本发明属于固体废弃物综合利用领域，尤其涉及一种污泥型煤及其制备方法。
背景技术：
随着社会城市化程度的加深，城市污水处理量越来越大，污水处理厂在净化污水的同时，会产生大量的污泥。目前，国内外处置这些污泥的主要方式有四种：土地填埋、焚烧、投海和土地利用。从上世纪90年代起，随着各国对污泥处理中环保要求的提高，以及污泥焚烧供热和发电利用工艺的逐渐成熟，焚烧法越来越受到青睐，污泥焚烧工艺已成为处理污泥的一种主要方式。
目前，已有将污泥掺入煤粉中做成污泥型煤，从而实现污泥有效利用的相关报道。例如：申请人在2016年申请的专利cn106367152a，公开了一种利用污泥和油泥生产环保型煤及其生产方法，该环保型煤包括煤粉60-80份，污泥10-40份，油泥1-20份，型煤粘结剂0.5-5份。然而，在其配方中，污泥的用量相对较少，而煤粉的用量则较大，在现有其他污泥型煤的配方中，也大多如此，这在一定程度上使得污泥型煤的生产成本较高，节煤效果并不理想。而且，现有污泥型煤的配方中通常添加有型煤粘结剂，这也使得其生产成本进一步提高。
因此，如何提高污泥型煤中污泥的含量，并尽可能避免使用型煤粘结剂，以降低污泥型煤的生产成本，是当前急需解决的一项技术问题。
技术实现要素：
本发明针对上述的现有污泥型煤中污泥用量少而煤粉用量大、且添加有型煤粘结剂导致其生产成本高的技术问题，提出一种污泥型煤及其制备方法，该污泥型煤以污泥为主要组分，仅掺入少量煤，且无需添加型煤粘结剂，能够大大降低生产成本，具有明显的环保效果和经济效益。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提出了一种污泥型煤，包括按重量份计的以下组分：
污泥90-95份，风化煤5-10份，甘蔗渣0.2-0.5份，炭化秸秆1-5份，稻壳0.2-1份，碳酸钠0.1-0.5份，白灰0.5-2份，焦化厂产生的污泥或炼油厂产生的油泥0.5-1.5份，发酵菌液0.1-0.5份。
作为优选，所述发酵菌液包括按重量份计的以下组分：处理淀粉生产废水时产生的污泥1-5份，磷酸二氢钾0.01-0.1份，硫酸镁0.01-0.05份，酿酒厂排出的酒糟1-5份，柠檬酸生产时产生的有机废水1-10份，水80-90份。
作为优选，所述发酵菌液需发酵2-5天，每天搅拌2-5次，每次搅拌0.5-1小时。
作为优选，所述炭化秸秆需经破碎处理，破碎后粒径小于5mm。
本发明还提出了一种上述任一项技术方案所述的污泥型煤的制备方法，包括以下步骤：
将污泥、甘蔗渣、炭化秸秆、稻壳和发酵菌液混合堆积，进行一次发酵；
再加入碳酸钠和风化煤，混合均匀后进行二次发酵；
发酵完成后，加入焦化厂产生的污泥或炼油厂产生的油泥，以及白灰，混合均匀后挤压成型，得到污泥型煤。
作为优选，所述一次发酵的发酵时间为5-7周，每周翻动1-2次。
作为优选，所述二次发酵的发酵时间为1-2周。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明提供的污泥型煤，以污泥为主要组分，在各组分的相互作用下使污泥更高效地发酵，能够在掺入少量煤粉的情况下获得良好的可燃烧性能，同时，仅采用焦化厂产生的污泥或炼油厂产生的油泥作为粘结剂，无需加入其他型煤粘结剂即可挤压成型，大大降低了生产成本；
2、本发明提供的污泥型煤具有良好的可燃烧性能和抗压性能，燃烧时环保效果好，不产生二次污染，具有明显的环保效果和经济效益；
3、本发明提供的污泥型煤的制备方法，制备工艺简单，生产效率高，生产成本低，可在有效控制污泥对环境污染的同时，实现污泥的无害化处理。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种污泥型煤，包括按重量份计的以下组分：污泥90-95份，风化煤5-10份，甘蔗渣0.2-0.5份，炭化秸秆1-5份，稻壳0.2-1份，碳酸钠0.1-0.5份，白灰0.5-2份，焦化厂产生的污泥或炼油厂产生的油泥0.5-1.5份，发酵菌液0.1-0.5份。
