一種污泥生物質致密成型燃料的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種污泥生物質致密成型燃料的制造方法。現有方法存在各種不足。本發明包括以下步驟：選取生活污水污泥作為主原料；將混合物料在發酵場地堆積形成堆體，并于堆體表面噴灑除臭及促進物料腐熟的發酵菌液；堆制第一預定時間后，向堆體表面噴灑堆具有分解木質素，復雜有機物，吸水干化堆料功能的白腐真菌菌液，并深度翻堆；每隔第二預定時間翻堆1次，直至堆體物料含水率降至30%，結束堆制發酵過程；將發酵干化物料與木質纖維類的生物質材料，以混合物含水率18%為基準進行充分混合并擠壓成型。本發明方法操作更為簡便、工藝參數穩定易于控制，能耗大幅度降低，產品沒有任何非生物質類添加材料，更為清潔環保。
【專利說明】一種污泥生物質致密成型燃料的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種污泥處理方法，尤其涉及一種污泥生物質致密成型燃料的制造方法。
【背景技術】
[0002]改革開放以來，我國城市建設快速發展，尤其是十一五期間，污水處理市場快速發展。30年間，污水處理廠從37座增長到2800余座，污水處理能力從64萬噸/日增加到12867萬噸/日。全國城市污水處理率已經達到73%。污水處理能力及處理率增長迅速的同時也帶來了污泥產量的迅速增加。截止到2010年年底，全國城鎮污水處理量達到343億立方米，脫水污泥產生量接近2200萬噸。但目前大部分污水處理廠缺少良好穩定的污泥處置配套設施，污泥減量化，穩定化、無害化，資源化問題亟待解決。
[0003]污泥常見的處置技術包括堆肥、填埋、焚燒以及農業用回田等。目前，污泥的無害化焚燒已經被越來越廣泛的使用，是一種較為徹底較為安全的處置方式。污泥焚燒又分為直接焚燒和干化焚燒兩種。直接焚燒任然屬于一種高能耗的焚燒方式，干化焚燒被越來越多的采用。干化焚燒也存在燃燒熱值低，需要配合煤粉、黑炭等助燃劑進行的缺陷。
[0004]目前，也有很多技術在污泥干化的基礎上，利用污泥為原料制造生物燃料。但是同樣存在以下的技術弱勢。①污泥干化多數采用物理烘干的方式，耗能大；②污泥干化后需要添加煤粉、黑炭或是其它非生物質類的助燃劑污泥干化即便采用生物發酵降低了能耗，制造的生物燃料仍然存在干化不徹底，含水率高(30%左右)的問題。
【發明內容】
[0005]針對現有的污泥處理方法存在的上述問題，本發明提供的技術方案的主要目的是:
提供一種更為簡便，有效，節能的大批量制造污泥生物質致密成型燃料的方法。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案:
一種污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其中，包括以下步驟:
步驟1、選取生活污水污泥作為主原料，測定所述主原料的含水率，以混合物料含水率60%為基準，向污泥中添加木質纖維類生物質材料；
步驟2、將混合物料在發酵場地堆積形成堆體，并于所述堆體表面噴灑除臭及促進物料腐熟的發酵菌液；
步驟3、堆制第一預定時間后，向所述堆體表面噴灑堆具有分解木質素，復雜有機物，吸水干化堆料功能的白腐真菌菌液，并深度翻堆；
步驟4、每隔第二預定時間翻堆I次，直至所述堆體物料含水率降至30%，結束堆制發酵過程；
步驟5、將發酵干化物料與木質纖維類的生物質材料，以混合物含水率18%為基準進行充分混合后，通過生物質燃料造粒機擠壓成型。[0007]本發明的另一方面，對所述步驟I和/或步驟4中添加的木質纖維材料進行粉碎，粉碎粒度為25#~40#。
[0008]本發明的另一方面，所述木質纖維材料為森林三剩物和/或農業秸桿和/或干化造紙污泥。
[0009]本發明的另一方面，所述步驟2中堆體尺寸底部寬不小于1.8米，頂部寬I米，高度0.8米~1.5米，長度不小于50米。
[0010]本發明的另一方面，所述步驟2中，所述發酵菌液噴灑量為所述堆體體積的0.001%。
[0011]本發明的另一方面，所述步驟2中，所述發酵菌液為放線菌，芽孢桿菌、真菌等調制成的混合菌液。
[0012]本發明的另一方面，所述白腐真菌菌液的噴灑量為所述堆體體積的0.005%。
[0013]本發明的另一方面，所述第一預定時間為72小時。
[0014]本發明的另一方面，所述第二預定時間為12小時。
[0015]本發明的另一方面，所述步驟5中，所述生物質燃料造粒機擠壓成型尺寸為直徑8mm,長度6~8cm。
[0016]通過對本發明技術方案的實施，可以獲得以下技術效果:
1、污泥原料無需物理 干化及分類預處理過程，可直接以混合物料含水率60%為基準與粉碎后的木質纖維類生物質材料混合。簡化了原料預處理過程，節約能耗的同時，以含水率為工藝流程同一技術參數指標，避免了原料按固定比例添加造成的發酵堆體水分含量波動大的缺陷。
