本技術公開了一種污泥質廢棄物顆粒燃料,同時還公開了一種污泥質廢棄物顆粒燃料的制備工藝,木屑顆粒機壓制的污泥顆粒燃料如下所示:

進入21世紀,隨著社會經濟的進一步發展,環境的惡化也在日益加劇,所以保護環境是人們高度關注的重大事宜。在這種背景下,推動了各類污水處理廠的崛起,污水處理已在經濟發展中不可缺少,但也產生了其它不樂觀的一面,也就是污水處理的同時產生了大量的污泥,污泥在現在的很長一段時間里,國家還沒有一套規范的處理標準,至目前為止,僅局限于填埋和高溫烘干。高溫烘干由于消耗大量煤炭,處理成本舉高不下,使企業難以接受這種高成本的處理方式,帶來了污泥遍地堆放這一局面。即使是有序填埋也會導致二次污染,浪費大量土地。所以將污染源減量化、資源化、商品化這一產業刻不容緩。發明內容
本發明的目的是克服現有技術中存在的不足,提供一種可以合理利用若干行業產生的廢物、避免造成二次污染、使得污染物減量化、無害化、資源化的污泥質廢棄物顆粒燃料。
本發明的另一目的則是提供一種該污泥質廢棄物顆粒燃料的制備方法。
按照本發明提供的技術方案,所述污泥質廢棄物顆粒燃料,它包括如下重量百分含量的各組分:40~65%的污泥,10~30%的廢白土,15~30%的木質碎粒,4~10%的脫硫劑或者固硫劑,5~20%的熱值添加劑。
所述污泥為印染廢水處理后產生的污泥和/或金屬表面污水處理后產生的污泥和/或造紙廠污水處理后產生的污泥。所述廢白土為產生于油脂廠或者各類石化行業利用白土吸附脫色或過濾后的廢物。所述木質碎粒為產生于木制品加工中產生的木屑、木花或者廢棄木制品的粉碎顆粒。所述脫硫劑或者固硫劑為生石灰與重質碳酸鈣的混合物,該生石灰與重質碳酸鈣的重量配比為1:1。所述熱值添加劑為產生于精甘油提煉工廠的甘油瀝青下腳料與石油焦的混合物。該顆粒燃料中還可含有重量百分比為1~5%的污泥脫水劑。
上述污泥質廢棄物顆粒燃料的制備工藝包含如下步驟:
a、先對潮濕污泥進行取樣計算其含水率;
b、將潮濕污泥與熱值添加劑或者潮濕污泥、熱值添加劑與污泥脫水劑混合后攪拌均勻,得到混合物;
c、將廢白土和木質細粒加入步驟b得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
d、將脫硫劑或者固硫劑加入步驟c得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
e、使步驟d得到的混合物成型,得到具有固定形狀的塊狀物;
f、將步驟e得到的塊狀物加溫烘干,使得塊狀物的含水率控制在5~15%,得到污泥質廢棄物顆粒燃料。
將步驟e制得的塊狀物先在陽光下晾干,然后將晾干的塊狀物進行烘干。
本發明可以合理利用若干行業產生的廢物,避免造成二次污染,使得污染物減量化、無害化、資源化。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例1
a、將印染廢水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為70%;
b、稱取步驟a取樣后的將潮濕的印染廢水處理后產生的污泥133Kg污泥與產生于精甘油提煉工廠的甘油瀝青下腳料5Kg混合后攪拌均勻,得到混合物;
c、將產生于油脂廠或者各類石化行業利用白土吸附脫色或過濾后的廢白土30Kg和木制品加工中產生的木屑15Kg加入步驟b得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
d、將生石灰與重質碳酸鈣的混合物共10Kg加入步驟c得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
e、使步驟d得到的混合物成型,得到具有固定形狀的塊狀物;
f、將步驟e得到的塊狀物加溫烘干,使得塊狀物的含水率控制在5~15%,得到污泥質廢棄物顆粒燃料。
將所得的污泥質廢棄物顆粒燃料進行燃燒,測試其發熱量為3560千卡/Kg。