在上述实施例中，以污泥为主要组分，加入的甘蔗渣、炭化秸秆、稻壳和发酵菌液有利于加速污泥的内部发酵，抑制污泥异味的挥发，提高污泥的可燃烧性能，因而，可在掺入少量煤粉的情况下获得良好的可燃烧性能。同时，炭化秸秆和稻壳具有吸附气味的作用，在发酵的同时达到除味的目的，获得的污泥型煤在燃烧时环保效果好。加入的风化煤有利于提高污泥的热值和加工特性，仅采用焦化厂产生的污泥或炼油厂产生的油泥作为粘结剂，无需加入其他型煤粘结剂，即可挤压成型。加入的碳酸钠可中和发酵过程中产生的有机酸，加入的白灰具有抑菌和脱硫作用，能够对污泥进行有效消毒，减少污泥中的细菌、病原菌和病毒微生物等，同时，能够有效减少燃烧时的二氧化硫的排放，不产生二次污染。
本发明提供的污泥型煤，以污泥为主要组分，在上述各组分的相互作用下使污泥更高效地发酵，能够在掺入少量煤粉的情况下获得良好的可燃烧性能，同时，仅采用焦化厂产生的污泥或炼油厂产生的油泥作为粘结剂，无需加入其他型煤粘结剂即可挤压成型，大大降低了生产成本。该污泥型煤具有良好的可燃烧性能和抗压性能，燃烧时环保效果好，不产生二次污染，具有明显的环保效果和经济效益。
可以理解的是，在上述污泥型煤中，各组分的加入重量份数可在上述范围内进行合理调整，所得到的不同配比下的污泥型煤在最终的效果评价方面不会产生较大的差异。例如，污泥可以为90、91、92、93、94或95份，风化煤可以为5、6、7、8、9或10份，甘蔗渣可以为0.2、0.3、0.4或0.5份，炭化秸秆可以为1、2、3、4或5份，稻壳可以为0.2、0.4、0.6、0.8或1份，碳酸钠可以为0.1、0.2、0.3、0.4或0.5份，白灰可以为0.5、1.0、1.5或2份，焦化厂产生的污泥或炼油厂产生的油泥可以为0.5、1.0或1.5份，发酵菌液可以为0.1、0.2、0.3、0.4或0.5份。
在一优选实施例中，所述发酵菌液包括按重量份计的以下组分：处理淀粉生产废水时产生的污泥1-5份，磷酸二氢钾0.01-0.1份，硫酸镁0.01-0.05份，酿酒厂排出的酒糟1-5份，柠檬酸生产时产生的有机废水1-10份，水80-90份。在本优选实施例中，进一步限定了发酵菌液的组成，其各组分均有利于污泥的发酵，且能够提高污泥的可燃烧性能。可以理解的是，在上述发酵菌液中，各组分的加入重量份数可在上述范围内进行合理调整，例如，处理淀粉生产废水时产生的污泥可以为1、2、3、4或5份，磷酸二氢钾可以为0.01、0.05或0.1份，硫酸镁可以为0.01、0.02、0.03、0.04或0.05份，酿酒厂排出的酒糟可以为1、2、3、4或5份，柠檬酸生产时产生的有机废水可以为1、5或10份，水可以为80、85或90份。
在一优选实施例中，所述发酵菌液需发酵2-5天，每天搅拌2-5次，每次搅拌0.5-1小时。在本优选实施例中，进一步限定了发酵菌液的发酵方式，这样发酵获得的发酵菌液更有利于污泥的发酵。
在一优选实施例中，所述炭化秸秆需经破碎处理，破碎后粒径小于5mm。在本优选实施例中，进一步限定炭化秸秆需破碎至5mm以下，这主要是考虑到，经破碎的炭化秸秆能够更好地混入污泥的内部，有利于污泥内部更高效地发酵。
本发明实施例还提供了上述任一项实施例所述的污泥型煤的制备方法，包括以下步骤：
s1：将污泥、甘蔗渣、炭化秸秆、稻壳和发酵菌液混合堆积，进行一次发酵；
s2：再加入碳酸钠和风化煤，混合均匀后进行二次发酵；
