技术领域
[0001] 本
发明涉及
污泥处理领域，具体为一种多相固体废弃物处理方法。
背景技术
[0002] 目前我国年产污泥量约3000万吨，到2020年污泥产量预计将达到6000— 9000万吨。随着国内外环保和资源化利用技术的日益发展，污泥的无害化处置 和资源化利用已经逐渐成为污泥处理处置领域新的发展趋势。随着城市的不断 发展和居民生活
水平的提高，城市餐厨垃圾的产生量也逐年增加，餐厨垃圾处 理整体市场规模大，处于快速增长阶段，而在城市生活垃圾中，餐厨垃圾往往 又成为二次污染与
食品安全威胁的祸首。为了满足环境友好型的城市建设，对 城市污
水处理厂污泥和餐厨垃圾进行集中处理处置是非常必要的。
[0003] 传统污泥处置各种弊端：卫生填埋占用大量土地，填埋后会产生渗滤液、 填埋气等；污泥焚烧减容效果好，但设备投资大，能耗及工艺技术要求高，并 会产生粉尘、二噁英等大气污染问题；
厌氧消化厌氧过程需要中温或者高温环 境，整个系统运行的能耗相当可观，并且厌氧过程缺乏对重金属的
固化作用， 重金属含量过高导致国内
沼渣最终出路无法得到有效解决；好氧堆肥污泥堆肥 量大，养分、有机质含量低，长期使用易造成
土壤板结和
地下水质变坏，好氧 堆肥重金属问题也得不到解决，并且存在同卫生填埋一样蚊蝇孽生，老鼠成灾， 臭气漫天等严重的环境影响问题。
[0004] 目前我国传统的餐厨垃圾处置方式是把餐厨垃圾运至郊区的养殖场直接作 为
饲料喂猪，另有一部分的餐厨垃圾混同生活垃圾进行填埋或者焚烧处置，以 及被非法收集用于提炼制造“地沟油”重回餐桌。随着国家和地方政府的法律 法规不断完善、监管
力度不断加大，规范化、无害化处置餐厨垃圾势在必行。 目前国内外常用的餐厨垃圾处理处置技术与污泥处理工艺较为接近，主要分为 以下几种：
粉碎直排(即对餐厨垃圾进行粉碎后直接排入城市污水管网，进入
污水处理厂进行处理)、填埋、厌氧消化、好氧堆肥等。
[0005] 若单独处置污泥或餐厨，需建设两套处置系统这样会占用额外的土地。两 套处置系统需配套完整的电气自控、处理处置设备、相关环保设施。需额外增 加投资成本和运行成本。餐厨垃圾和污泥均属于
有机废物，化学成分组成有一 点的相似性。不论采用何种处置方式有机质含量越高资源化利用率也相对越高。 国内城市污水厂污泥有机质含量相对较低且各污水厂的污泥泥质相差甚远，而 餐厨垃圾具有较高的有机质含量。在这一点上两者又存在很强的互补性和可行 性。
[0006] 因此，研发工艺更加简单直接、成本更低的污泥和餐厨等固体废弃物协同 处处理和资源化利用技术任务十分迫切和必要。
[0007] 另外，经检测炭化后的污泥呈黑色，颗粒状，具有空隙结构，可作为复合
吸附材料。吸附材料可以再生循环利用，可广泛用于传统
活性炭领域，处理废 水废气、替代
建筑材料辅材、污染
土壤修复等，但目前国内污水处理厂物相单 一、有机质含量过低，这些对复合吸附材料的孔径结构、吸附性能和有机质含 量都有显著影响。
[0008] 现有的处理系统具有单一炭化污泥，物相单一、孔隙成型少的缺点。
发明内容
[0009] 本发明提出一种多相固体废弃物处理方法，解决了
现有技术中物相单一、 孔隙成型少的缺点。
[0010] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0011] 一种多相固体废弃物处理方法，所述方法包括以下步骤：
[0012] S1.多相预混：将污泥、固相餐厨垃圾、秸秆材料按照5:1.5-3.5:1的比例混 合并
破碎搅拌，并在搅拌过程中加入调理剂，反应12-36h得到混合
浆液；
[0013] S2.压滤脱水：将经步骤1得到的预混料进行压滤，得到半干泥饼；
[0014] S3.物料干化：将半干泥饼破碎后输送至干化炉内，设置
温度为100-200℃， 干化至含水率在15-30％，得到干化泥饼；
[0015] S4.