[0017]2、干化發酵過程分階段添加不同微生物種類，堆制O~72小時階段添加具有除臭和促進物料腐熟的發酵菌液；堆制72小時后的階段添加具有分解木質素，復雜有機物，吸水干化堆料功能的白腐真菌(側耳屬)菌液。不同微生物種類分階段添加，加速了生物干化過程，特別是白腐真菌的添加，利用其菌絲體在生長過程中吸水能力強的特性，使得物料干化更為徹底。一般生物干化后污泥含水率40%~50%，本發明生物干化后污泥含水率< 30%。因此，本發明工藝流程中又取消了發酵產物存儲干化過程。
[0018]3、發酵干化物料與木質纖維類的生物質材料混合后造粒成型，無需添加煤粉，炭黑，以及其他一切助燃劑或是黏合劑。本發明利用木質纖維中的木質素以及白腐真菌菌絲體中的菌體膠原蛋白在高溫高壓下的細胞滲出將發酵干化物料與木質纖維類的生物質材料黏合成型，既提高生物質致密成型燃料的燃燒值(3500~4500大卡/千克)，又避免了非生物質助燃劑或是化學黏合劑的添加，產品更清潔環保。
[0019]4、發酵干化物料與木質纖維類的生物質材料(包括粉碎后的森林三剩物、農業秸桿、干化造紙污泥)混合前不需要任何烘干，或是后處理過程，而是以混合物料含水率18%為基準進行直接混合。污泥生物質致密成型燃料造粒過程取消了一般制造過程必須的烘干工序，簡化工藝流程的同時，大幅度減少了技術工藝的能耗。
[0020]本發明與現有技術比較，操作更為簡便、工藝參數穩定易于控制，能耗大幅度降低，產品沒有任何非生物質類添加材料，更為清潔環保。
【專利附圖】
【附圖說明】[0021]圖1為本發明的污泥生物質致密成型燃料的制造方法步驟流程框圖。
【具體實施方式】
[0022]以下通過具體的實施例對本發明的技術方案進行說明，在與本發明的發明目的無沖突的前提下，下文中提到的實施例以及實施例中的技術特征可以相互組合。
[0023]如圖1所示，本發明的一種污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其中，包括以下步驟:
步驟1、選取生活污水污泥作為主原料，測定主原料的含水率，以混合物料含水率60%為基準，向污泥中添加木質纖維類生物質材料；
步驟2、將混合物料在發酵場地堆積形成堆體，并于堆體表面噴灑除臭及促進物料腐熟的發酵菌液；
步驟3、堆制第一預定時間后，向堆體表面噴灑堆具有分解木質素，復雜有機物，吸水干化堆料功能的白腐真菌菌液，并深度翻堆；
步驟4、每隔第二預定時間翻堆I次，直至堆體物料含水率降至30%，結束堆制發酵過 程;
步驟5、將發酵干化物料與木質纖維類的生物質材料，以混合物含水率18%為基準進行充分混合后，通過生物質燃料造粒機擠壓成型。
[0024]本發明的一種實施例中，對步驟I和/或步驟4中添加的木質纖維材料進行粉碎，粉碎粒度為25#~40#。
[0025]本發明的一種實施例中，木質纖維材料為森林三剩物和/或農業秸桿和/或干化造紙污泥。
[0026]本發明的一種實施例中，步驟2中堆體尺寸底部寬不小于1.8米，頂部寬I米，高度0.8米~1.5米，長度不小于50米。
[0027]本發明的一種實施例中，步驟2中，發酵菌液噴灑量為堆體體積的0.001%。
[0028]本發明的一種實施例中，步驟2中，發酵菌液為放線菌，芽孢桿菌、真菌等調制成的混合菌液。
[0029]本發明的一種實施例中，白腐真菌菌液的噴灑量為堆體體積的0.005%。
[0030]本發明的一種實施例中，第一預定時間為72小時。
[0031]本發明的一種實施例中，第二預定時間為12小時。
[0032]本發明的一種實施例中，步驟5中，生物質燃料造粒機擠壓成型尺寸為直徑8mm，長度6~8cm。
[0033]在一種較優的實施例中，污泥生物質致密成型燃料制造方法，具體可包括以下步驟:
步驟a:選取生活污水污泥作為生物質致密成型燃料制造的主原料，木質纖維成分較高的印染污泥也可使用。測定進廠的污泥和木質纖維類生物質材料的含水率，對不符合工藝要求的木質纖維材料進行粉碎(粉碎粒度25#~40#)。
[0034]步驟b:根據污泥的含水率，以混合物料含水率60%為基準，向污泥中添加木質纖維類的生物質材料(包括粉碎后的森林三剩物、農業秸桿、干化造紙污泥)，使用臥式雙軸攪拌機攪拌均勻。將混合物料在發酵場地堆積，堆積尺寸底部寬不小于1.8米，頂部寬I米，高度0.8米~1.5米，料堆長度不小于50米。
[0035]步驟c:堆體表面噴灑堆體體積0.001%的具有除臭和促進物料腐熟的發酵菌液(放線菌，芽孢桿菌、真菌等調制成的混合菌液)。堆體72小時內不得翻堆，并用農用地膜進
行覆蓋保溫。
[0036]步驟d:混合物料堆制72小時后，向堆體表面噴灑堆體體積0.005%的具有分解木質素，復雜有機物，吸水干化堆料功能的白腐真菌(側耳屬)菌液，并深度翻堆I次。
