺制造技术

本发明专利技术属于污泥处理技术领域，具体涉及一种用于制园林花卉基质的市政污泥碳化工艺。本发明专利技术通过将市政干化污泥经粉碎、干燥除水、预加热、转窑连续碳化炉碳化和碳化污泥冷却炉冷却至室温后制成炭化污泥，用于制备园林花卉基质。炭化充分和完全的污泥可直接进行适合于园林花卉的种子育苗；而碳化不完全、不充分的污泥需要后续在土壤中进行进一步的熟化分解，可适用于种植已有一定长势和株高的园林花卉。本发明专利技术通过碳化工艺参数的有效调控，既可生产有针对性需求的污泥园林花卉基质产品，又可降低碳化电耗成本，并实现污泥制园林花卉基质产品的分层分级，最终形成多元化的污泥园林花卉基质产品。质产品。质产品。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制园林花卉基质的市政污泥碳化工艺


[0001]本专利技术属于污泥处理
，具体涉及一种用于制园林花卉基质的市政污泥碳化工艺。

技术介绍

[0002]随着城镇化进程的推进，城镇污水处理量逐年递增。污泥是污水处理的直接产物，是集聚污水中污染物的转移载体。污泥的产量随着污水处理量也在快速猛增。巨量的污泥，如处置不当，将给环境带来重大污染和灾难。城镇污水处理是保护生态环境的重要举措，也是COD减排的重要途径。然而，大量减排的COD虽然没有直接进入自然水体环境，但却转移至城市污泥，成为污泥的有机质组成部分，而有机物中的含碳量大约在58％左右。由于城镇污水处理厂污泥产量巨大，有必要解决污泥的最终处置化问题。
[0003]在污泥最终处置方面，水泥窑协同处置、建材利用、堆肥土地利用和焚烧灰渣填埋是国内外的技术主流和方向。城镇污水厂市政污泥是污水处理过程中产生的沉淀物质，既含有大量的微生物、有机质及丰富的营养物质，相对于工业污泥而言含重金属少，适合用来制备生物炭。生物炭是指动植物遗体、动物粪便和污泥等，在缺氧条件下，经高温热解后得到的高炭产物。生物炭具有疏松多孔、比表面积大、含氧基团多、阳离子交换量大等优点。其中，市政污泥基生物炭的原料价格低廉且易于收集，同时又能减少污泥污染等问题，实现污泥资源化利用达到以废治废的效果，因而具有更加广阔的应用前景。因此，优化市政污泥炭化工艺，使其既可以满足林业花卉种植对肥料的需求，又可以解决市政生活污泥对环境的污染问题，降低废弃物处理成本，变废为宝。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种用于制园林花卉基质的市政污泥碳化工艺，根据不同碳化参数下碳化污泥的特性差异对产品进行分层分级，使市政污泥在制备园林花卉基质过程中得到针对性利用，降低生产成本，提高其利用价值。
[0005]为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0006]本专利技术提供了一种市政污泥碳化工艺，具体为：将市政污泥经粉碎、干燥除水、预加热、转窑连续碳化炉碳化和碳化污泥冷却炉冷却至室温后制成炭化污泥，碳化的温度为400℃～700℃，时间为0.5
‑
1.5h，所述制得的炭化污泥用于制备园林花卉基质。
[0007]作为本专利技术的一个优选实施方式，所述连续碳化炉碳化的温度为600℃～700℃，时间为1h，所述制得的炭化污泥用于制备适用于园林花卉种子育苗的园林花卉基质。
[0008]作为本专利技术的另一个优选实施方式，所述连续碳化炉碳化的温度为400℃～600℃，时间为1h，所述制得的炭化污泥用于制备适用于种植已有一定长势和株高的园林花卉的园林花卉基质。
[0009]600℃～700℃时碳化1h，可直接进行适合于园林花卉的种子育苗；而400℃～600℃碳化1h，污泥碳化并不完全、不充分，有机物的降解仍然需要后续在土壤中进行进一步的
熟化分解，才能促进植物生长，可适用于种植已有一定长势和株高的园林花卉。
[0010]优选地，所述连续碳化炉碳化的温度为700℃，时间为1h，所述制得的炭化污泥用于制备适用于园林花卉种子育苗的园林花卉基质。结合碳化温度和时间的强弱因素，以种子发芽指数达到70％以上的评价指标，最佳碳化温度和时间分别是700℃和1h。而且此时的电力成本为86.3元/吨，处于可接受的范围。
[0011]优选地，所述连续碳化炉碳化的温度为400℃，时间为1h，所述制得的炭化污泥用于制备适用于种植已有一定长势和株高的园林花卉的园林花卉基质。温度达到400℃以上1h，碳化污泥才完全无臭味，可直接进行适合于园林花卉的种子育苗。而且其电力成本相对最低，为60.5元/吨，是可接受的成本范围。