热解炭化：将干化泥饼送入
造粒机进行造粒，所得颗粒送入热解炭化系 统中进行炭化处理，在隔氧气氛下将
温度控制在600-900℃，持续1-6h。
[0016] 具体的，步骤1所述加入调理剂的
质量为固体废弃物总和的1-4％，调理剂 包括絮凝剂、
硬脂酸，且絮凝剂与硬脂酸的质量比为2:1.5-4.5。
[0017] 具体的，所述絮凝剂组分包括10-15重量份过
硫酸钾、2-3重量份滑石粉、 20-30重量份聚胺和5-10重量份
淀粉。具体的，步骤1所述的固相餐厨垃圾在预 混前，需经自动分拣机和
磁性分离机进行分拣，将
铁质杂物和长度在2cm以上 的杂物剔除，并在分拣后将餐厨垃圾送入破碎制浆机进行破碎制浆，降低物料 粒径至6mm以下，并将垃圾浆液通过三相分离机的分离作用，液相送至油水分 离装置进一步油水分离，得到
油渣、
废水和半固态泥浆，所述半固态泥浆含水 率在65-85％之间。
[0018] 具体的，将经步骤1所得混合浆液输送至板框压滤系统，板框压滤系统包 括
压滤机进料设备、皮带输送系统、电气控制系统，设有进料
泵控制进料启停， 进料压力设置为1.3～1.8Mpa，对进料后的污泥进行递增式
压榨进行压滤脱水， 压力范围为1～5Mpa，持续
1-3h，得到含水率为60％以下的半干泥饼。
[0019] 具体的，所述步骤3中使用的干化炉为
回转窑，包括内腔外腔，
燃料为炭 化炉产生的热解气并以
天然气、柴油为辅助燃料，干化炉内腔直接通入热解气、 天然气、柴油燃烧后的混合高温气体，通过干化炉内外腔协同干化，在干化并 冷却至常温后加入为半干泥饼质量0.1-0.3％的
碳酸氢铵和3％-8％的
膨润土并同 干化泥饼搅拌混匀并同干化泥饼搅拌混匀。
[0020] 具体的，所述步骤4的碳化系统中以热解气为
能源，辅以天然气或柴油， 炭化完成后材料含水率降至1％以下。
[0021] 具体的，炭化时先将干化泥饼加入热解炭化系统并将其缓慢升温至180-250 ℃，维持最高温度5-15min，所得气体存于尾气处理系统内，再将温度提升至碳 化温度。
[0022] 具体的，炭化完成后材料直接进入冷却循环装置，并利用步骤1所得的混 合浆液进行冷却。
[0023] 具体的，干化系统尾气和炭化系统尾气排入除尘系统，除尘系统后面连接 尾气处理系统，该系统采用炭化炉产出炭化产物为吸附材料对SO2/NH3等废气 进行吸附。
[0024] 有益效果：
[0025] 1.本发明通过调整污泥、餐厨垃圾及秸秆材料的配比，可以提高炭化后材 料的孔隙成型率、孔径结构和
比表面积，同时又弥补了污泥有机质含量低、含 量不可控的特点、大大提高了炭化物质的有机质含量；并且本发明的副产物可 做吸附材料直接应用于干化炉、炭化炉的尾气
净化；
[0026] 2.本发明采用污泥、餐厨和秸秆的混合浆液对炭化后产物降温并将混合浆液 循环返回进行调理，混合浆液提高了降温介质的
比热容，获得的热量在系统内 部循环，从炭化及干化步骤中带来的热量使调理罐的温度升高30-70度，既提高 了混合组浆液流动性，使得三者混合更均匀，提高复合吸附材料的吸附性能， 也增加了调理剂的活性，降低了调理剂的使用量。
[0027] 3.通过添调理剂，改变
絮凝体表面电荷分布，改变浆液的亲水性，比阻降低， 毛细时间减少，炭化后材料无需后期改性便可获得优良的吸附性能，简化了材 料处理步骤。
