一種污泥除臭劑的制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明為一種污泥除臭劑的制備方法，將餐廚垃圾去除無機雜物，分選出含油水+固形物；將經過分選后的含油水+固形物放入立式分級容器內，在115~130℃常壓條件下蒸煮，立式分級容器上方有溢流孔，油脂從上方溢流孔溢流出后，收集在容器內；將含有纖維素及木質素的原料粉碎至粒徑5~10cm，放入油脂中萃取，油脂溫度≥150℃，得到萃取后基礎物質；將萃取后基礎物質送入球磨機，粉磨至粒徑≤1mm，得到均勻基礎物質；在均勻基礎物質中添加表面活性劑和發泡劑，制備成污泥除臭劑。本發明利用地溝油及固體廢棄物制備出污泥的原位除臭劑，不僅解決困擾污泥干化及焚燒過程中的惡臭處理難題，而且可以以廢治廢，減少大氣PM2.5類物質排放總量。
【專利說明】一種污泥除臭劑的制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及固體廢棄物再利用領域，尤其涉及污泥、生活垃圾、餐廚垃圾、園林廢棄物等可燃固廢的惡臭控制和資源化再利用技術，具體為一種污泥除臭劑的制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的飛速發展和城鎮化進程的深入，我國的城市污水處理量也在逐年增長。城市污水廠污泥產生于城市生活污水的生化處理的階段，主要來自于生活污水處理廠的初次和二次沉淀池，是城市生活污水處理時產生的體積最大、最容易產生二次污染的副產品。污泥的產生量大，處理1000噸城市生活污水約產生1噸含水率為80%的污泥。污水處理廠的全部建設費用中，用于污泥處理的部分最高可達到70%。未經恰當處理處置的污泥進入環境后，直接給水體和大氣帶來二次污染，不但降低了污水處理系統的有效處理能力，而且對生態環境和人類的活動構成了嚴重的威脅。
[0003]我國餐廚垃圾產生量大、面廣，主要是賓館、飯店、企事業單位食堂等在經營過程中產生的殘羹剩飯、下腳料等混合物。在國內，一些食堂、賓館、飯店等飲食單位的有機垃圾產生量驚人。北京市每天生產餐廚垃圾大約有1600多噸，據重慶大學負責完成的《重慶市主城區餐廚垃圾產量調查及理化性質分析報告》，2007年重慶市主城區餐廚垃圾每天的產量約為1000噸；截至2003年，上海市每天產生的餐廚垃圾也已達1100噸。
[0004]污泥熱處理過程必然產生惡臭污染。惡臭污染是大氣污染的一種形式，但由于其特殊性，很多國家將其作為單列公害對待，屬于當今世界七種典型公害(大氣污染、水質污染、土壤污染、噪聲污染、振動、地面下沉、惡臭)之一。惡臭氣體直接作用于人的嗅覺并通過呼吸給人體造成傷害，隨著人們對環境質量要求的日益提高，人們對各種惡臭造成的不滿情緒和投訴的比例也越來越高，尤其是在歐美的一些發達國家中，對惡臭的投訴超出環境污染總投訴的90%以上。在日本和香港等地區，惡臭污染已成為公眾投訴的主要環境問題。近年來，我國城鎮惡臭污染事件頻繁發生，惡臭投訴在整個環境投訴案件中所占的比例居第二位，惡臭污染日益成為一個嚴重的社會和環境問題。惡臭污染防治已引起我國政府和各級環境管理部門的高度重視，《我國國民經濟和社會發展十二五規劃綱要》明確提出要“加強惡臭污染物治理”。
