[发明专利]污泥微波诱导催化水解制取新材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机固体废弃物无害化、资源再生制取新材料领域。

背景技术

城市污水和工业有机废水生化法处理产生的剩余活性污泥，传统方法是厌氧消化法，利用发酵产生的60℃-80℃的发酵热，杀灭虫卵和病菌。长期发酵做到减量化。优点是方法简单，运行成本低。其缺点是发酵时间长，二十天以上。在厌氧发酵过程中，产生大量的温室气体；CO₂、CO、NO_X、SO₂、CH₄和恶臭气体，H₂S、HCN、有机硫、有机胺、醛、酮类，蚊蝇寄生环境卫生很差，二次污染严重。目前都不愿采用此法。由于厌氧发酵时间长，有机营养大部分挥发损失。消化的污泥虽然减量，但没有什么利用价值，如做肥料，由于被浓缩的重金属污染，具有生态风险，只能做二次填埋处理，浪费了宝贵资源。由于厌氧消化时间长，构筑物占地面积很大，工程造价高。

二十一世纪从美国引进了活性污泥的干化—焚烧法的技术和设备。该法优点是减量化程度高，无害化程度也高。但缺点是燃烧过程中产生CO₂、CO、NO_X、SO₂等大量温室气体，存在二次污染，产生的飞灰有超标重金属和二恶英，属危险品废弃物。产生的炉渣，也有超标重金属。都需要按照危险品废弃物进行二次填埋处理，又增加了处理成本。

由于活性污泥存在大量微生物蛋白质，特别亲水，不易脱水干化，需要消耗大量能源，运行成本很高，设备投资也很高，而且没有资源回收，国内很少采用此法。

国内外迫切需要具有无害化彻底，避免二次污染，工程投资低，有资源回收再利用的技术。

发明内容

城市污水和工业有机废水生化处理产生的剩余活性污泥加入有机碳化物(包括农作物秸杆，林业废弃物；锯屑、枝桠、腐植土，人畜禽粪便，工业有机发酵废渣、植物水解行业的废渣；如糠醛渣、木糖醇渣、纤维乙醇渣)，先经去杂破碎、粉碎后再加入，目的增加活性污泥的有机碳水解成份，同蛋白质水解物发生美拉德反应，优点是固定蛋白质水解物的氨基、使之稳定化，形成氮碳复合物的新材料。不再被分解成无机硫、有机硫、有机胺类，可除臭，又不损失蛋白质资源，又可拓宽资源化应用范围。加入量为活性污泥的30％-150％，以干基计。加入热载体材料，包括各类尾矿砂类，石英砂类，花岗石、大理石材加工后的废石粉，经破碎后的细度为40筛目-80筛目，加量为活性污泥干基计的5％-30％。加入的目的一是增加热的传导，做为热载体。二是对活性污泥的粘性，热载体有分散作用。三者混和搅拌均匀后，采用微波诱导快速催化水解、固氨、除臭、脱水，然后采用压力流脱水和机械冲击研磨方法再脱水后，用分级机将热载体分离出来，循环使用。分级机的原理是除进料口用热风送料外，还增加了二次进风口，物料由加料器输送入加料室内，在分级转子和分栅叶片之间充分分散并进行反复循环分级。比重大的热载体被甩至内筒壁，细粉随气流穿过转子叶片间隙由上部出口排出，进入系统的捕集装置，热载体粉在调隙锥处由于二次空气的风筛作用，把混入热载体粒中的干污泥粗粒，进一步分析出，送至分级室做进一步分级。污泥细粉从分级机上部测面出口出料，经螺旋集料器，布袋集料器下部出料口出料。热载体料从分级下口排出，进热载料槽循环使用。分级机除分出热载体外，如在入料口用热风送料又可起干燥脱水作用。热风温度为100℃-200℃，分级转子转数为3000-10000转，可用变频调速器调转数，风机压力为0.01MPa-0.3MPa，也可通过用变频调速器调电机转数来调节风压。