[0028] 4.本发明采用硬脂酸作为助剂，硬脂酸可在炭化过程中提供二氧化碳提高活 性炭的吸附性能。
[0029] 5.采用的少量碳酸氢铵既可起到发泡的作用也可将热解产生的
氨气在尾气 处理系统中形成
氨水，用以与尾气形成亚硫酸铵，并在尾气处理系统中氧化形 成硫酸铵溶液，经后续
蒸发结晶得到硫酸铵，也可减少尾气处理系统中的物料 消耗。
附图说明
[0030] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031] 图1为本发明炭化产物对
磷酸盐吸附量柱形图；
具体实施方式
[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034] 实施例1
[0035] S1.多相预混：将污泥、固相餐厨垃圾、秸秆材料按照5:1.5:1的比例混合并 破碎搅拌，并在搅拌过程中加入质量为污泥2％的调理剂，静置36h得到预混料， 调理剂包括质量比为2:1:0.5的絮凝剂、硬脂酸；絮凝剂组分为15重量份过硫酸 钾、2重量份滑石粉、30重量份聚胺和5重量份淀粉；
[0036] S2.压滤脱水：将经步骤1得到的预混料以1.3Mpa的压力完成进料，进料完 成后对污泥进行递增式压滤，压力范围为1～5Mpa，持续3h，得到半干泥饼；
[0037] S3.物料干化：将半干泥饼破碎后输送至干化炉内，设置温度为100℃，干 化至含水率为30％，加入质量为干化产物0.3％的碳酸氢铵和质量为干化产物8％ 的膨润土，搅拌均匀后得到干化泥饼；
[0038] S4.热解炭化：将干化泥饼送入造粒机进行造粒，所得颗粒送入热解炭化系 统中，并在隔氧气氛下进行炭化处理，炭化时先将干化泥饼加入热解炭化系统 并将其升温至180℃，维持最高温度15min，所得气体存于尾气处理系统内，再 将温度提升至600℃，持续6h后得到炭化产物。
[0039] 实施例2
[0040] S1.多相预混：将污泥、固相餐厨垃圾、秸秆材料按照5:3.5:1的比例混合并 破碎搅拌，并在搅拌过程中加入质量为污泥2％的调理剂，静置12h得到预混料， 调理剂包括质量比为2:2:2.5的絮凝剂、硬脂酸；絮凝剂组分包括10重量份过硫 酸钾、3重量份滑石粉、20重量份聚胺和10重量份淀粉；
[0041] S2.压滤脱水：将经步骤1得到的预混料以1.8Mpa的压力完成进料，进料后 对污泥进行递增式压滤，压力范围为1～5Mpa，持续1h，得到半干泥饼；
[0042] S3.物料干化：将半干泥饼破碎后输送至干化炉内，设置温度为200℃，干 化至含水率为15％，加入质量为干化产物0.1％的碳酸氢铵和质量为干化产物5％ 的膨润土，搅拌均匀后得到干化泥饼；
[0043] S4.热解炭化：将干化泥饼送入造粒机进行造粒，所得颗粒送入热解炭化系 统中，并在隔氧气氛下进行炭化处理，炭化时先将干化泥饼加入热解炭化系统 并将其升温至250℃，维持最高温度5min，所得气体存于尾气处理系统内，再 将温度提升至900℃，持续1h后得到炭化产物。
[0044] 实施例3
[0045] S1.多相预混：将污泥、固相餐厨垃圾、秸秆材料按照5:2:1的比例混合并破 碎搅拌，并在搅拌过程中加入质量为污泥2％的调理剂，静置12h得到预混料， 调理剂包括质量比为2:1:1.5的絮凝剂、硬脂酸；絮凝剂组分包括12重量份过硫 酸钾、3重量份滑石粉、25重量份聚胺和8重量份淀粉；