[0005]針對污泥源頭的惡臭污染源頭原位捕捉、吸附和降解，會取得比單純后續處理外逸散惡臭污染氣體更好的效果。原位控制思想在堆肥氮素損失控制研究中得到了成功應用，即在堆肥過程中通過加入一定數量的控制材料將堆肥產生的銨態氮形成沉淀，以鳥糞石形態固定于堆肥中，這樣不僅使堆肥氮素損失減少90%以上，提高了堆肥產品品質，而且大幅度降低了惡臭污染中氨氣的濃度，減少了污染排放。污泥收集和處理過程中臭氣產生的研究起步相對較晚，且主要集中于對臭氣產生后的去除，對臭氣的原位除臭技術缺乏深入研究。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的是提供一種適合于焚燒處理的污泥惡臭原位除臭劑的制備技術，利用地溝油及固體廢棄物制備出污泥的原位除臭劑，不僅解決困擾污泥干化及焚燒過程中的惡臭處理難題，而且可以以廢治廢，減少大氣PM2.5類物質排放總量。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種污泥除臭劑的制備方法，包括以下步驟:
A、分選:將餐廚垃圾去除無機雜物，分選出含油水+固形物；
B、油脂提煉:將經過分選后的含油水+固形物放入立式分級容器內，在蒸煮溫度115~130°C常壓條件下蒸煮，立式分級容器上方有溢流孔，油脂從上方溢流孔溢流出后，收集在容器內；
C、萃取:將含有纖維素及木質素的原料粉碎至粒徑5~10cm，放入步驟B所得的油脂中萃取，所述含有纖維素及木質素的原料與油脂的質量比為油脂溫度> 150°C，攪拌混勻，萃取20~40min，得到油浸的含有纖維素及木質素的原料，即萃取后基礎物質；
D、粉磨:將萃取后基礎物質送入球磨機，粉磨至粒徑<1mm，得到均勻基礎物質；
E、調和:在均勻基礎物質中添加0.5%~1.5%的表面活性劑和0.5%~1.5%發泡劑，制備成污泥除臭劑。
[0008]進一步的，步驟C所述含有纖維素及木質素的原料為林業廢棄物、農業秸桿、稻殼、木屑、樹皮、甘蔗渣其中一種或幾種。
[0009]進一步的，步驟E所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鹽，所述發泡劑為造紙廠排出的堿性紙漿廢液。
[0010]進一步的，步驟B中的蒸煮溫度為120°C。
[0011]進一步的，步驟C油脂溫度為180°C。
[0012]所述污泥除臭劑的使用方法:將所述污泥除臭劑加水制備成懸濁液，使用前稀釋至質量濃度10°/『30%，采用超聲波噴霧裝置將所述污泥除臭劑噴在污泥料倉，除臭劑添加量為污泥質量的3%~7%，采用混合機將污泥與除臭劑攪拌3~10min。
[0013]進一步的，所述污泥除臭劑加水制備成懸濁液，使用前稀釋至質量濃度20%，除臭劑添加量為污泥質量的5%。
[0014]所述污泥除臭劑應用于適用焚燒處理的污泥的除臭。
[0015]本發明具有以下優點和效果:
1)原位除臭:采用超聲波噴霧裝置將除臭劑噴在污泥料倉，除臭劑添加量為5%左右，采用高效混合機將污泥與除臭劑充分攪拌5min，紅外掃描結果表明:污泥中的惡臭物質立即轉化為非臭味物質；
2)焚燒過程除臭:添加了除臭劑的污泥，在200°C~900°C焚燒過程中，周邊環境中的臭氣濃度均低于國家標準限值；
3)增加熱值:添加除臭劑后，污泥的熱值增加了4%以上；
4)降低大氣PM2.5排放總量:采用本除臭藥劑，污泥儲存及焚燒過程中，PM2.5排放總量減少70%以上。
[0016]5)采用的原料是餐廚垃圾及園林農業廢棄物，實現了以廢治廢。減少了地溝油的食物鏈循環。
[0017]利用本發明制備的除臭劑其原理是改變惡臭物質的化學結構，無論在常溫下及升溫狀態下均可控制污泥的臭氣，減少污泥焚燒過程中的PM2.5排放總量，使得燃煤鍋爐及水泥窯協同處置污泥設施不再受到周邊居民的抵制。此外，除臭劑還可以增加污泥的熱值，提高污泥的焚燒利用率。
【具體實施方式】