實施例2
a、將金屬表面污水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為65%;
b、稱取步驟a取樣后的潮濕的金屬表面污水處理后產生的污泥186Kg與產生于精甘油提煉工廠的甘油瀝青下腳料5Kg混合后攪拌均勻,得到混合物;
c、將各類石化行業利用白土吸附脫色或過濾后的廢物10Kg和木制品加工中產生的木花16Kg加入步驟b得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
d、將2Kg生石灰與2Kg重質碳酸鈣的混合物加入步驟c得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
e、使步驟d得到的混合物成型,得到具有固定形狀的塊狀物;
f、將步驟e得到的塊狀物加溫烘干,使得塊狀物的含水率控制在5~15%,得到污泥質廢棄物顆粒燃料。
將所得的污泥質廢棄物顆粒燃料進行燃燒,測試其發熱量為1850千卡/Kg。
實施例3
a、將造紙廠污水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為80%;
b、稱取步驟a取樣后的潮濕的造紙廠污水處理后產生的污泥225K與產生于精甘油提煉工廠的甘油瀝青下腳料20Kg混合后攪拌均勻,得到混合物;
c、將產生于各類石化行業利用白土吸附脫色或過濾后的廢白土lOKg和木制品加工中產生的木屑20Kg加入步驟b得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
d、將3Kg生石灰與2Kg重質碳酸鈣的混合物加入步驟c得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
e、使步驟d得到的混合物成型,得到具有固定形狀的塊狀物;
f、將步驟e得到的塊狀物加溫烘干,使得塊狀物的含水率控制在5~15%,得到污泥質廢棄物顆粒燃料。
將所得的污泥質廢棄物顆粒燃料進行燃燒,測試其發熱量為4530千卡/Kg。
實施例4
a、將造紙廠污水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為80%,將金屬表面污水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為65%;
b、稱取步驟a取樣后的潮濕的造紙廠污水處理后產生的污泥100Kg與稱取步驟a取樣后的潮濕的金屬表面污水處理后產生的污泥80Kg加水潮濕后形成潮濕污泥,將該潮濕污泥與產生于精甘油提煉工廠的甘油瀝青下腳料4Kg、石油焦1Kg混合后攪拌均勻,得到混合物;
c、將產生于各類石化行業利用白土吸附脫色或過濾后的廢白土12Kg和廢棄木制品的粉碎顆粒30Kg加入步驟b得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
d、將2Kg生石灰與3Kg重質碳酸鈣的混合物加入步驟c得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
e、使步驟d得到的混合物成型,得到具有固定形狀的塊狀物;
f、將步驟e得到的塊狀物加溫烘干,使得塊狀物的含水率控制在5~15%,得到污泥質廢棄物顆粒燃料。
將所得的污泥質廢棄物顆粒燃料進行燃燒,測試其發熱量為4050千卡/Kg。
實施例5
a、將印染廢水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為70%;
b、稱取步驟a取樣后的潮濕的印染廢水處理后產生的污泥150Kg與產生于精甘油提煉工廠的甘油瀝青下腳料5Kg、石油焦5Kg、脫水劑2Kg混合后攪拌均勻,得到混合物;
