[发明专利]一种固体燃料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体燃料的制备方法，以及由该方法制得的固体燃料。

背景技术

城市污水处理过程中和工业生产过程中产生的污泥是污泥的主要来源。我国不同规模、不同处理程度的污水处理厂有100多座，每天产生的污泥量约为污水处理量的0.5-1.0体积％，据不完全统计，全国污水排放量为4.474×10⁷m³/d，污泥含水量高达90重量％，循环再利用难且又不易脱水，因此污泥处理起来非常困难，对生态环境的破坏大。尤其是木薯淀粉发酵废水处理过程中产生的好氧污泥与厌氧污泥给环境带来了巨大压力。因此如何处理污泥特别是如何处理城市污水厂产出的大量污泥是一个值得深入研究的课题。

目前，各国处理污泥的主要方式有填埋、焚烧、投海及农用。但这些处理方式各有其缺点：填埋需要占用大量土地，且填埋废气排放等易引起二次污染；污泥焚烧能使有机物全部碳化并杀死病原体，处理量大，占地小，可最大限度地减少污泥体积，但是焚烧处理设备投资大，处理费用高，也会造成二次污染；投海处理虽然最简单、所需费用也少，但对生态环境破坏大，各国纷纷予以禁止；污泥经自然堆垛后可作为农用肥料，这是一种环保经济的处理方式，但污泥肥料具有使用不便和肥效差等缺点，这使其无法与化肥抗衡，而且近年来人们对绿色食品要求的提高和对土壤污染的警惕，污泥肥料农用的标准日趋苛刻，仅通过自然堆垛是很难达到农用标准的，从而使得污泥用作农业肥料难以为继。污泥的资源化利用本身就是在节约能源和资源，并为污泥处理找到一条化害为利、变废为宝的合理出路，从而实现经济效益与社会效益同步增长，因此，仍需要进一步探究更有效的污泥处理方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、易操作、低成本的污泥生产固体燃料的方法，解决污泥污染问题，提高污泥的附加值。

为了实现上述目的，本发明提供一种固体燃料的制备方法，该方法包括将污泥、含纤维料与脱水剂混合，将得到的混合物进行堆垛发酵直至混合物的水分含量降低至40重量％以下，其中，以所述污泥的重量为基准，所述含纤维料的添加量为30-60重量％，所述脱水剂的添加量为2-10重量％，其特征在于，所述脱水剂含有炉灰和/或硅酸水泥、生石灰以及氯化钙和/或氯化镁，所述炉灰和/或硅酸水泥的重量∶所述生石灰的重量∶所述氯化钙和/或氯化镁的重量为4-12∶3-8∶1。

本发明还提供一种由上述方法制得的固体燃料。

通过上述技术方案，大大缩短了污泥制备固体燃料堆垛发酵的时间，高效地辅助解决了污泥污染问题，提高了污泥的附加值。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供的固体燃料的制备方法包括将污泥、含纤维料和脱水剂混合，将得到的混合物进行堆垛发酵直至混合物的水分含量降低至40重量％以下，例如30-40重量％，其中，以所述污泥的重量为基准，所述含纤维料的添加量为30-60重量％，优选为40-60重量％，所述脱水剂的添加量为2-10重量％，优选3-5重量％，所述脱水剂含有炉灰和/或硅酸水泥、生石灰以及氯化钙和/或氯化镁，所述炉灰和/或硅酸水泥的重量∶所述生石灰的重量∶所述氯化钙和/或氯化镁的重量为4-12∶3-8∶1，优选为5-10∶4-6∶1。

本发明的堆垛发酵时间较短的原因之一可能是：脱水剂中的氧化钙与水接触生成氢氧化钙并释放出大量的热量而促进水分的蒸发；生成的氢氧化钙可再分别与脱水剂中的氧化硅和氧化铝反应生成不溶于水的硅酸钙和硅酸铝而促进水分的渗透流出；同时，生成的氢氧化钙还可以与污泥中的碳酸和/或空气中的二氧化碳反应生成水溶性差的碳酸盐，使得污泥很难再泥化。

根据本发明，所述脱水剂可以以混合物的形式与污泥、含纤维料混合，也可以将脱水剂的各成分分别与污泥、含纤维料混合，只要在堆垛发酵前混合均匀即可。

根据本发明，所述污泥可以为城市污水处理厂或工业生产过程中产生的废弃物，优选情况下，所述污泥为淀粉质原料发酵后产生的好氧污泥、淀粉质原料发酵后产生的厌氧污泥及城市污泥中的一种或多种。所述污泥的含水量为86-90重量％。

根据本发明，所述含纤维料可在较宽范围内选择，只要是能够降低污泥的粘度、增大污泥的含气量进而加快发酵速度促进发酵的进行、同时为发酵提供一定养分的含纤维料即可。优选情况下，所述含纤维料为木薯渣、桉树皮和秸秆中的一种或多种。