一种污泥低温炭化制备环保材料的方法
【专利摘要】本发明公开了一种污泥低温炭化制备环保材料的方法，直接解决了城镇污水处理厂产生污泥的最终处置的问题，通过加入苎麻麻骨，集成污泥粉碎、干燥、混合搅拌、炭化技术，制成一种环保材料，这种环保材料可以直接用于过滤、吸附等新型环保产品的用途，工艺简单、投资成本低、无二次污染，解决了污泥填埋占地面积大，对生态环境及人体健康有危害和焚烧成本高的难题，实现了污泥减量化、稳定化、无害化、资源化。
【专利说明】一种污泥低温炭化制备环保材料的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污泥处理【技术领域】，更具体地说，尤其涉及一种利用城镇污水处理厂所产生的污泥低温炭化制备环保材料的方法，其工艺简单、投资成本低且无二次污染。
【背景技术】
[0002]随着我国社会主义的高速发展和城市化进程的推进，城市生活用水量越来越大，随之而来的污水量迅速增加，给环境带来沉重的压力。为此国家大兴建设城镇污水处理厂来改善环境，污水处理效率迅速提高。截止2009年底全国建成污水厂1993座，总处理能力超过I亿m3/d，正在建设城镇污水厂项目数2360个，新增污水处理能力约6400万m3/d。污水厂的投入运行使我国水资源环境大大改善，缓解了水环境的压力。
[0003]与此同时，城镇污水厂在处理污水过程中产生了大量的污泥，据粗略估算，每天可达1.6万m3/d(按干污泥产出系数f 1.2xl0_4)。按一般城镇污水厂污泥脱水工艺产生湿污泥含水率为80%计算，全国湿污泥量为3000万m3/d以上。当下部分污泥未能妥善处置，已成为污水厂发挥环境效益的一个制约因素。
[0004]目前我国城镇污水处理厂污泥无害化处置率较低，处置方式有如下几种:脱水后直接运往垃圾填埋场进行填埋，其作业难度大，渗滤液对环境造成再污染；进行焚烧，热源消耗大，投资运营成本高；农用堆肥，缺点是无害化不够彻底，重金属易于堆积，且占地面积大，周期较长；做建材材料，工艺存在缺陷，臭气扰民问题等。为防止污泥造成的二次污染以及保证污水厂正常运行和处理效果，研发一项工艺过程安全可靠，设备安全性能高，结构紧凑、占地面积小的污泥 处置工艺成为污水处理中一个全新的焦点。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种污泥低温炭化制备环保材料的方法，直接对城镇污水处理厂所产生的污泥进行低温炭化处理，制成一种环保材料，属于污泥再利用技术。
[0006]为实现上述目的，本发明所提供的污泥低温炭化制备环保材料的方法，它包括如下步骤:
1)粉碎:将经污泥脱水机脱水后含水率80%的污泥送入粉碎机，进行搅拌粉碎，粉碎时间为15~20min ；
2)干燥:污泥粉碎后送入干燥机进行低温干燥，控制温度在9(T10(TC，干燥时间为15"20min ；
3)混合:污泥干燥后进入混合器，投加适量的苎麻麻骨混合搅拌，搅拌时间为5~8min,得到含水率50%的污泥与苎麻麻骨的混合物；
4)炭化:将得到的污泥与苎麻麻骨的混合物送入炭化炉进行炭化处理，控制温度在30(T400°C，炭化时间为l(Tl5min，最终得到干燥的环保材料，所述环保材料中含有质量分数4.5^5.0%的苎麻麻骨。[0007]所述粉碎、干燥、混合及炭化的步骤均在缺氧的条件下进行，营造缺氧的环境是为了防止污泥中的有机物在高温下发生燃烧，在炭化过程中，污泥会在高温缺氧的条件下发生裂解，而苎麻麻骨的作用在于催化污泥中的细菌裂解，炭化形成所述环保材料的强化剂。
[0008]此外，在上述步骤中，炭化炉是利用传统燃烧反应产生热源，干燥机的热源来源于炭化炉的余热利用，是将炭化炉内产生的高温废气通过管道循环送入干燥机，为干燥机提供热能，干燥机中未完全利用的废气则进入冷凝器，进行冷凝，冷凝后的回流液进行污水处理后排放，余下废气经处理达标后则直接排放。