[0037]步驟e:堆體每12小時翻堆I次，直至堆體物料含水率降至30%左右，結束堆制發酵過程。獲得富含有機質及大量白腐真菌菌絲體的發酵干化物料。
[0038]步驟f:將發酵干化物料與木質纖維類的生物質材料(包括粉碎后的森林三剩物、農業秸桿、干化造紙污泥)，以混合物含水率18%為基準進行充分混合。
[0039]步驟g:用生物質燃料造粒機擠壓成型(直徑8mm,長度6~8cm),獲得污泥生物質致密成型燃料，含水率小于等于10%，燃燒值3500~4500大卡/千克。
[0040]上述技術方案簡化了污泥原料預處理過程，節約能耗的同時，以含水率為工藝流程同一技術參數指標，避免了按固定比例添加造成的發酵堆體水分含量波動大的缺陷。污泥干化發酵過程分階段添加不同微生物種類，加速了生物干化過程，特別是白腐真菌的添加，利用其菌絲體在生長過程中吸水能力強的特性，使得物料干化更為徹底。利用木質纖維中的木質素以及白腐真菌菌絲體中的菌體膠原蛋白在高溫高壓下的細胞滲出將發酵干化物料與木質纖維類生物質材料黏合成型，無需添加煤粉，炭黑，以及其他一切助燃劑或是黏合劑。污泥生物質致密成型燃料造粒過程取消了一般生物質顆粒燃料制造過程必須的烘干工序，簡化工藝流程的同時，大幅度減少了技術工藝的能耗。
[0041]上述的實施例僅是本發明的部分體現，并不能涵蓋本發明的全部，在上述實施例以及附圖的基礎上，本領域技術人員在不付出創造性勞動的前提下可獲得更多的實施方式，因此這些不付出創造性勞動的前提下獲得的實施方式均應包含在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、選取生活污水污泥作為主原料，測定所述主原料的含水率，以混合物料含水率60%為基準，向污泥中添加木質纖維類生物質材料； 步驟2、將混合物料在發酵場地堆積形成堆體，并于所述堆體表面噴灑除臭及促進物料腐熟的發酵菌液； 步驟3、堆制第一預定時間后，向所述堆體表面噴灑堆具有分解木質素，復雜有機物，吸水干化堆料功能的白腐真菌菌液，并深度翻堆； 步驟4、每隔第二預定時間翻堆I次，直至所述堆體物料含水率降至30%，結束堆制發酵過程； 步驟5、將發酵干化物料與木質纖維類的生物質材料，以混合物含水率18%為基準進行充分混合后，通過生物質燃料造粒機擠壓成型。
2.如權利要求1所述污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其特征在于，對所述步驟I和/或步驟4中添加的木質纖維材料進行粉碎，粉碎粒度為25#~40#。
3.如權利要求2所述污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其特征在于，所述木質纖維材料為森林三剩物和/或農業秸桿和/或干化造紙污泥。
4.如權利要求1所述污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其特征在于，所述步驟2中堆體尺寸底部寬不小于1.8米，頂部寬I米，高度0.8米~1.5米，長度不小于50米。
5.如權利要求1所述污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其特征在于，所述步驟2中，所述發酵菌液噴灑量為所述堆體體積的0.001%。
6.如權利要求1所述污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其特征在于，所述步驟2中，所述發酵菌液為放線菌，芽孢桿菌、真菌等調制成的混合菌液。
7.如權利要求1所述污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其特征在于，所述白腐真菌菌液的噴灑量為所述堆體體積的0.005%。
8.如權利要求1所述污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其特征在于，所述第一預定時間為72小時。
9.如權利要求1所述污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其特征在于，所述第二預定時間為12小時。
10.如權利要求1所述污泥生物質致密成型燃料的制造方法，其特征在于，所述步驟5中，所述生物質燃料造粒機擠壓成型尺寸為直徑8mm,長度6~8cm。
【文檔編號】C02F11/04GK103805304SQ201410046446
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月10日 優先權日:2014年2月10日
【發明者】汪興華, 胡長慶 申請人:汪興華