申请日2018.09.30
公开(公告)日2019.03.01
IPC分类号C10L5/46; C10L5/44; C02F3/34; C02F103/24
摘要
本发明公开了一种制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，先将制革废水输送至燃料棒厂的污水处理池，然后取农林畜牧业有机废料加入到污水处理池内，形成有机固液混合料;再将经活化的发酵菌群添加有机固液混合料中进行快速搅拌发酵处理，去除物料的恶臭气息和降低后期燃烧中的有害物质释放;取疏松多孔的干燥无机材料加入到所得物料中形成松散干燥的燃料棒成型原料;添加由粘合剂、纤维料中构成的辅料，搅拌均匀，经挤压成型或造粒得污泥燃料终产品。本发明能够对制革废水进行无害化综合应用，所制备的燃料成型好，燃烧充分热值较高且燃烧污染控制在极低的范围。
权利要求书
1.制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
A、由环保部门、皮革厂和燃料棒厂共建废水输送管道，或者采用运输车辆，将制革废水输送至燃料棒厂的污水处理池;
B、取经粉碎和干燥的农林畜牧业有机废料，加入到步骤A的污水处理池内，搅拌均匀，形成有机固液混合料;
C、将经活化的发酵菌群添加到步骤B的有机固液混合料中进行快速搅拌发酵处理，物料中的各种有机物和无机物经生物发酵改性发生生化交联融合，去除物料的恶臭气息和降低后期燃烧中的有害物质释放;
D、取疏松多孔的干燥无机材料，经粉碎后加入到步骤C所得物料中，搅拌均匀形成松散干燥的燃料棒成型原料;
E、步骤D所得物料中添加由粘合剂、助燃剂、纤维料中的一种或多种构成的辅料，搅拌均匀，经挤压成型或造粒得污泥燃料终产品。
2.根据权利要求1所述的制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，其特征在于：步骤B中，所述农林畜牧业有机废料采用农作物秸秆、林木枝条、渣粨下脚料，使用前先进行干燥和粉碎处理，林畜牧业有机废料的添加量以加料后物料整体含水量在40-50%w/w之间为准。
3.根据权利要求1所述的制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，其特征在于：步骤C中生物发酵改性的具体操作步骤包括：
C-1、一次发酵菌群由枯草芽胞杆菌、产朊假丝酵母、里氏木霉菌组成，接种前在碳源充足的温暖溶液中充分扩繁活化，然后接种到步骤B的物料中，持续搅拌曝气，有氧发酵20-30h;
C-2、然后接种EM复合菌群进行二次发酵，接种前在碳源充足的温暖溶液中充分扩繁活化，接种EM菌后即时搅拌均匀，之后不搅拌、不密闭、不曝气，持续发酵30-40小时，发酵完成后即时搅拌均匀。
4.根据权利要求1所述的制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，其特征在于：步骤C中，每次接种发酵菌之前，向物料中投入物料总重量5-10‰的速效碳源。
5.根据权利要求1所述的制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，其特征在于：步骤D中，所述取疏松多孔的干燥无机材料采用风化煤、煤矸石或炉渣中的一种或几种组合;干燥无机材料的用量以加料后物料整体含水量低于20%w/w为准。
6.根据权利要求1所述的制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，其特征在于：步骤E中，所述粘合剂采用黏土、所述助燃剂采用废旧油类，所述纤维料采用细长的植物叶条或植物根茎;所述粘合剂的用量比例为燃料产品总重量的1-5%，所述助燃剂的用量比例为燃料产品总重量的0-1%，所述纤维料的用量比例为燃料产品总重量的1-3%。
7.根据权利要求1所述的制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，其特征在于：步骤E中，挤压成型为直径1-3cm的长条形燃料棒，在长条形燃料棒外表面涂覆形成一层助燃剂层，然后切割为长10-30cm的燃料棒，得污泥燃料终产品。
8.根据权利要求1所述的制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，其特征在于：步骤E所得终产品根据需要直接包装出厂或通风干燥后包装出厂或烘干干燥后包装出厂。