[0009]本发明将污泥进行粉碎、干燥、混合、炭化步骤集合为一体，可直接对城镇污水处理厂产生的污泥有效地进行处置，节省了污泥堆埋的场地，免去填埋对环境及人体健康的危害；低温处置减少焚烧污泥产生的高热源燃料费用，处理效果好，无二次污染；而且还可以废物利用，制造环保材料，减少污泥处置的成本，真正实现了污泥减量化、稳定化、无害化、资源化。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的工艺流程示意图。
[0011]图中:1 — 粉碎机；2 —干燥机；3 —混合器；4 —炭化炉；5 —冷凝器。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
[0013]参阅图1所示，本发明污泥低温炭化制备环保材料的方法，其工艺流程包括如下步骤:1)粉碎:将经污泥脱水机脱水后的污泥(含水率80%左右)送入粉碎机1，进行搅拌粉碎，粉碎时间为15~20min ；2)干燥:污泥粉碎后送入干燥机2进行低温干燥，控制温度在90-100?，干燥时间为15~20min ；3)混合:污泥干燥后进入混合器3，投加适量的苎麻麻骨混合搅拌，搅拌时间为5~8 min，得到含水率50%的污泥与苎麻麻骨的混合物；4)炭化:将得到的污泥与苎麻麻骨的混合物送入炭化炉4进行炭化处理，控制温度在30(T400°C，炭化时间为l(Tl5min，最终得到干燥的环保材料，所述环保材料中含有质量分数4.5^5.0%的苎麻麻骨，此种环保材料可以直接用于过滤、吸附等新型环保产品的用途。
[0014]所述粉碎、干燥、混合及炭化的步骤均在缺氧的条件下进行，营造缺氧的环境是为了防止污泥中的有机物在高温下发生燃烧，在炭化过程中，污泥会在高温缺氧的条件下发生裂解，而苎麻麻骨的作用在于催化污泥中的细菌裂解，炭化形成所述环保材料的强化剂。
[0015]此外，在上述步骤中，炭化炉4是利用传统燃烧反应产生热源，干燥机2的热源来源于炭化炉4的余热利用，是将炭化炉4内产生的高温废气通过管道循环送入干燥机2，为干燥机2提供热能，干燥机2中未完全利用的废气则进入冷凝器5，进行冷凝，冷凝后的回流液进行污水处理后排放，余下废气经处理达标后则直接排放。
【权利要求】
1.一种污泥低温炭化制备环保材料的方法，其特征在于:它包括如下步骤: 1)粉碎:将经污泥脱水机脱水后的污泥送入粉碎机，进行搅拌粉碎，粉碎时间为.15-20min ； 2)干燥:污泥粉碎后送入干燥机进行低温干燥，控制温度在90-100℃，干燥时间为.15-20min ； 3)混合:污泥干燥后进入混合器，投加适量的苎麻麻骨混合搅拌，搅拌时间为5~8min,得到污泥与苎麻麻骨的混合物； 4)炭化:将得到的污泥与苎麻麻骨的混合物送入炭化炉进行炭化处理，控制温度在.300-400°C，炭化时间为l0-l5min，最终得到干燥的环保材料，所述环保材料中含有质量分数4.5^5.0%的苎麻麻骨； 所述粉碎、干燥、混合及炭化的步骤均在缺氧的条件下进行。
2.根据权利要求1所述的污泥低温炭化制备环保材料的方法，其特征在于:所述步骤.1)中污泥经污泥脱水机脱水后含水率为80%。
3.根据权利要求1所述的污泥低温炭化制备环保材料的方法，其特征在于:所述步骤.3)得到的污泥与苎麻麻骨的混合物含水率为50%。
4.根据权利要求1所述的污泥低温炭化制备环保材料的方法，其特征在于:所述步骤.2)中干燥机的热源来源于步骤4)中炭化炉的余热利用，是将炭化炉内产生的高温废气通过管道循环送入干燥机，为干燥机提供热能。
5.根据权利要求4所述的污泥低温炭化制备环保材料的方法，其特征在于:还包括冷凝的步骤，所述冷凝的步骤是将步骤2)中干燥机未完全利用的的废气送入冷凝器进行冷凝，冷凝后的回流液进行污水处理后排放，余下废气经处理达标后则直接排放。
【文档编号】C02F11/00GK103951147SQ201410100807
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】刘建平, 覃将伟, 岳文涛, 邱哲生, 周云 申请人:武汉方元环境科技股份有限公司