s3：发酵完成后，加入焦化厂产生的污泥或炼油厂产生的油泥，以及白灰，混合均匀后挤压成型，得到污泥型煤。在本步骤中，需要说明的是，挤压成型时采用的压力为制备型煤时常用的压力，例如：可选择20mpa压力挤压。
在上述制备方法中，通过一次发酵有效提高了污泥利用的环保性能，同时利用加入的炭化秸秆和稻壳对污泥进行了初步的除味。二次发酵时，通过加入的碳酸钠中和发酵过程中产生的有机酸，通过加入的风化煤进一步提高污泥的热值和加工特性。最后，加入白灰进行抑菌和脱硫，以焦化厂产生的污泥或炼油厂产生的油泥作为粘结剂，挤压成型。由该方法制备得到的污泥型煤，其污泥含量高，可燃烧性能和抗压性能良好，且燃烧时环保效果好，不产生二次污染。该方法制备工艺简单，生产效率高，生产成本低，可在有效控制污泥对环境污染的同时，实现污泥的无害化处理。
在一优选实施例中，为了保证污泥发酵充分，所述一次发酵的发酵时间为5-7周，每周翻动1-2次。
在一优选实施例中，为了使碳酸钠、风化煤与污泥充分混合发酵，所述二次发酵的发酵时间为1-2周。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的污泥型煤及其制备方法，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
(1)取青岛开发区泥布湾污水厂产生的污泥90份、甘蔗渣0.2份、破碎至粒径小于5mm的炭化秸秆1份、稻壳0.2份和发酵菌液0.1份，混合堆积进行一次发酵，发酵时间为5周，每周翻动1次；
其中，发酵菌液的制备方法为：将处理淀粉生产废水时产生的污泥1份、磷酸二氢钾0.01份、硫酸镁0.01份、酿酒厂排出的酒糟1份、柠檬酸生产时产生的有机废水1份和水80份混合均匀，发酵2天，每天搅拌2次，每次搅拌0.5小时。
(2)再加入碳酸钠0.1份和风化煤5份，混合均匀后进行二次发酵，发酵时间为1周。
(3)发酵完成后，加入焦化厂产生的污泥0.5份，以及白灰0.5份，混合均匀后，在20mpa下挤压成型，得到污泥型煤，该型煤在2m的高度做自由落下实验，不破碎，其燃烧时环保效果好，且易着火、易燃尽。
实施例2
(1)取青岛胶州污水厂产生的污泥92.5份、甘蔗渣0.35份、破碎至粒径小于5mm的炭化秸秆3份、稻壳0.6份和发酵菌液0.3份，混合堆积进行一次发酵，发酵时间为6周，每周翻动2次；
其中，发酵菌液的制备方法为：将处理淀粉生产废水时产生的污泥3份、磷酸二氢钾0.055份、硫酸镁0.03份、酿酒厂排出的酒糟3份、柠檬酸生产时产生的有机废水5.5份和水85份混合均匀，发酵3.5天，每天搅拌3次，每次搅拌0.75小时。
(2)再加入碳酸钠0.3份和风化煤7.5份，混合均匀后进行二次发酵，发酵时间为1.5周。
(3)发酵完成后，加入焦化厂产生的污泥1份，以及白灰1.25份，混合均匀后，在20mpa下挤压成型，得到污泥型煤，该型煤在2m的高度做自由落下实验，不破碎，其燃烧时环保效果好，且易着火、易燃尽。
实施例3
(1)取青岛胶南污水厂产生的污泥95份、甘蔗渣0.5份、破碎至粒径小于5mm的炭化秸秆5份、稻壳1份和发酵菌液0.5份，混合堆积进行一次发酵，发酵时间为7周，每周翻动2次；
其中，发酵菌液的制备方法为：将处理淀粉生产废水时产生的污泥5份、磷酸二氢钾0.1份、硫酸镁0.05份、酿酒厂排出的酒糟5份、柠檬酸生产时产生的有机废水10份和水90份混合均匀，发酵5天，每天搅拌5次，每次搅拌1小时。
(2)再加入碳酸钠0.5份和风化煤10份，混合均匀后进行二次发酵，发酵时间为2周。
(3)发酵完成后，加入炼油厂产生的油泥1.5份，以及白灰2份，混合均匀后，在20mpa下挤压成型，得到污泥型煤，该型煤在2m的高度做自由落下实验，不破碎，其燃烧时环保效果好，且易着火、易燃尽。