c、將產生于油脂廠或者各類石化行業利用白土吸附脫色或過濾后的廢白土10Kg和木制品加工中產生的木屑28Kg加入步驟b得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
d、將生石灰與重質碳酸鈣的混合物共SKg加入步驟c得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
e、使步驟d得到的混合物成型,得到具有固定形狀的塊狀物;
f、將步驟e得到的塊狀物加溫烘干,使得塊狀物的含水率控制在5~15%,得到污泥質廢棄物顆粒燃料。
將所得的污泥質廢棄物顆粒燃料進行燃燒,測試其發熱量為3170千卡/Kg。
實施例6
a、將金屬表面污水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為65%;
b、稱取步驟a取樣后的潮濕的金屬表面污水處理后產生的污泥114Kg與產生于精甘油提煉工廠的甘油瀝青下腳料3Kg、石油焦2Kg、脫水劑5Kg混合后攪拌均勻,得到混合物;
c、將各類石化行業利用白土吸附脫色或過濾后的廢物10Kg和木制品加工中產生的木花30Kg加入步驟b得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
d、將3Kg生石灰與7Kg重質碳酸鈣的混合物加入步驟c得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
e、使步驟d得到的混合物成型,得到具有固定形狀的塊狀物;
f、將步驟e得到的塊狀物加溫烘干,使得塊狀物的含水率控制在5~15%,得到污泥質廢棄物顆粒燃料。
將所得的污泥質廢棄物顆粒燃料進行燃燒,測試其發熱量為2810千卡/Kg。
實施例7
a、將造紙廠污水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含永率為80%;
b、稱取步驟a取樣后的潮濕的造紙廠污水處理后產生的污泥325Kg與產生于精甘油提煉工廠的甘油瀝青下腳料2Kg、石油焦3Kg、脫水劑lKg混合后攪拌均勻,得到混合物;
c、將產生于各類石化行業利用白土吸附脫色或過濾后的廢白土10Kg和木制品加工中產生的木屑15Kg加入步驟b得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
d、將2Kg生石灰與2Kg重質碳酸鈣的混合物加入步驟c得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
e、使步驟d得到的混合物成型,得到具有固定形狀的塊狀物;
f、將步驟e得到的塊狀物加溫烘干,使得塊狀物的含水率控制在5~15%,得到污泥質廢棄物顆粒燃料。
將所得的污泥質廢棄物顆粒燃料進行燃燒,測試其發熱量為1980千卡/Kg。
實施例8
a、將造紙廠污水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為80%,將金屬表面污水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為65%;
b、稱取步驟a取樣后的潮濕的造紙廠污水處理后產生的污泥100Kg與金屬
表面污水處理后產生的污泥71.4Kg與產生于精甘油提煉工廠的甘油瀝青下腳料4Kg、石油焦lKg、脫水劑lOKg混后攪拌均勻,得到混合物;
c、將產生于各類石化行業利用白土吸附脫色或過濾后的廢白土10Kg和廢棄木制品的粉碎顆粒15Kg加入步驟b得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
d、將lKg生石灰與3Kg重質碳酸鈣的混合物加入步驟c得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
e、使步驟d得到的混合物成型,得到具有固定形狀的塊狀物;