[0018]實施例1
一種污泥除臭劑的制備方法，包括以下步驟:
A、分選:將餐廚垃圾去除無機雜物，分選出含油水+固形物；
B、油脂提煉:將經過分選后的含油水+固形物放入立式分級容器內，在115~130°C常壓條件下蒸煮，立式分級容器上方有溢流孔，油脂從上方溢流孔溢流出后，收集在容器內；
C、萃取:將含有纖維素及木質素的原料粉碎至粒徑5~10cm，放入步驟B所得的油脂中萃取，所述含有纖維素及木質素的原料與油脂的質量比為油脂溫度> 150°C，攪拌混勻，萃取20~40min，得到油浸的含有纖維素及木質素的原料，即萃取后基礎物質；
D、粉磨:將萃取后基礎物質送入球磨機，粉磨至粒徑<1mm，得到均勻基礎物質；
E、調和:在均勻基礎物質中添加0.5%~1.5%的表面活性劑和0.5%~1.5%發泡劑，制備成污泥除臭劑。
[0019]步驟C所述含有纖維素及木質素的原料為林業廢棄物、農業秸桿、稻殼、木屑、樹皮、甘鹿洛其中一種或幾種。
[0020]步驟E所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鹽，所述發泡劑為造紙廠排出的堿性紙漿廢液，主要成分是木質素、聚戊糖和堿液。
[0021]所述污泥除臭劑的使用方法:將所述污泥除臭劑加水制備成懸濁液，使用前稀釋至質量濃度10°/『30%，采用超聲波噴霧裝置將所述污泥除臭劑噴在污泥料倉，除臭劑添加量為3%~7%，采用高效混合機將污泥與除臭劑攪拌3~10min。
[0022]實施例2
在實施例1的基礎上進一步優化。
[0023]將餐廚垃圾通過滾筒篩(天津百利，10t/h)、振動篩分機(平桂管理區西灣興業礦山機械廠，型號:1200*2400 ；)及磁選機(東陽天力磁電有限公司，型號:CTB-712)去除無機雜物后，分成無機組分、含油水+固形物兩類，滾筒篩篩下物是含油水，篩上物是固形物，振動篩及磁選后除去無機物；將含油水及固形物放入立式分級容器內，溫度120°C，常壓條件下蒸煮，所得的油脂從立式分級容器上方溢流孔溢流出來后，收集在容器內；將50kg甘蔗渣及50kg松樹枝粉碎至5~10cm，放入150kg加熱至150°C以上的油脂中(優選180°C)，以lr/min的速度保持不斷地攪拌，萃取30min，得到萃取后基礎物質并送入球磨機粉磨至1mm以下，再添加1%的十二烷基苯磺酸鈉和1%紙漿廢液，制備成除臭劑。將污泥與煤混合發電的熱電廠污泥接受倉改造，倉頂增加超聲波噴霧裝置，倉內安裝犁刀攪拌裝置，使用前將污泥除臭劑稀釋至質量濃度20%，噴入污泥質量5%的除臭劑后，充分攪拌5min，嗅覺臭氣強度從5度下降為1度以下(嗅覺測定，參考日本的6級臭氣強度法)，而且在焚燒過程中，污泥的熱值增加了 4%以上(氧彈全自動量熱儀測定，ZDHW-8000)，周邊環境中沒有臭味，廠內、廠界臭氣濃度均低于國家標準(采用三點比較式臭袋法測定，惡臭污染物排放標準，GB14554-93)限值，熱電廠的PM2.5排放總量減少80%。
[0024]實施例3
在實施例1的基礎上進一步優化，所用儀器與實施例2儀器型號相同。
