[发明专利]一种改性污泥煤浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性污泥煤浆及其制备方法，属于气化领域。

背景技术

城市污泥的产量巨大并且成分复杂，如何对城市污泥处置与利用已成为人们所关注的问题。长期以来，人们一直将“减量化、稳定化、无害化”的污泥处置方法作为最终目的。在此原则下，人们优先选择经济性较好的技术来对污泥进行处置。目前，城市污泥的处理方法主要有填埋、用于农作肥、焚烧等。

卫生填埋法处理污泥具有操作简单、投资抵的优点，但填埋场填埋污泥需要侵占大量土地、且污泥中含有一定的有毒物质，填埋不当有可能造成渗滤液渗出，严重污染地下水资源。随着人类环保意识的增强，人们对城市环境的要求越来越高，从而对污泥填埋处置要求也越来越高，填埋场地的选择范围越来越小，填埋成本也越来越高。

污泥作为农田肥利用是指污泥经处理后可作为肥料用于土壤中，因为污泥成分中有机物、氮、磷等的含量均高于一般农家厩肥，还含有钾及其它微量元素，若施用于土地中，对土壤的物理、化学及生物学性状有一定的改良作用。但是城市污水处理厂污泥中含有大量的病原微生物和寄生虫，如不加以控制，则污泥在土地利用或使用过程中会对人畜的健康造成危害；另一方面污泥中往往存在大量的铜、镍、镉、铅、锌、汞等重金属和许多有毒有机物，若农田长期使用会导致土壤污染，她们被农作物吸收后又通过食物链进入人体，从而影响人体健康。因此，污泥农用引起的争议越来越多。如在法国和德国，部分地区已经出现拒绝使用污泥农产品的现象。

污泥焚烧作为污泥处置的方法之一，它能使污泥中的有机物全部氧化、分解，杀死病原体，可最大限度的减少污泥体积。但是由于污泥含水量大，焚烧前需要干化，焚烧不能带来大量的热能收益，反而投资巨大，另外污泥焚烧后，容易产生二噁英等污染物，造成环境的二次污染。

为了解决上述技术问题，人们对污泥处理技术进行了不断研究，提出了将污泥与煤混合制备污泥煤浆，然后对污泥煤浆进行燃烧或气化处理的方法。该方法是一种可以安全处置污泥而不污染环境，并可产生热能或干净的可燃气和/或合成气的废物再利用方法，符合我国的可持续发展的战略目标。

但是，单纯利用污泥制备得到的污泥煤浆，由于污泥和水的亲合性差，其中的大颗粒物质容易在水中沉降，所以污泥煤浆的成浆稳定性很差，为了保证污泥煤浆的稳定性，现有技术中制备污泥煤浆都需要加入助剂来对污泥进行改性，诸如中国专利文献CN1908134A就公开了一种高浓度污泥煤浆及其制备方法，所述污泥煤浆包括煤粉100~200份，含水污泥10~50份，水10~100份，添加剂1~5份，污泥改性药剂1~5份，所述污泥煤浆的制备方法，包括如下步骤：（1）将含水污泥与污泥改性药剂混合，获得改性含水污泥，放置2~240h；（2）将上述改性含水污泥、煤粉、水和添加剂混合，研磨，使固体颗粒的粒径小于0.5mm，获得污泥煤浆。上述技术中，主要通过对污泥的改性来提高污泥煤浆的成浆浓度，制备得到的污泥煤浆的成浆浓度大于55wt%。而该技术中，对含水污泥的改性通常需要放置2~240h，放置时间较长，不能即配即用，增加了改性污泥的储存设备和场地的投入费用，并且延长了污泥煤浆的处理周期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的高浓度的污泥煤浆存在制备方法复杂，配制周期长的问题，进而提供一种制备方法简单、即配即用、成浆浓度高、稳定性好的改性污泥煤浆及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种污泥煤浆，所述改性污泥煤浆包含如下原料：含水污泥、煤粉、粘弹性表面活性剂、助剂和水。

所述改性污泥煤浆包括如下重量份数的原料：

含水污泥：10~70份，优选30~50份；

煤粉：100~350份，优选150~300份；

粘弹性表面活性剂：0.5~2份；

助剂：0.3~10份；

水：88~99.2份。

所述粘弹性表面活性剂为碳链长度至少为16个碳原子以上的长碳链烷基季铵盐中的任意一种或多种。

进一步地，所述粘弹性表面活性剂选择十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、二十二烷基三甲基溴化铵、二十二烷基三甲基氯化铵中的任意一种或多种。

所述助剂优选次氯酸钾、次氯酸钠、水杨酸钠、水杨酸钾中的任意一种或多种。

所述改性污泥煤浆中还包括阴离子表面活性剂。

所述阴离子表面活性剂的重量份数为0.1~0.3份。

所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。