專利名稱：污泥衍生清潔燃料的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及污泥的處理方法，特別涉及一種污泥衍生清潔燃料的制造方法。
背景技術：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)的集約化程度越來越高，產(chǎn)生的有機廢棄物種類多、數(shù) 量大，是生態(tài)環(huán)境的主要污染源，"垃圾包圍城鎮(zhèn)"的局面日益嚴峻。其中城市生活污水 處理廠污泥占相當份額，其處理已經(jīng)成為急待解決的重大環(huán)境問題。
城市污泥是城市污水處理廠在水處理過程中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)，既含有大量微生物、有 機質(zhì)及豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，易腐敗發(fā)臭，但同時污泥也有高達3000 3500大卡的熱值，另 外污泥中亦有超標重金屬、病原微生物等，處理不善將會造成嚴重的二次污染，如何安全 利用污泥成為世界各國關注的重點課題之一。
目前，世界各國污泥處理方法，主要是填埋、土地農(nóng)用、焚燒、干化處理等方法，歐 美多數(shù)先進國家均采用焚燒及干化方法處理，我國目前主要采用填埋和堆肥階段。
1、 填埋處理方法
由于填埋處理方法存在占用土地量大、并且會造成填埋地附近水域和地下水污染的弊 端，目前世界發(fā)達國家已很少采用。故填埋處理污泥的方法趨于淘汰。
2、 污泥農(nóng)用方法
污泥農(nóng)用投資少，運行費用低，但存在重金屬污染和寄生蟲卵、病原菌、病毒深層次 隱憂。在歐美等國， 一方面鼓勵循環(huán)利用；另一方面，對食品安全的關注則限制污泥農(nóng)用。 我國污泥農(nóng)用也在許多地方進行過實驗，但到目前還沒有一家能夠實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化運營。因此 就世界范圍看，污泥農(nóng)用面臨日趨嚴格的限制。
3、 焚燒處理方法
焚燒是最徹底的污泥處理方法，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，最大比例減量。 但專門的污泥焚燒裝置設備投資大，運營費用高，有二惡英排放等問題，高額費用發(fā)展中 國家難以承受。但隨著尾氣處理技術的進步，在歐洲和日本污泥焚燒處理的量大幅度增加。
4、 新興的污泥干化處理方法
污泥干化處理是新興的污泥處理技術，將收集到的污泥直接置入干燥設備進行干化處 理，使污泥體積減少為原來的15% 20%，產(chǎn)出物性狀穩(wěn)定，無病原體。干化后的污泥可以 用作肥料，還可經(jīng)過二次處理制作成符合要求的替代能源。針對目前污泥處理現(xiàn)狀，需要研制出一種污泥無害化、能源化、規(guī)?；C合利用方法, 不但能夠解決嚴重的污染問題，同時還能夠獲得了可直接利用的、符合燃排標準的大量優(yōu) 質(zhì)燃料，這也是本發(fā)明的宗旨所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供了一種污泥衍生清潔燃料的制造方 法，它是一種污泥無害化、能源化、規(guī)?；C合利用方法，不但能夠解決嚴重的污染問題， 同時還能夠獲得了可直接利用、并符合燃排標準的大量優(yōu)質(zhì)燃料。
為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采取的技術方案是 一種污泥衍生清潔燃料的制造方法，是 在污泥干化處理過程中增加了污泥好氧發(fā)酵及污泥調(diào)理、成品成型步驟，使經(jīng)干燥系統(tǒng) 出來后直接成為符合燃排標準的潔凈燃料，具體按照下述步驟操作，
步驟l)污泥預處理，將收集到的污泥放置到密封的污泥預儲罐內(nèi)進行攪拌；
步驟2)污泥好氧發(fā)酵，將步驟1)中攪拌好的污泥密封輸送到密封的發(fā)酵罐內(nèi)，同 時添加除臭菌種和脫氮菌種，加氧攪拌6-8小時、同時控制溫度在10-60。C進行好氧發(fā)酵；