[0025]將餐廚垃圾滾筒篩、振動篩分機及磁選機去除無機雜物后，分成無機組分、含油水+固形物兩類；將含油水及固形物放入立式分級容器內，在120°C常壓條件下蒸煮，所得的油脂從立式分級容器上方溢流孔溢流出來后，收集在容器內；將200kg野生蒿子草粉碎至5~10cm并與200kg稻殼混合,放入600kg加熱至150°C以上的油脂中混勻萃取30min,得到萃取后基礎物質并送入球磨機粉磨至1mm以下，再添加1%的十二烷基苯磺酸鈣和1%紙漿廢液，制備成除臭劑。將水泥廠的污泥接受倉改造，倉頂增加超聲波噴霧裝置，倉內安裝犁刀攪拌裝置，噴入5%的除臭劑后，充分攪拌5min，臭氣強度從5度下降為1度以下(嗅覺測定，參考日本的6級臭氣強度法)，而且在污泥干化和焚燒過程中，周邊環境中沒有臭味，廠內、廠界臭氣濃度均低于國家標準限值(惡臭污染物排放標準，GB 14554-93)。水泥窯燃煤節約5%以上，氮氧化物排放總量減少50%以上，廠界的PM2.5排放總量減少80%。
[0026]本發明污泥除臭劑作用原理:此除臭劑為混合物質，其作用機理是除臭劑的有效成分與惡臭進行了化學反應:例如:H2S與除臭劑中的R-NH2物質反應生成無臭的R-NH3+:
R-NH2 + H2S — R-NH3+ + SH-
含氮化合物在除臭劑的作用下，生成含氮多聚物和共聚物。
【權利要求】
1.一種污泥除臭劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: A、分選:將餐廚垃圾去除無機雜物，分選出含油水+固形物； B、油脂提煉:將經過分選后的含油水+固形物放入立式分級容器內，在蒸煮溫度115~130°C常壓條件下蒸煮，立式分級容器上方有溢流孔，油脂從上方溢流孔溢流出后，收集在容器內； C、萃取:將含有纖維素及木質素的原料粉碎至粒徑5~10cm，放入步驟B所得的油脂中萃取，所述含有纖維素及木質素的原料與油脂的質量比為油脂溫度> 150°C，攪拌混勻，萃取時間20~40min，得到油浸的含有纖維素及木質素的原料，即萃取后基礎物質； D、粉磨:將萃取后基礎物質送入球磨機，粉磨至粒徑<1mm，得到均勻基礎物質； E、調和:在均勻基礎物質中添加0.5%~1.5%的表面活性劑和0.5%~1.5%發泡劑，制備成污泥除臭劑。
2.根據權利要求1所述的污泥除臭劑的制備方法，其特征在于:步驟C所述含有纖維素及木質素的原料為林業廢棄物、農業秸桿、稻殼、木屑、樹皮、甘蔗渣其中一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的污泥除臭劑的制備方法，其特征在于:步驟E所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鹽，所述發泡劑為造紙廠排出的堿性紙漿廢液。
4.根據權利要求1所述的污泥除臭劑的制備方法，其特征在于:步驟B中的蒸煮溫度為 120。。。
5.根據權利要求1所述的污泥除臭劑的制備方法，其特征在于:步驟C油脂溫度為180。。。
6.基于權利要求1~5中任意一項方法制備的污泥除臭劑的使用方法，其特征在于:將所述污泥除臭劑加水制備成懸濁液，使用前稀釋至質量濃度10°/『30%，采用超聲波噴霧裝置將所述污泥除臭劑噴在污泥料倉，除臭劑添加量為污泥質量的3°/『7%，采用混合機將污泥與除臭劑攪拌3~10min。
7.根據權利要求6所述的污泥除臭劑的使用方法，其特征在于:所述污泥除臭劑加水制備成懸濁液，使用前稀釋至質量濃度20%，除臭劑添加量為污泥質量的5%。
8.基于權利要求1~5中任意一項制備方法制備的污泥除臭劑應用于適用焚燒處理的污泥的除臭。
【文檔編號】A61L101/56GK104491903SQ201410774621
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月16日 優先權日:2014年12月16日
【發明者】李春萍, 郝利煒, 張覬, 唐文宇, 熊運貴 申請人:北京建筑材料科學研究總院有限公司, 北京金隅股份有限公司