f、將步驟e得到的塊狀物加溫烘干,使得塊狀物的含水率控制在5~15%,得到污泥質廢棄物顆粒燃料。
將所得的污泥質廢棄物顆粒燃料進行燃燒,測試其發熱量為2610千卡/Kg。
實施例9
a、將造紙廠污水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為80%,將印染廢水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為70%,將金屬表面污水處理后產生的污泥取樣并測量其含水率,得到其含水率為65%;
b、稱取步驟a取樣后的潮濕的造紙廠污水處理后產生的污泥50Kg.稱取步驟a取樣后的潮濕的印染廢水處理后產生的污泥50Kg與稱取步驟a取樣后的潮濕的金屬表面污水處理后產生的污泥42.8Kg與產生于精甘油提煉工廠的甘油瀝青下腳料15Kg、石油焦5Kg、脫水劑3Kg混合后攪拌均勻,得到混合物;
c、將產生于各類石化行業利用白土吸附脫色或過濾后的廢白土15Kg和廢棄木制品的粉碎顆粒17Kg加入步驟b得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
d、將2.5Kg生石灰與2.5Kg重質碳酸鈣的混合物加入步驟c得到的混合物中,并攪拌均勻,得到混合物;
e、使步驟d得到的混合物成型,得到具有固定形狀的塊狀物并將塊狀物在陽光下晾干;
f、將步驟e得到的塊狀物加溫烘干,使得塊狀物的含水率控制在5~15%,得到污泥質廢棄物顆粒燃料。
將所得的污泥質廢棄物顆粒燃料進行燃燒,測試其發熱量為4100千卡Kg。
本發明的燃料中選擇污泥為組分的原因是:隨著人類對環境保護意識的不斷增加,各類污水處理廠的建立,產生了不同類型的污泥,“污泥質廢棄物顆粒燃料”就是以污泥為主要原材料的產品,它的來源有:印染廢水處理后產生的污泥。金屬表面污水處理后產生的污泥。造紙廠污水處理后產生的污泥。這些污泥中含有機物、有機纖維等。
本發明的燃料中選擇廢白土為組分的原因是: 產生于油脂廠和各類石化行業利用白土吸附脫色或過濾后的廢物。廢白土中含油率在10%~15%,同時,在過濾過程中吸附了大量的可燃膠質,廢白士中還含有二氧化硅成份,二氧化硅在高溫分解過程中能起到固硫作用。這些污染物如處理不當,填埋了事,則會造成二次污染,所以也是污染物減量化、無害化、資源化的重大貢獻。
本發明的燃料中選擇木質碎粒為組分的原因是: 產生于木制品加工中的廢品,如木屑、木花、廢棄木制品的粉碎顆粒(廢舊家具、各種樹木等)。這類材料來源廣泛。
本發明的燃料中選擇脫水劑為組分的原因是: 它的作用是使顆粒燃料成型烘干后能有良好的防水性,浸泡在水中不會變形和還原,保持一定的冷強度。
本發明的燃料中選擇熱值添加劑為組分的原因是: 產生于精甘油提煉工廠的下腳料(甘油瀝青)加石油焦,這兩種原料的自身發熱量很大。如果這兩種原料不利用,也是很難處理的污染源。把它添加在污泥顆粒燃料中,可增加發熱量和冷強度。
本發明的燃料中選擇脫硫劑、固硫劑為組分的原因是: 產生于生石灰加重質碳酸鈣,配比為1:1。顆粒燃料添加這些材料后,在高溫燃燒中起延緩和阻止硫的分解作用。
以上六種原材料組成的顆粒燃料,解決了污水處理廠、油脂廠、石化廠、精甘油提煉廠和木制品加工廠的后顧之憂,使這些污染源得到了利用,為保護環境、資源利用找到了一個取之不盡、用之不竭的綠色材料。
首先將污泥和熱值添加劑輸入碾拌設備中碾拌(因為這兩種原材料多含有水份,不同的是污泥略偏酸性,甘油瀝青和油焦偏堿性,兩種原材料只有充分結合才能中和成品酸堿度。)。然后分別加入廢白土和木質細粒,這樣結合能使污泥有良好的透氣性和濕強度,透氣性為容易烘干服務,濕強度為成型服務。最后加入脫硫劑和固硫劑,這兩種材料能使顆粒燃料在高溫燃燒中延緩或阻止硫的分解,使硫不與空氣接觸生成二氧化硫,污染空氣環境,所以說這個過程是個科學的配料工序。
碾拌:碾拌過程是繼前道所有原材料碾拌均勻的過程,它可掌握濕強度、物料均勻等情況,為成型提供方便。
