[发明专利]通过污泥预处理提高污泥水煤浆成浆性能的方法

说明书

本发明涉及污泥处理技术，旨在提供一种通过污泥预处理提高污泥水煤浆成浆性能的方法。该方法是先向污泥中添加调理剂，混匀后利用微波进行辐射，通过预处理改善污泥的物理和化学特性；经过预处理后的调理污泥再用于与煤粉、水和水煤浆添加剂掺混制备成污泥水煤浆。所述调理剂为氯盐，其添加量是污泥质量的0.5～1％；微波的频率为2450MHz或900MHz，微波辐射时间为0.5～3min。本发明简单可行，变废为宝，具有明显的社会和经济效益，是一种有效的减量化、无害化、资源化利用方式。利用调理剂和微波辐射双重预处理改性，方法容易实现，便于操作，但取得的效果非常显著，可大幅度提高污泥水煤浆的浓度和污泥掺混量，降低污泥水煤浆粘度。

技术领域

本发明涉及污泥处理技术，特别涉及一种提高污泥水煤浆成浆性能的方法。具体方法是将污泥先进行预处理，再和煤、水、添加剂等掺混制备污泥水煤浆，以此大幅提高污泥水煤浆的成浆浓度，增加污泥掺混量。

背景技术

我国化石能源分布特点为富煤、贫油、少气，煤炭在我国的一次能源消费结构中占60％以上，这种以煤为主的能源生产和消耗结构在较长时期内不会改变，因此，煤炭在我国国民经济发展和人民生活中占据十分重要地位。水煤浆是一种新型的煤基液态清洁燃料，由60-70％左右的粉煤、30-40％左右的水和0.5-1％左右的化学添加剂组成，水煤浆既保持了煤炭原有的物理特性，又能像液体燃料油一样流动、储存、搅拌、雾化燃烧和气化，在目前石油供应较为紧张情况下，能够取代燃油和燃气，是一种理想的锅炉燃料和气化原料。水煤浆技术自上世界70-80年代诞生以来，已在国内外得到较为广泛的应用，包括各种工业锅炉、电站锅炉，冶金、建材窑炉，化工气化炉等。

随着经济和社会的快速发展，城市和工业污水处理厂的污泥数量也大幅度增加，由于污泥不仅含有大量的有机质，同时含有有毒有害物质，如病原微生物、细菌、重金属等，处理难度大、成本高，易造成二次污染。如何高效清洁低成本地处理这些污泥，使城市和工业、社会的发展可持续化，已成为迫切需要解决的问题。目前常规的污泥处理技术有农用、填埋、焚烧等，特别是焚烧技术被认为是比较彻底的污泥减量化、无害化、资源化利用。但一般污水处理厂出厂的污泥是经过机械脱水后的湿污泥，含水率仍然达到80％以上，很难进行直接焚烧或掺混煤燃烧，需要把水分进一步脱除到40％左右，才能进行焚烧或燃烧处理，然而水分从80％左右脱除到40％，还需要消耗大量的热能，影响到经济效益。近年来将湿污泥直接与煤、水、添加剂等物质掺混制备污泥水煤浆是一种全新的、有效的污泥资源化利用方法。该技术不需要对机械脱水后的湿污泥再进行脱水处理，污泥中的高水分处理得当还可以节省制浆所需的清水，这样不仅节省了大量脱水用的热能，而且简化了工艺和技术，提高了污泥利用的经济性。此外，燃烧含污泥的水煤浆不仅可以处理大量的污泥，又能回收利用其热值，实现了变废为宝的目的。

由于污泥组分十分复杂，已有的研究均表明水煤浆掺混污泥后，成浆浓度会大幅度下降，而成浆粘度会上升。其原因是：1)污泥中较多水分为细胞水(微生物细胞内部的水分)，在制备成水煤浆后仍赋存在细胞中，不能成为流动的自由水，使最终水分占比提高了，即浆体的固相浓度下降了；2)污泥中存在大量絮状组织，这种结构有着强大的吸水能力，被吸附的水分同样不能自由流动，使起润滑作用的水分减少，导致浆体浓度下降或粘度上升。3)污泥中的胞外聚合物和颗粒表面的含氧官能团具有很强的亲水性，在水煤浆中会大量束缚水分，使之不能成为自由水而影响水煤浆的浓度和粘度。根据研究显示，当湿污泥掺混量为15％时(湿污泥和干煤粉的占比)，会使水煤浆的浓度下降10个百分点以上。而开发污泥水煤浆的目的是要尽可能多的掺混污泥量，节约煤炭资源，提高经济性和社会效益，以达到节能减排的目的。如何提高污泥水煤浆的浓度和污泥的掺混量，降低污泥水煤浆粘度，是解决污泥水煤浆成浆性能的关键，已成为人们普遍关注的热点问题。

因此，开发一种能增加污泥在水煤浆中的掺混量，提高污泥水煤浆的成浆浓度，降低污泥水煤浆的粘度的技术方法，对大规模处理城市和工业污泥，降低污泥处理成本，加快污泥的减量化、无害化、资源化综合利用有重要意义。

发明内容