说明书
制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法
技术领域
本发明涉及环保处理技术领域，由其涉及皮革工业废水的处理和回收利用技术。
背景技术
河北辛集素有皮革之都之称，主要产业为皮革制造。在皮革鞣制过程中，需要将皮革进行浸泡、水洗、去杂质等，从而形成大量的污水。在最原始的粗放产业条件下，这些废水会对环境造成严重的伤害。目前皮革业的污水按规定都需要进行无害化处理。现在通用的处理工艺是通过将皮革污水絮凝处理，进行泥水分离，然后将污泥进行填埋。这种处理技术与从前的粗放管理相比对环境造成的污染大大降低，但是仍然存在大量占用及浪费土地资源、并对土壤造成严重污染的多方面问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，能够对制革废水进行无害化综合应用，所制备的燃料成型好，燃烧充分热值较高且燃烧污染控制在极低的范围。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，包括如下步骤：
A、由环保部门、皮革厂和燃料棒厂共建废水输送管道，或者采用运输车辆，将制革废水输送至燃料棒厂的污水处理池;
B、取经粉碎和干燥的农林畜牧业有机废料，加入到步骤A的污水处理池内，搅拌均匀，形成有机固液混合料;
C、将经活化的发酵菌群添加到步骤B的有机固液混合料中进行快速搅拌发酵处理，物料中的各种有机物和无机物经生物发酵改性发生生化交联融合，去除物料的恶臭气息和降低后期燃烧中的有害物质释放;
D、取疏松多孔的干燥无机材料，经粉碎后加入到步骤C所得物料中，搅拌均匀形成松散干燥的燃料棒成型原料;
E、步骤D所得物料中添加由粘合剂、助燃剂、纤维料中的一种或多种构成的辅料，搅拌均匀，经挤压成型或造粒得污泥燃料终产品。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤B中，所述农林畜牧业有机废料采用农作物秸秆、林木枝条、渣粨下脚料，使用前先进行干燥和粉碎处理，林畜牧业有机废料的添加量以加料后物料整体含水量在40-50%w/w之间为准。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中生物发酵改性的具体操作步骤包括：
C-1、一次发酵菌群由枯草芽胞杆菌、产朊假丝酵母、里氏木霉菌组成，接种前在碳源充足的温暖溶液中充分扩繁活化，然后接种到步骤B的物料中，持续搅拌曝气，有氧室温发酵20-30h;其中菌液的添加量为物料总重量的1-3‰，菌液中不同菌种的原始比例接近对等，不同菌种在发酵过程中自然的差异化生长;
C-2、然后接种EM复合菌群进行二次发酵，接种前在碳源充足的温暖溶液中充分扩繁活化，接种EM菌后即时搅拌均匀，之后不搅拌、不密闭、不曝气，室温下持续发酵30-40小时，发酵完成后即时搅拌均匀;其中菌液的添加量为物料总重量的2-5‰，EM菌可以购买菌液原液或者菌粉。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中，每次接种发酵菌之前，向物料中投入物料总重量5-10‰的速效碳源。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤D中，所述取疏松多孔的干燥无机材料采用风化煤、煤矸石或炉渣中的一种或几种组合;干燥无机材料的用量以加料后物料整体含水量低于20%w/w为准。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤E中，所述粘合剂采用黏土、所述助燃剂采用废旧油类，所述纤维料采用细长的植物叶条或植物根茎;所述粘合剂的用量比例为燃料产品总重量的1-5%，所述助燃剂的用量比例为燃料产品总重量的0-1%，所述纤维料的用量比例为燃料产品总重量的1-3%。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤E中，挤压成型为直径1-3cm的长条形燃料棒，在长条形燃料棒外表面涂覆形成一层助燃剂层，然后切割为长10-30cm的燃料棒，得污泥燃料终产品。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤E所得终产品根据需要直接包装出厂或通风干燥后包装出厂或烘干干燥后包装出厂。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明对制革废水进行了无害化综合处理和回收应用，整个处理过程没有二次污水排放和空气污染，所制备的燃料不仅成型好燃烧充分，且热值较高，尤其是燃烧时的污染物排放大为降低。