[0046] S2.压滤脱水：将经步骤1得到的预混料以1.8Mpa的压力完成进料，进料后 对污泥进行递增式压滤，压力范围为1～5Mpa，持续1h，得到半干泥饼；
[0047] S3.物料干化：将半干泥饼破碎后输送至干化炉内，设置温度为150℃，干 化至含水率为15％，加入质量为干化产物0.2％的碳酸氢铵和质量为干化产物3％ 的膨润土，搅拌均匀后得到干化泥饼；
[0048] S4.热解炭化：将干化泥饼送入造粒机进行造粒，所得颗粒送入热解炭化系 统中，并在隔氧气氛下进行炭化处理，炭化时先将干化泥饼加入热解炭化系统 并将其升温至200℃，维持最高温度10min，所得气体存于尾气处理系统内，再 将温度提升至800℃，持续2h后得到炭化产物。
[0049] 实施例4
[0050] S1.多相预混：将污泥、固相餐厨垃圾、秸秆材料按照5:3:1的比例混合并破 碎搅拌，并在搅拌过程中加入质量为污泥2％的调理剂，静置12h得到预混料， 调理剂包括质量比为2:1:2.5的絮凝剂、硬脂酸；絮凝剂组分包括10重量份过硫 酸钾、2重量份滑石粉、30重量份聚胺和1重量份淀粉；
[0051] S2.压滤脱水：将经步骤1得到的预混料以1.5Mpa的压力完成进料，进料后 对污泥进行递增式压滤，压力范围为1～5Mpa，持续1h，得到半干泥饼；
[0052] S3.物料干化：将半干泥饼破碎后输送至干化炉内，设置温度为180℃，干 化至含水率为15％，加入质量为干化产物0.2％的碳酸氢铵和质量为干化产物5％ 的膨润土，搅拌均匀后得到干化泥饼；
[0053] S4.热解炭化：将干化泥饼送入造粒机进行造粒，所得颗粒送入热解炭化系 统中，并在隔氧气氛下进行炭化处理，炭化时先将干化泥饼加入热解炭化系统 并将其升温至180℃，维持最高温度10min，所得气体存于尾气处理系统内，再 将温度提升至700℃，持续4h后得到炭化产物。
[0054] 实施例5
[0055] 磷酸盐吸附性能测试
[0056] 将实施例1～4制备的复合吸附材料及化学分析用活性炭
试剂用去离子水清 洗3遍(共用水量50～60mL)，过滤，于100℃温度下烘干，备用。
[0057] 精确称取上述清洗过的材料0.4g(+/-0.0005g)并分别置于100mL塑料离心 管中，加入40mL磷酸二氢钾的溶液(磷酸根浓度为1000mg/L)(空白对照组 加入40mL去离子水)，2份平行样品。溶液与材料混合后于室温(18℃)震荡16 小时。静置后5000rpm离心10min，取上清液并根据其浓度进行适当稀释，采用 ICP-OES测试溶液中的磷酸根浓度。计算出平衡后滤液中的化合物浓度eq后， 使用公式Q＝((input-eq))/m*V，其中Q为吸附量，input为加入溶液浓度，V为 加入溶液体积，m为材料质量。
[0058] 实验结果如图1所示，图1中，1～4依次表示本发明实施例1、实施例2、[0059] 实施例3、实施例4提供的复合吸附材料对磷酸盐吸附量柱形图、5表示化学分 析用活性炭试剂对磷酸盐吸附量柱形图。
[0060] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。
[0061] 表1-各实施例产物单位比表面积对照表
[0062] 组别 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4比表面积m2/g 422 366 352 343