步驟3)污泥調(diào)理，將步驟2)得到的發(fā)酵污泥密封輸送到密封的調(diào)理罐內(nèi)，同時添 加固硫劑及穩(wěn)定劑，通過攪拌混合；
步驟4)污泥脫水，經(jīng)步驟3)調(diào)理后的污泥，進行脫水處理，分離出固相物與水相 物，水相物通過水處理系統(tǒng)達標后排放、固相物破碎待用；
步驟5)產(chǎn)品成型，將步驟4)得到的固相物進行產(chǎn)品成型；
步驟6)產(chǎn)品干燥，將步驟5)得到的成型產(chǎn)品進行干燥處理，得到污泥衍生潔凈燃 料成品，產(chǎn)生的泥粉回流到步驟5)繼續(xù)進行產(chǎn)品成型。
為了使本發(fā)明更具環(huán)保性，所述步驟1)、 5)及6)過程中添加生物除臭設備進行除 臭處理。
為了使步驟2)中的菌種得到最快的生長速度，所述步驟2)中的控制溫度最佳為26-320C。
為了對進入密封的污泥預儲罐的污泥臭氣進行封閉、并且稀釋污泥，實施所述步驟l) 之前，先在污泥預儲罐內(nèi)注入占污泥重量50%的水。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明污泥衍生清潔燃料的制造方法，具有無害化和減量化最 徹底的優(yōu)點，不但解決了污泥嚴重的問題、并且做到了處理過程的無害化，同時還獲得了 大量的符合燃排標準的清潔燃料，通過能源化利用轉化為相應的市場價值，從而作為彌補 污泥的處理成本，降低污泥處理的總體成本。


圖l是本發(fā)明的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。 如圖1所示的一種污泥衍生清潔燃料的制造方法， 步驟l)污泥預處理
將城市生活污水處理廠的含水率為80%-85%的污泥收集回來待用，首先在污泥預儲罐 內(nèi)注入占污泥重量50%的水，然后將待用污泥統(tǒng)一卸載于密封的污泥預儲罐內(nèi)，通過攪拌 系統(tǒng)進行10分鐘的攪拌。加水攪拌的益處在于 一方面，利用水對污泥的臭氣進行封閉， 阻止臭氣的擴散；另一方面，對污泥進行稀釋，有利于管道的密封輸送。
在自卸車卸載污泥的工作環(huán)境中，增加生物除臭設備，對外泄的臭氣進行分解，防止 二次污染的產(chǎn)生。
步驟2)污泥好氧發(fā)酵
將上述步驟1)中攪拌好的污泥立即密封輸送到密封的發(fā)酵罐內(nèi)，并且在污泥到達發(fā) 酵罐的同時、按發(fā)酵污泥重量的0.1%比例添加除臭菌種和脫氮菌種復合菌群，然后啟動供 氧系統(tǒng)全程供氧及進行攪拌，加氧攪拌7小時(發(fā)酵時間)。為保證菌種能正常發(fā)揮作用， 溶氧量至少達2毫克/升，發(fā)酵的控制溫為3(TC，因為溫度高于6CTC會導致細菌死亡，低 于l(TC細菌生長速度減慢或停止，但不會死亡。在26'C-32'C時菌種生長速度最快，故所 述控制溫度最佳為26-32°C。所述添加的復合菌群使用美國B10-FORM L. L. C.生產(chǎn)的BZT、 0BT "菌+酶"微生物制劑產(chǎn)品，產(chǎn)品成份為芽孢桿菌、酵母菌屬、微球菌屬、酶、營養(yǎng) 劑等。
所以通過本步驟經(jīng)過預處理的污泥，通過密封的傳輸設備，送達密封的污泥發(fā)酵罐， 由于封閉式發(fā)酵的環(huán)境可以控制、臭氣不外溢、不孳生蚊蠅，同時發(fā)酵過程不受天氣影響， 加上通風供氧及攪拌系統(tǒng)的作用，確保物料通氣充分，實現(xiàn)好氧發(fā)酵。好氧發(fā)酵對污泥中 的有機質(zhì)(包括含氮的有機質(zhì))進行分解為二氧化碳、水和少量的氨，因此臭味很小，從 而達到對污泥進行除臭、脫氮的目的，為避免長時間發(fā)酵對污泥熱值的損耗，因此采用6-8 小時的短時間發(fā)酵；通過添加的復合菌群的生物化學作用進一步對污泥脫臭、脫氮；供氧 系統(tǒng)在發(fā)酵過程為污泥提供氧氣，使發(fā)酵過程成為好氧發(fā)酵(厭氧發(fā)酵會引發(fā)惡臭)；攪 拌系統(tǒng)使污泥能與氧氣充分接觸，避免產(chǎn)生局部的厭氧發(fā)酵。