制革废水的环境污染是最为重大的问题，因此对其治理的根本着眼在于环保指标的实现。目前的各种处理方法，第一步均是在提炼制备污泥，此过程会产生大量的污水，这些污水本身也是重要的污染源，必须进行针对性的特殊处理才能对外排放。与此相比，本发明的工艺方法全程无任何废水、废气排放，满足最高标准的环保要求。本发明采用经粉碎干燥的农林畜牧业有机废料，即农作物秸秆、林木枝条、渣粨下脚料等对污水进行处理，使得其整体含水量降至40-50%左右，同时为后续的生物发酵改性处理提供合适的条件，生物改性完成后再利用松多孔的干燥无机材料，即风化煤、煤矸石、炉渣等，降低物料含水率至20%以下，同时使得物料疏松多孔，提高其燃烧性能。不仅全程无污水排放，且大幅提高了所制备燃料的整体性能。
另外，利用制革废水污泥制备的燃料，如果不加处理容易产生燃烧污染，尤其是燃烧烟尘和硫氮氧化合物的污染。本发明一方面通过有机料、疏松料的添加对燃料终产品的基本构成即物理结构进行改善，同时与相关研究单位合作，研发出了利用生物发酵技术对燃料内在细化结构进行改性处理的新技术，可以使燃料中的有机、无机物料产生一定程度的分解和融合交联，在微观结构上改进燃料的物理结构和化学燃烧特性，最终大幅降低了燃料燃烧的有害物质释放，提高其环保性能。
本发明在成型助剂上采用黏土作为粘合剂，采用细长的植物叶条或植物根茎作为纤维料，同时添加适当的助燃料，成本极低但是成型效果非常好，同时还对于提高产品热值、降低燃烧污染有助益作用。
具体实施方式
以下实施例详细说明了本发明。本发明所使用的各种原料及各项设备均为常规市售产品，均能够通过市场购买直接获得。
实施例1
制革废水无害化处理制备生物质能污泥燃料的方法，包括如下步骤：
A、由环保部门、皮革厂和燃料棒厂共建废水输送管道，将制革废水输送至燃料棒厂的污水处理池;
B、取经粉碎和干燥的农林畜牧业有机废料，加入到步骤A的污水处理池内，搅拌均匀，形成有机固液混合料，其中的农林畜牧业有机废料采用农作物秸秆、林木枝条、渣粨下脚料，使用前先进行干燥和粉碎处理，林畜牧业有机废料的添加量以加料后物料整体含水量在40-50%w/w之间为准;
C、将经活化的发酵菌群添加到步骤B的有机固液混合料中进行快速搅拌发酵处理，物料中的各种有机物和无机物经生物发酵改性发生生化交联融合，去除物料的恶臭气息和降低后期燃烧中的有害物质释放;具体操作方法为：
C-1、一次发酵菌群由枯草芽胞杆菌、产朊假丝酵母、里氏木霉菌(购自苏州北纳创联生物技术有限公司)组成，接种前在碳源充足的温暖溶液中充分扩繁活化，然后接种到步骤B的物料中，接种前向物料中投入物料总重量5‰的速效碳源，持续搅拌曝气，有氧室温发酵24h;其中菌液的添加量为物料总重量的1‰，菌液中不同菌种的原始比例接近对等，不同菌种在发酵过程中自然的差异化生长;
C-2、然后接种EM复合菌群进行二次发酵，接种前在碳源充足的温暖溶液中充分扩繁活化，接种前向物料中投入物料总重量5‰的速效碳源，接种EM菌后即时搅拌均匀，之后不搅拌、不密闭、不曝气，室温下持续发酵36小时，发酵完成后即时搅拌均匀;其中菌液的添加量为物料总重量的2-5‰，EM菌可以购买菌液原液或者菌粉(北京百丰天下公司的日本原液);
D、取疏松多孔的干燥无机材料，经粉碎后加入到步骤C所得物料中，搅拌均匀形成松散干燥的燃料棒成型原料;其中的取疏松多孔的干燥无机材料采用煤矸石或炉渣或风化煤，干燥无机材料的用量以加料后物料整体含水量低于20%w/w为准，此时生物发酵基本终止;
E、步骤D所得物料中添加由粘合剂、纤维料构成的辅料，其中的粘合剂采用黏土，用量比例为燃料产品总重量的1-5%，纤维料采用细长的植物叶条或植物根茎，用量比例为燃料产品总重量的1-3%;添加辅料后搅拌均匀，挤压成型为直径1-3cm的长条形燃料棒，然后切割为长10-30cm的燃料棒，得污泥燃料终产品，烘干干燥终止微生物的发酵活动，即可包装出厂。