[发明专利]一种污泥生物改性制备炭的方法及系统

权利要求书

1.一种污泥生物改性制备炭的方法，其特征在于，包括：

步骤一，生物改性，按照新鲜污泥体积比例的15％-20％向装有新鲜污泥的生物改性反应器中加入第一复合菌群污泥接种物，并按照污泥干物质质量的5％-7％的比例添加微生物改性营养剂，20-35℃、好氧的条件下反应1-2.5h；接着在生物改性反应器中按照污泥体积比例的30％-40％接入第二复合菌群污泥接种物，并按照污泥干物质质量的2％-4％的比例添加微生物生长促进剂，10-35℃、好氧的条件下反应7-15h，该第一复合菌群和第二复合菌群的大小均比污泥中原生菌大小增大5-10倍；

步骤二，压滤脱水，将步骤一中经过生物改性后的污泥经压滤后形成污泥泥饼与滤液，该污泥泥饼的含水率＜60％；

步骤三，破碎造粒，经步骤二中压滤脱水后得到的污泥泥饼通过物理破碎、造粒后，得到平均直径为1-3mm的污泥颗粒；

步骤四，干燥，在造粒过程中，同步对污泥进行干燥，干燥温度120-200℃，干燥时间为10-30mim，干燥后含水率＜30％；

步骤五，热解炭化，将步骤四中经造粒后的污泥颗粒输送到炭化炉内，同时，向该污泥颗粒中加入农业废弃物，在炭化炉为欠氧或厌氧状态，炭化温度为550-600℃，炭化时间为0.5-2h的条件下，制备得到比表面积为2000-2200m²/g，单位体积内孔隙率为70％-85％，平均孔径2-5μm的污泥基生物炭。。

2.根据权利要求1所述的一种污泥生物改性制备炭的方法，其特征在于：所述步骤一中，在新鲜污泥内加入细碎的农业废弃物后，再与第一复合菌群污泥接种物及第二复合菌群污泥接种物混合反应。

3.根据权利要求1所述的一种污泥生物改性制备炭的方法，其特征在于：所述步骤二中，通过隔膜厢式压滤机对污泥进行压滤脱水，其进料时间为2h，高压水压榨1h，进料压力0.8MPa，隔膜压榨力2.0MPa，脱水后污泥泥饼含水率45-50％。

4.根据权利要求1所述的一种污泥生物改性制备炭的方法，其特征在于：所述步骤四中，在造粒过程中同步对污泥进行干燥的所需热量来自于所述步骤五中热解炭化过程产生的高温烟气。

5.根据权利要求1所述的一种污泥生物改性制备炭的方法，其特征在于：所述步骤五中，通过喷洒方式向炭化炉内添加粒径不大于所述污泥颗粒的农业废弃物。

6.根据权利要求1或5所述的一种污泥生物改性制备炭的方法，其特征在于：所述步骤五中，向炭化炉内按照污泥颗粒体积的2％-3％加入所述农业废弃物。

7.根据权利要求1或5所述的一种污泥生物改性制备炭的方法，其特征在于：在污泥颗粒温度达到200-300℃时向炭化炉内添加所述农业废弃物。

8.根据权利要求1所述的一种污泥生物改性制备炭的方法，其特征在于：所述步骤六中，炭化炉优选为回转式炭化炉，炭化温度为500-600℃，炭化时间为1-1.5h。

9.一种污泥生物改性制备炭的系统，其特征在于，包括：

第一生物改性器(1)，所述第一生物改性器(1)上设置有螺旋输入新鲜污泥的螺旋输送管道(11)；

第二生物改性器(2)，所述第二生物改性器(2)与所述第一生物改性器(1)的出料口(12)通过输送管道(21)连通，其接收所述第一生物改性器(1)处理后的污泥；

压滤装置(3)，所述压滤装置(3)与所述第二生物改性器(2)的出料口(22)连通，其压滤所述第二生物改性器(2)输出的污泥形成滤渣与滤液；

破碎造粒装置(4)，所述破碎造粒装置(4)与所述压滤装置(3)的出渣口(31)通过螺旋输送管道(41)连通，其接收所述压滤装置(3)压滤出的滤渣，且其造粒料桶(44)的造粒孔(441)处设置有均匀造粒机构(45)；以及

炭化装置(5)，所述炭化装置(5)与所述破碎造粒装置(4)的出料口(42)连通，其上设置有投料喷洒机构(51)，且其接收所述破碎造粒装置(4)成形的污泥颗粒。

10.根据权利要求9所述的一种污泥生物改性制备炭的系统，其特征在于，所述均匀造粒机构(45)包括：

密封组件(451)，若干的所述密封组件(451)环绕所述粒料桶(44)的外壁设置，其沿所述造粒料桶(44)的外壁滑动设置，且其阻挡所述造粒孔(441)；

吹气组件(452)，若干的所述吹气组件(452)环绕所述粒料桶(44)的内壁设置，其沿所述造粒料桶(44)的内壁滑动设置，且其对所述造粒孔(441)通气；以及

联动组件(453),所述联动组件(453)设置于所述密封组件(451)与所述吹气组件(452)之间，其驱动所述密封组件(451)与所述吹气组件(452)沿竖直方向上下交错滑动设置。