一种掺加有机辅料的污泥基生物炭的制备方法

本发明涉及有机废物资源化利用领域，具体涉及一种掺加有机辅料的污泥基生物炭的制备方法。

背景技术：

1、随着世界人口的增长，城市化和工业化的快速发展，污水处理厂产生大量的污泥。自2014年以来，国内污水处理厂每天处理的城市污水超过1.29亿吨，每年产生的污泥超过3000万吨。污泥营养丰富，但还含有大量病原微生物和有毒物质。直接处理污泥不仅会造成资源浪费，而且会造成严重的环境污染。目前，传统的污泥处理技术都会存在污染外泄等问题，因此如何保证污泥经济、高效、安全的处理成为人们关注的焦点。

2、由于污泥中含有大量的有机物，对其进行有效的利用可以取得良好的经济效益和社会效益；例如，cn 113186012 a公开了利用污泥和生活垃圾制备颗粒燃料的资源化利用方法；cn 112898056 a公开了一种城市生活污泥资源化利用的先进技术，通过将城市生活污泥按照一定比例掺加禽畜粪、辅料与耐高温生物菌剂混合发酵，实现污泥无害化、减量化、资源化利用。cn 113057144 a公开了一种通过蚯蚓立体养殖实现污泥减量化与资源化利用的方法。然而由于其生产工艺或生产成本以及低的环境效益等问难以大规模模应用，因此，基于社会效益和环境效益，开发一种工艺简单、经济适用的污泥资源化利用技术非常有必要。

3、污泥生物炭含有大量的有机质、氮、磷等营养物质，有利于土壤特性和植物生长；但其碳含量低、比表面积小、孔隙结构不完善等因素限制了其作为土壤改良剂的应用。针对上述问题，通过选择合适的木质素/纤维素生物质原料与污泥进行共热解，制备性能优良的生物炭土壤改良产品，对于实现污泥有机废弃物的资源化利用和土壤质量改良具有双重意义。

4、因此，本发明将生活污泥按照一定比例分别掺加芦苇秸秆、啤酒酒糟和木屑等三种有机辅料，探讨优化了污泥基生物炭最佳制备条件。实现了污泥等有机废弃物的综合管理与资源化利用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种掺加有机辅料的污泥基生物炭的制备方法。本发明基于污泥生物炭具有灰分高、植物营养元素和无机矿物质含量高的特点，加入秸秆、木质类等具有较高的c含量生物质，可以增加生物炭的c、h元素含量，同时提高c/h。污泥-生物质共热解生物炭不仅可以弥补污泥生物炭的c含量低的缺陷，还具有更好的芳香性结构。

2、本发明具体包括如下步骤：

3、经处理后的城市生活污泥按照一定比例分别掺加芦苇秸秆、啤酒酒糟和木屑等三种有机辅料，将定量混合物装入带盖坩埚中并置于马弗炉内。并以慢速加热方式升温至700℃，热解2h，并保证热解过程中以200～300ml·min-1的流量通入n2，即得生物炭产品。

4、优选地，上述啤酒酒糟在室温下风干三天后，置于105℃烘箱中干燥24h。

5、优选地，上述啤酒酒糟添加比例为10％(有机辅料质量占混合物总质量之比)。

6、优选地，将上述污泥和啤酒酒糟粉碎过20目筛。

7、优选地，上述设定的终温设定在700℃。

8、优选地，上述通氮气是为了确保生物质在无氧条件下热解。

9、本发明的具体优点如下：

10、本发明将生活污泥按照一定比例分别掺加芦苇秸秆、啤酒酒糟和木屑等三种有机辅料，探讨优化了污泥基生物炭最佳制备条件，弥补了纯污泥生物炭c含量低的缺陷，提高了污泥基生物炭的稳定性，实现了污泥等有机废弃物的综合管理与资源化利用。

技术特征：

1.一种掺加有机辅料的污泥基生物炭的制备方法，其特征在于：具体是以污水污泥为原料，啤酒酒糟为有机辅料，依次通过风干、干燥、粉碎过筛、按比例混合、高温煅烧；即得生物炭产品。

2.根据权利要求1所述的一种掺加有机辅料的污泥基生物炭的制备方法，其特征在于：在步骤1)中所述的污泥和啤酒酒糟在室温下风干三天。

3.根据权利要求1所述的一种掺加有机辅料的污泥基生物炭的制备方法，其特征在于：在步骤2)中的污泥和啤酒酒糟依次置于105℃烘箱中干燥24h。

4.根据权利要求1所述的一种掺加有机辅料的污泥基生物炭的制备方法，其特征在于：在步骤3)中的污泥和啤酒酒糟粉碎研磨并过20目筛。

5.根据权利要求1所述的一种掺加有机辅料的污泥基生物炭的制备方法，其特征在于：将在步骤4)中的啤酒酒糟以10％的添加比例(有机辅料质量占混合物总质量之比)与污泥充分混合。

6.根据权利要求1所述的一种掺加有机辅料的污泥基生物炭的制备方法，其特征在于：在步骤5)中的混合物定量装入带盖坩埚中并置于马弗炉内。以慢速加热方式升温至700℃，并保持设定终温2h，热解过程中以200～300ml·min-1的流量通入n2以保证无氧条件。

技术总结
本发明公开了一种掺加有机辅料的污泥基生物炭的制备方法，属于有机废物资源化利用领域。其工艺过程为将处理后的城市生活污泥按照10％的添加比例(有机辅料质量占混合物总质量之比)掺加啤酒酒糟，于马弗炉内慢速加热方式升温至700℃，热解2h，即得生物炭产品。本发明提高了污泥生物炭的养分固持能力，不仅实现了污泥的资源化高效利用，同时也增强了其土壤改良应用潜力。本发明效果好、成本低，适合大规模应用。

技术研发人员：姜志翔,贾培寅,尹新卫,孔范龙,于政达
受保护的技术使用者：青岛大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12