好氧發(fā)酵本身已是一個脫臭、脫氮的過程，同時加入除臭及脫氮菌種，加強對污泥的
5脫臭、脫氮處理，使得產(chǎn)品燃燒達標排放。 步驟3)污泥調(diào)理
將步驟2)得到的發(fā)酵污泥密封輸送到密封的調(diào)理罐內(nèi)，同時添加固硫劑及穩(wěn)定劑， 通過攪拌10分鐘混合，使其添加物與污泥充分混合。所述固硫劑主要成份為生石灰，是 按污泥重量的5%比例加入。所述穩(wěn)定劑主要由防腐劑、活性碳、煤粉及秸桿磨研粉組成的， 是按污泥重量的15%比例加入。
所以通過本步驟添加主要成分為生石灰的固硫劑，使其與污泥發(fā)生化學反應，從而達 到固硫的目的，為產(chǎn)品的合格燃排做好準備；同時還可加大污泥固相物的顆粒，便于機械 脫水的順利進行。添加的穩(wěn)定劑，其防腐劑的作用在于穩(wěn)定污泥的性狀，防止污泥繼續(xù)發(fā) 酵，保存污泥的熱值；活性碳及煤粉的作用是吸附污泥中的臭氣，起到除臭作用的同時又 可補充污泥在好氧發(fā)酵過程中損失的部分熱值；秸桿磨研粉的作用在于增加污泥的纖維 素，從而降低污泥的保水性，為下一步驟脫水的順利實施提供條件，同時亦可提高產(chǎn)品的 熱值。攪拌系統(tǒng)目的在于使污泥能與添加物充分混合。所以通過發(fā)酵的污泥，進入調(diào)理階 段，加入固硫劑與穩(wěn)定劑，通過攪拌使其充分混合，從而進一步提高污泥的熱值，提高污 泥能源化利用的相市價值。添加的調(diào)理劑，還能有效脫除產(chǎn)品排放煙氣中的二氧化硫。
步驟4)污泥脫水
將步驟3)調(diào)理后經(jīng)改性、脫臭、脫氮的污泥，由污泥輸送泵送入、蝸螺離心機，進 行壓濾脫水處理，在加壓至16Mpa-18Mpa的狀態(tài)下進行30-45分鐘的機械脫水過程，本步 驟選擇加壓最佳至16Mpa的狀態(tài)下進行45分鐘的機械脫水，產(chǎn)生的液相廢水及含水率在 40%的固相物，液相廢水經(jīng)水處理系統(tǒng)達標排放，產(chǎn)生的固相物待用。壓濾要求的室內(nèi)溫 度不得低于5'C，否則會影響產(chǎn)品的脫水。
步驟5)產(chǎn)品成型
將步驟4)脫水得到減量后的固相物破碎后輸送至產(chǎn)品成型設備進行產(chǎn)品成型，通過 擠壓成型設備，配以不同尺寸規(guī)格的模具，進行產(chǎn)品成型。雖然提供成型的污泥已進行脫 臭、脫氮，為防止臭氣的產(chǎn)生，針對性地設置相應的生物除臭設備，對成型過程中產(chǎn)生的 臭氣進行收集處理，微生物利用廢氣中的污染物作為能源，維持生命活動，并將其分解為 C02、 H20和其他無機鹽類，從而使廢氣得以凈化，經(jīng)處理后的廢氣符合GB 14554-93《惡 臭污染物排放標準》。步驟6)產(chǎn)品干燥
將步驟5)得到的成型產(chǎn)品輸送至低溫干燥系統(tǒng)。將成型產(chǎn)品在托盆中均勻堆放至 250mm厚，置于配置了溫度調(diào)節(jié)裝置的熱風爐上方，熱風爐四周和底部均密閉，從而迫使 產(chǎn)生的熱風只能穿過成型產(chǎn)品料層，從而產(chǎn)生烘干的效果，帶走成型產(chǎn)品中的水分。此種 穿流式的烘干，可充分帶走物料內(nèi)部的水份，防止物料產(chǎn)生"夾心"的現(xiàn)象，同時烘干效 率高，防止熱值的流失，高溫烘干會帶走污泥中的揮發(fā)分(Vad)，而揮發(fā)分及固定碳含量 (Fcad)為污泥的主要熱值來源。低溫烘干可以降低烘干的成本，同襯干燥的污泥本身已 是易燃物料，低溫的操作更符合安全生產(chǎn)的原則。烘干的溫度保持在80-85'C之間，烘干 時間為3-4小時，本步驟選擇最佳溫度80°C，烘干時間4小時，最終得到成品含水率在 15%左右的污泥衍生潔凈燃料。
本步驟利用穿流式烘干技術，使污泥充分吸收熱源的熱量，在保留熱值的同時將水分 蒸發(fā)掉，最后烘干成含水率在15%-20%之間的污泥衍生潔凈燃料產(chǎn)品。為預防干燥過程中 臭氣的產(chǎn)生，配置生物除臭器，使熱風爐產(chǎn)生的熱風，經(jīng)穿流式烘干機烘干機后進入生物 除臭器凈化排放，達到污染物綜合排放標準的標準執(zhí)行。