[0012]优选地，所述预加热为以20℃/min的升温速率升温至400
‑
700℃的碳化温度。
[0013]优选地，在粉碎、干燥除水、预加热、转窑连续碳化炉碳化、碳化污泥冷却炉冷却环节，还配套烟气处理系统，以实现环保生产和达标排放。
[0014]本专利技术根据不同碳化参数下碳化污泥的特性差异对产品进行分层分级，使市政污泥在制备园林花卉基质过程中得到针对性利用，提高其利用价值。同时，综合考虑电力成本以及安全生产等问题，既能做到尽可能实现能量回收再利用，从而降低生产成本，又能实现碳化的分层分级，最终形成多元化的污泥园林基质产品。
[0015]优选地，所述市政污泥为脱水干化污泥，含水率为30
‑
40％，经粉碎后，污泥颗粒粒径小于2mm。
[0016]进一步地，所述脱水干化污泥的重金属含量均低于《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GBT23486
‑
2009)标准限值。
[0017]优选地，所述干燥除水为将市政污泥干燥至含水率低于10％。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术公开了一种市政污泥碳化工艺，通过将市政污泥经粉碎、干燥除水、预加热、转窑连续碳化炉碳化和污泥冷却炉冷却至室温后制成碳化污泥，所述制得的炭化污泥用于制备园林花卉基质，其中炭化完全的污泥可直接进行适合于园林花卉的种子育苗；而污泥碳化不完全、不充分污泥需要后续在土壤中进行进一步的熟化分解，才能促进植物生长，可适用于种植已有一定长势和株高的园林花卉。本专利技术通过碳化工艺参数的有效调控，既可生产有针对性需求的污泥园林花卉基质产品，又可降低碳化电耗成本，并实现产品的分层分级，最终形成多元化的污泥园林基质产品，从而解决市政生活污泥对环境的污染问题，降低废弃物处理成本，变废为宝。
附图说明
[0020]图1为碳固定升温曲线；
[0021]图2为湿污泥碳化质量损失占比；
[0022]图3为脱水污泥和不同参数条件下碳化污泥的热重分析曲线；
[0023]图4为碳化温度和时间对污泥pH的影响；
[0024]图5为碳化温度和时间对污泥电导率的影响；
[0025]图6为碳化温度和时间对污泥有机质的影响；
[0026]图7为水溶性有机质占比随碳化温度和时间的变化情况；
[0027]图8为污泥中水溶性镉与总镉随碳化温度和时间的变化关系；
[0028]图9为污泥中水溶性铜与总铜随碳化温度和时间的变化关系；
[0029]图10为污泥中水溶性锌与总锌随碳化温度和时间的变化关系；
[0030]图11为污泥中水溶性铅与总铅随碳化温度和时间的变化关系；
[0031]图12为污泥中水溶性镍与总镍随碳化温度和时间的变化关系；
[0032]图13为污泥中水溶性铬与总铬随碳化温度和时间的变化关系；
[0033]图14为污泥中水溶性汞与总汞随碳化温度和时间的变化关系；
[0034]图15为污泥中水溶性砷与总砷随碳化温度和时间的变化关系；
[0035]图16为碳化温度和时间对污泥总氮的影响；
[0036]图17为碳化温度和时间对污泥总磷的影响；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种市政污泥碳化工艺，其特征在于，将市政污泥经粉碎、干燥除水、预加热、转窑连续碳化炉碳化和碳化污泥冷却炉冷却至室温后制成炭化污泥，碳化的温度为400
‑
700℃，时间为0.5
‑
1.5h，所述制得的炭化污泥用于制备园林花卉基质。2.根据权利要求1所述的一种市政污泥碳化工艺，其特征在于，所述连续碳化炉碳化的温度为600℃～700℃，时间为1h，所述制得的炭化污泥用于制备适用于园林花卉种子育苗的园林花卉基质。3.根据权利要求2所述的一种市政污泥碳化工艺，其特征在于，所述连续碳化炉碳化的温度为700℃，时间为1h，所述制得的炭化污泥用于制备适用于园林花卉种子育苗的园林花卉基质。4.根据权利要求1所述的一种市政污泥碳化工艺，其特征在于，所述连续碳化炉碳化的温度为400℃～600℃，时间为1h，所述制得的炭化污泥用于制备适用于种植已有一定长势和株高的园林花卉的园林花卉基质。5.根据权利要求4所述的一种市政污泥碳化工艺，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯新，李碧清，孙伟，万俊杰，唐霞，李鹏飞，雷芳，王双，李炜，林学然，冯云凤，马路遥，陈奕帆，林晓旋，黄金花，陈析昊，李素，李茂妮，
申请(专利权)人：广州市净水有限公司，
类型：发明
国别省市：