[发明专利]一种基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法

说明书

一种基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法，其特征在于：在离心脱水后的污泥中投入膨化调理剂混合均匀后进行布料，进入太阳能夹层干化系统，利用所述膨化调理剂的调理作用，结合太阳能夹层干化过程，完成骨架构建、植入膨化调理剂和光催化反应，从而在强化污泥干化速率基础上实现所述污泥的低收缩干化；所述的膨化调理剂是由碳酸铵/碳酸氢铵、氧化镁/氯化镁/氧化钙、海带粉/海藻粉/蓝藻粉和UEA硫铝酸钙膨胀剂充分搅拌均匀而成，其组分质量比例为40‑60％：10‑20％：10‑30％：5‑10％，该膨化调理剂的投加量为污泥干基的5‑20％。本发明利用了太阳能制热干燥效果和膨化调理剂调理污泥的联合作用，既构建了污泥干化的基本结构，又有利于后续污泥热处理时的造孔和抗收缩。

技术领域

本发明涉及一种固体废物处理方法，具体涉及一种在太阳能辅助下用于污泥低收缩的干化脱水方法，属于环保技术领域。

背景技术

一般污水厂二沉池污泥的含水率为97％～99％，其中间隙水约占70％，毛细水占20％左右，吸附水约为7％，胞内水约为3％。剩余污泥处理处置前，需将污泥中的高含水进行有效去除，而通过一般的脱水处理，如离心脱水、板框压滤等，其最终含水率仍在75-85％之间，此时污泥中水分形态主要为吸附水和胞内水。因此普通压滤机和离心脱水机无法对污泥进行深度脱水。无法满足后续处理的要求，例如填埋处理需要含水率在60％以下，又如焚烧等，则污泥的含水率需要在<30％，甚至到20％以下，才能满足后续污泥焚烧、热解制碳等热处理需求。

为了后续的资源化途径，污泥类生物质类物质在干化过程中将会发生明显收缩，一般污泥从机械脱水后的含水率80％通过热干化到20％以下，体积大幅度缩小(大概为原始体积的9％左右，密度也从开始的1.04增加到1.07g/cm³)，这主要是因为随着水分降低，污泥弹性模量变小，污泥表面水分的蒸发所引起的收缩及它内部的约束，造成最终干化块具有非常结实的结构，类似于石头。该类剩余有机质形成的致密物质，不利于后续热解制成高品位碳，也严重影响焚烧过程中与空气充分混合，不利于其完全燃烧。因此，如何在污泥干化过程中减少其体积的大幅度收缩，减少污泥等泥质生物质垃圾干化过程的收缩导致缺乏相应的气体输送孔道，成为污泥干化过程需要解决的问题，也有利于后续污泥的最终处理处置。

如果通过在干化收缩过程中植入部分物质构建骨架，再辅以添加部分膨胀剂，在后续热处理中(如热解和焚烧)，遇到高温再得到有效释放，使得泥质垃圾建立起一定的骨架，并在一定高温条件下得到有效膨胀和扩充，则会有利于后续热处理的效果。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有污泥干化方法中，由于水分逸散形成的致密干化污泥，不利于后续热处理的问题，采用膨化剂、骨料等外加膨化调理造孔药剂的方法，结合太阳能夹层干化，达到有利于改善污泥干化后的性质，并利于后续资源化利用的效果，从而极大地提高社会效益和经济效益。

本发明的原理是，污泥中含有大量的有机质，有机质中含有淀粉、类脂物、蛋白质、腐殖质、纤维素和大量的微生物及微生物残体等；这些有机质是亲水性物质，具有积蓄和吸附水的能力，但污泥类物质缺乏骨架，而在干化过程，由于水分溢出使得整个体系坍塌，形成致密的石块结构。本发明通过外加少量的膨化调理剂，一方面为污泥颗粒提供支架，同时添加的物料在太阳光作用下发生光催化作用，对污泥本身的物质产生一定的改性作用，另一方面植入的膨化调理剂在热处理过程中容易分解，有利于污泥的造孔作用，为后续的污泥资源化过程奠定基础。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于太阳能的污泥低收缩的节能干化方法，其特征在于：在离心脱水后的污泥中投入膨化调理剂混合均匀后进行布料，进入太阳能夹层干化系统，利用所述膨化调理剂的调理作用，结合太阳能夹层干化过程，完成骨架构建、膨化调理和光催化反应，从而实现所述污泥的节能低收缩干化。