成型:把碾拌均勻具有濕強度的原料鑄成顆粒大小相同的物體,為烘干創造了具有受熱面大且有透氣空間的優利條件。
抽樣檢驗:分析半成品中的含水量,為科學配料和下一步提供了正確數據、烘干溫度及時間。
烘干:采用多層箱式烘干,它具有保溫性好、操作靈活、水份蒸發快、干濕易控制等特點,同時在熱源上采用高溫導熱油,煙氣為熱風,使顆粒燃料既能及時烘干,又不易烘焦,使污泥質顆粒燃料的水份控制在5-15%之間,保證產品有一個很好的質量,為保護環境、節約能源、減少排放作出貢獻。
本發明所稱污泥質廢棄物是指以污水處理中生成的污泥為主體的工業廢料。在我國污泥的處置和利用中,基本上是兩種途徑:一是直接填埋處置:二是將污泥烘干后摻入煤中作為燃料,進行綜合利用。直接填埋處置,需要占用大量土地,而且處置不當將造成二次污染;將污泥烘干后摻煤作燃料,由于污泥的成份極為復雜,含硫量較高,特定的污泥中還含有多種重金屬,雖然污泥得到了綜合利用,但S02的排放和燃后灰渣中重金屬的存在,實際上在綜合利用中造成了形式不同的二次污染,而且污泥烘干需消耗大量標準煤,處理成本提高,企業負擔過大。根據目前污泥處置和利用狀況,己不能滿足發展循環經濟、建設環境友好型城市的要求。
項目的特點和工藝流程
污泥質廢棄物顆粒燃料是一種極其環保的清潔燃料。公司通過科學處理的污泥質燃料含硫量在1以內,使燃燒后的S02排放與低硫標準煤相同(不處理的污泥含硫量很高,約3~5)發熱量從800kcal/kg升高至3000kcal/kg左右,為污泥質廢棄物顆粒燃料資源化打下基礎。
該項目的特點如下:
把污水處理廠產生的含水量在80%左右的污泥,通過科學的摻入脫水劑、固硫劑、生物質廢棄物,使其改變污泥的物性。通過有機的結合增加了污泥的濕強度。在污泥有濕強度的過程中,進行機械化成型,使污泥顆粒均勻、棱角分明,為充分干燥創造條件。由于污泥顆粒均勻,使難于烘干的污泥增加丫受熱面和透氣性,大大降低了原煤的消耗。在烘干工藝上進行了大膽創新,充分利用導熱爐高溫產熱的特點,采用多層烘干技術。由于添加脫水劑等科學手段,使顆粒燃料耐水性很高,浸泡水中數天,冷強度不變,為用戶使用顆粒燃料創造了良好的條件。
“污泥質廢棄物顆粒燃料”的主要生產工藝流程主要包括科學配料、均勻碾拌、機械成型、半成品檢驗、多層烘干五道工序。碾拌工序以污泥為原料加入脫水劑、固硫劑、助燃添加劑和其它工業廢棄物碾拌均勻。機械成型工序是將拌勻的原輔材料制成顆粒。抽樣檢驗、烘干工序是將制成的顆粒烘干成顆粒燃料產品供出售。
本項目是將污染物污泥轉變為能源的資源綜合利用項目,節能減排是我國既定國策,將污泥轉變為能源既有利于減少污泥造成的環境污染,又有利于降低能源消耗。我國十分重視環境保護和資源綜合利用,污泥在我國資源豐富,據有關統計測算,2005年全國污水處理產生的污泥量就達到3227萬噸,而2005年全國的城市污水處理率僅達39.4%,如果30%的污泥用于生產污泥質廢棄物顆粒燃料,則可產生1000萬噸顆粒燃料,由此可見,開發污泥為能源產品的“污泥質廢棄物顆粒燃料”項目具有十分廣闊的發展前景。
“污泥質廢棄物顆粒燃料”項目的主要原料是污泥及其它工業廢棄物,原料資源十分豐富,就無錫而言,目前的污水處理能力約為74萬噸/日,按每處理1000噸廢水產生1噸污泥計算,曰污泥產生量為740噸,僅石塘灣污水處理廠就日產生100噸污泥,隨著社會經濟的發展、污水處理率的提高,污泥產生量會更多,污泥供給不是困難,而是污泥綜合利用能力近期內還難以滿足環境保護的發展要求。
項目對環境的影響分析
本項目不僅是資源綜合利用項目,也是環境治理項目,就本項目本身而言,主要生產流程中,除烘干工序排出水蒸氣外,沒有其他固、液廢物的排出,烘干工序所用的熱源采用導熱油溫和熱風,因此,項目本身是潔凈的清潔項目。
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