利用本發(fā)明一種污泥衍生清潔燃料的制造方法，最終得到的清潔燃料產(chǎn)品指標為的熱 值〉3000大卡；水分15% 20%;落下強度78%;抗壓強度400N/個；熱穩(wěn)定性TS+3〉60免， TS+6〉40%。經(jīng)過大量試驗證實，利用本發(fā)明制造的清潔燃料的燃燒排放標準，1) 二惡英 的排放，由于產(chǎn)生的清潔燃料本身已不含氯的成分，因此使用過程中，二惡英的排放已不 存在問題；2) 二氧化硫和二氧化碳的排放，由于清潔燃料為低碳產(chǎn)品，因此其二氧化硫 和二氧化碳的排放均比燃煤產(chǎn)品的排放要低；3)氮化物的排放，本發(fā)明通過對污泥進行 好氧發(fā)酵，同時添加脫氮菌種，使污泥脫氮，使其排放與煤相仿。
本發(fā)明污泥衍生清潔燃料的制造方法，具有無害化和減量化最徹底的優(yōu)點，不但解決 了污泥嚴重的問題、并且做到了處理過程的無害化，同時還獲得了大量的符合燃排標準的 清潔燃料，通過能源化利用轉化為相應的市場價值，從而作為彌補污泥的處理成本，降低 污泥處理的總體成本。
以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式
的一種，本領域的技術人員在 本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換都應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種污泥衍生清潔燃料的制造方法，其特征在于按照下述步驟進行，步驟1)污泥預處理，將收集到的污泥放置到密封的污泥預儲罐內(nèi)進行攪拌；步驟2)污泥好氧發(fā)酵，將步驟1)中攪拌好的污泥密封輸送到密封的發(fā)酵罐內(nèi)，同時添加除臭菌種和脫氮菌種，加氧攪拌6-8小時、控制溫度在10-60℃進行好氧發(fā)酵；步驟3)污泥調(diào)理，將步驟2)得到的發(fā)酵污泥密封輸送到密封的調(diào)理罐內(nèi)，同時添加固硫劑及穩(wěn)定劑，通過攪拌混合；步驟4)污泥脫水，經(jīng)步驟3)調(diào)理后的污泥，進行脫水處理，分離出固相物與液相物，液相物通過水處理系統(tǒng)達標后排放、固相物破碎待用；步驟5)產(chǎn)品成型，將步驟4)得到的固相物進行產(chǎn)品成型；步驟6)產(chǎn)品干燥，將步驟5)得到的成型產(chǎn)品進行干燥處理，得到污泥衍生潔凈燃料成品，產(chǎn)生的泥粉回流到步驟5)繼續(xù)進行產(chǎn)品成型。
2. 按權利要求1所述的污泥衍生清潔燃料的制造方法，其特征在于所述步驟1)、 5) 及6)過程中添加生物除臭設備進行除臭處理。
3. 按權利要求1所述的污泥衍生清潔燃料的制造方法，其特征在于，所述步驟2)中 的控制溫度為26-32° C。
4. 按權利要求1-3任一所述的污泥衍生清潔燃料的制造方法，其特征在于，實施所述 .步驟l)之前，先在污泥預儲罐內(nèi)注入占污泥重量50%的水。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種污泥衍生清潔燃料的制造方法，按照污泥預處理步驟、污泥好氧發(fā)酵步驟、污泥調(diào)理步驟、污泥脫水步驟、產(chǎn)品成型步驟及產(chǎn)品干燥步驟進行操作。本發(fā)明污泥衍生清潔燃料的制造方法，具有無害化和減量化最徹底的優(yōu)點，不但解決了污泥嚴重的問題、并且做到了處理過程的無害化，同時還獲得了大量的符合燃排標準的清潔燃料，通過能源化利用轉化為相應的市場價值，從而作為彌補污泥的處理成本，降低污泥處理的總體成本。
文檔編號C10L5/46GK101289637SQ200710119840
公開日2008年10月22日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權日2007年8月1日
發(fā)明者吳智紅, 容文鈺 申請人:容文鈺